蒸汽腔的解析方法技术

本发明专利技术提供了一种蒸汽腔的解析方法，该解析方法依次包括以下步骤：步骤S10：建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型；步骤S20：沿蒸汽腔的延伸方向，将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层；步骤S30：将吸汽剖面层的测量参数输入数学模型中，以得到吸汽剖面层的横向发育距离，其中，测量参数包括吸汽剖面层的实测温度。通过本发明专利技术提供的技术方案，能够解决现有技术中获取蒸汽腔的参数不方便并且成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
蒸汽腔的解析方法
本专利技术涉及石油开采
，具体而言，涉及一种蒸汽腔的解析方法。
技术介绍
稠油(或称为重质原油)是一种高粘度、高密度的原油。稠油在石油资源中所占比例较大，同时稠油的开采难度较大。如何开采稠油，使之成为可动用储量，是石油领域人员一直探究的问题。自20世纪60年代以来，稠油的开采技术有了突飞猛进的发展，到目前为止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物驱、混相驱等为主要开采方式的稠油冷采技术。目前，稠油开采主要以热采为主，即通过向地层注入高温高压蒸汽的方式开采稠油。其中，蒸汽吞吐是提高稠油采收率的重要手段之一。水蒸汽注入地层稠油中后，整个过程的传热、流动方式十分复杂，了解水蒸汽在稠油中的变化规律对于稠油热采具有重要意义。其中，蒸汽吞吐井吸收水蒸汽产生的蒸汽腔的大小变化是工程上非常关心的物理量。但是，由于受地下环境的限制，无法对蒸汽腔的各个位置进行测量并且测量成本高，因此现有技术中获取蒸汽吞吐井的蒸汽腔的参数不方便并且成本高。
技术实现思路
本专利技术提供一种蒸汽腔的解析方法，以解决现有技术中获取蒸汽腔的参数不方便并且成本高的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种蒸汽腔的解析方法，该解析方法依次包括以下步骤：步骤S10：建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型；步骤S20：沿蒸汽腔的延伸方向，将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层；步骤S30：将吸汽剖面层的测量参数输入数学模型中，以得到吸汽剖面层的横向发育距离Rh，其中，测量参数包括吸汽剖面层的实测温度Ts。进一步地，步骤S10包括以下步骤：步骤S11：将蒸汽腔简化为倒三棱柱结构；步骤S12：将用于平板结构的边界条件用于倒三棱柱结构中，以得到数学模型。进一步地，数学模型为：其中，T0为蒸汽腔内蒸汽的初始温度，为倒三棱柱的x方向因子，为倒三棱柱的y方向因子，为倒三棱柱的z方向因子。进一步地，的计算公式分别为：其中，y为吸汽剖面层延伸方向的长度，h为吸汽剖面层沿地层深度方向的厚度，ar为地层热扩散系数。进一步地，ar由以下公式计算得到：其中，φ为孔隙度、Sw为吸汽剖面层的含水率，Tk为吸汽剖面层外的地层的温度，Mr为吸汽剖面层的比热容。进一步地，Mr由以下公式获得：Mr＝φSoρocp,o+φSwρwcp,w+(1-φ)ρrcp,r，其中，So为吸汽剖面层的含油率，ρo、ρw、ρr分别为地层条件下油、水、地层岩石基质的密度，cp,o、cp,w、cp,r分别为地层条件下油、水、地层岩石基质的比热。进一步地，ρo、cp,o、ρw分别由以下公式获得：进一步地，Mr由以下公式获得：Mr＝20857[32.5+(4.6φ0.32-2)(10Sw-1.5)]。进一步地，在步骤S30之后，解析方法还包括以下步骤：步骤S40：计算蒸汽腔沿延伸方向的分布参数。进一步地，步骤S40包括以下步骤：步骤S41：根据吸汽剖面层的Rh值计算吸汽剖面层的加热面积；步骤S42：根据吸汽剖面层的加热面积计算吸汽剖面层的吸汽量以及吸汽剖面层的吸汽量占蒸汽腔的总吸汽量的百分比Ii，百分比为分布参数。进一步地，在步骤S42中，采用如下公式计算Ii：在蒸汽腔内有多个注汽点，多个注汽点与多个吸汽剖面层一一对应，N表示注汽点的个数，i表示第i个注汽点。进一步地，在步骤S12中，边界条件为：其中，ar为地层热扩散系数，T0为周围地层温度，z为平板结构的厚度。应用本专利技术的技术方案，建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型，然后将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层，将吸汽剖面层的测量参数输入数学模型中，就可计算得到吸汽剖面层的横向发育距离。与现有技术中的测量方法相比，本专利技术的技术方案通过数学计算就能够获取蒸汽腔内不同位置的参数，从而能够提高获取蒸汽腔参数的便捷性并降低获取蒸汽腔参数的成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术中将蒸汽腔简化为倒三棱柱结构的示意图；图2示出了FHW12230号井在265m深时的参数变化图；图3示出了FHW12230号井在290m深时的参数变化图；图4示出了FHW12236号井在265m深时的参数变化图；图5示出了FHW12236号井在340m深时的参数变化图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的实施例提供了一种蒸汽腔的解析方法，该解析方法依次包括以下步骤：步骤S10：建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型；步骤S20：沿蒸汽腔的延伸方向，将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层；步骤S30：将吸汽剖面层的测量参数输入数学模型中，以得到吸汽剖面层的横向发育距离Rh，其中，测量参数包括吸汽剖面层的实测温度TS。应用本实施例的技术方案，建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型，然后将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层，将吸汽剖面层的测量参数输入数学模型中，就可计算得到吸汽剖面层的横向发育距离Rh。与现有技术中的测量方法相比，本实施例的技术方案通过数学计算就能够获取蒸汽腔内不同位置的参数，从而能够提高获取蒸汽腔参数的便捷性并降低获取蒸汽腔参数的成本。计算得到吸汽剖面层的横向发育距离Rh后，便可根据Rh的值进一步计算得到其他需要的参数，以对蒸汽吞吐井的蒸汽腔进行分析。在热采过程中，当水蒸汽注入油藏并且蒸汽腔形成一定体积后，不再注入蒸汽，此后这个阶段称为焖井阶段。由传热学的知识可以知道，由于没有新的蒸汽注入，原来注入蒸汽形成的高温蒸汽腔随着油藏的导热其热量将不断散失，因此蒸汽腔的温度将不断降低。蒸汽腔温度的变化和蒸汽腔原来的大小、油藏初始条件以及油藏的物性参数等密切相关。在本实施例的技术方案中，将蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层能够便于参数的计算。实测温度TS是指随时间变化实时测量的温度值。使用较容易获得并且较准确的吸汽剖面层的实测温度TS等参数计算吸汽剖面层的横向发育距离Rh，不但能够提高获取蒸汽腔参数的便捷性，还能够提高计算结果的准确性。具体地，步骤S10包括以下步骤：步骤S11：将蒸汽腔简化为倒三棱柱结构；步骤S12：将用于平板结构的边界条件用于倒三棱柱结构中，以得到数学模型。当蒸汽注入油藏后，在重力的作用下，蒸汽腔将形成一个上部宽、下部逐渐收缩的形状。如图1所示，为了便于采用传热学理论模型进行分析，对该结构进行简化，将蒸汽腔的形状简化为倒三棱柱结构。将蒸汽腔简化为结构比较相似倒三棱柱结构，使蒸汽腔成为形状规则的结构，能够在保证计算结果准确的同时便于计算，以便于建立数学模型并降低技术难度和计算量。将蒸汽腔简化为倒三棱柱结构并将用于平板结构的边界条件用于倒三棱柱结构中后，得到的数学模型为：其中，Tavg表示蒸汽腔内平均温度随焖井时间的变化规律，T0为蒸汽腔内蒸汽的初始温度，为倒三棱柱的x方向因子，为倒三棱柱的y方向因子，为倒三棱柱的z方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽腔的解析方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤S10：建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型；步骤S20：沿所述蒸汽腔的延伸方向，将所述蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层；步骤S30：将所述吸汽剖面层的测量参数输入所述数学模型中，以得到所述吸汽剖面层的横向发育距离Rh，其中，所述测量参数包括所述吸汽剖面层的实测温度Ts。

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽腔的解析方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤S10：建立蒸汽吞吐井的蒸汽腔的数学模型；步骤S20：沿所述蒸汽腔的延伸方向，将所述蒸汽腔划分为多个吸汽剖面层；步骤S30：将所述吸汽剖面层的测量参数输入所述数学模型中，以得到所述吸汽剖面层的横向发育距离Rh，其中，所述测量参数包括所述吸汽剖面层的实测温度Ts。2.根据权利要求1所述的解析方法，其特征在于，所述步骤S10包括以下步骤：步骤S11：将所述蒸汽腔简化为倒三棱柱结构；步骤S12：将用于平板结构的边界条件用于所述倒三棱柱结构中，以得到所述数学模型。3.根据权利要求2所述的解析方法，其特征在于，所述数学模型为：其中，T0为所述蒸汽腔内蒸汽的初始温度，为所述倒三棱柱的x方向因子，为所述倒三棱柱的y方向因子，为所述倒三棱柱的z方向因子。4.根据权利要求3所述的解析方法，其特征在于，的计算公式分别为：其中，y为所述吸汽剖面层延伸方向的长度，h为所述吸汽剖面层沿地层深度方向的厚度，ar为地层热扩散系数。5.根据权利要求4所述的解析方法，其特征在于，ar由以下公式计算得到：其中，φ为孔隙度、Sw为所述吸汽剖面层的含水率，Tk为所述吸汽剖面层外的地层的温度，Mr为所述吸汽剖面层的比热容。6.根据权利要求5所述的解析方法，其特征在于，Mr由以下公式获得：Mr＝φSoρocp,o+φSwρwcp,w+(1-φ)ρrcp,r，其中，So...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，潘勇，段胜男，芦志伟，胡承军，王宁博，游红娟，章庆勇，努尔买买提·吾买尔江，李士建，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11