一种基于井下电加热的油气开发方法、装置及系统制造方法及图纸

本说明书实施例提供一种基于井下电加热的油气开发方法、装置及系统。所述方法包括：在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比；不同的电加热工具设置在加热井的不同位置；基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值；在增大和减小所述总功率而所述油能比均下降的情况下，针对各个电加热工具进行差异化功率调节，以分别确定各个电加热工具的目标功率；所述各个电加热工具的目标功率之和用于控制油能比最大；综合所述目标功率控制所述电加热工具串的输出功率。上述方式在保证开采量的同时尽可能地减小了电能消耗，保证了电加热开发的实际应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于井下电加热的油气开发方法、装置及系统


[0001]本说明书实施例涉及地质勘探开发
，特别涉及一种基于井下电加热的油气开发方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]为了提高油气开采的效率，热采技术是油气开采时所应用的有效手段，尤其是针对稠油、油砂、油页岩等非常规油气开采。传统的热采技术主要采用蒸汽法，但是，蒸汽法产生蒸汽进行热采的过程中不仅需要消耗大量的燃料并排放大量二氧化碳，而且蒸汽产生设施投资高、占地面积大，难以适应油气绿色低碳开发的需求，不具备较好的实际应用价值。近些年来，电力加热开采油气以低碳、清洁和高效等诸多优势，存在逐步替代蒸汽法的趋势。
[0003]尽管电加热开采具有诸多优点，但在开采过程中需要消耗电能，在目前的应用状况下，对于电能的消耗较大，不仅大量耗费电力资源，而且经济性能优势弱，从而限制了该项技术的有效应用。因此，如何对电加热开采过程进行有效规划，进而在保证油气开发数量的情况下尽可能地降低电能消耗，是当前所亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本说明书实施例的目的是提供一种基于井下电加热的油气开发方法、装置及系统，以解决如何在电加热开采过程中保证油气开发效果并降低电能消耗的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出一种基于井下电加热的油气开发方法，包括：在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比；所述电加热工具串中包括多个电加热工具；不同的电加热工具设置在加热井的不同位置；基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值；在增大和减小所述总功率而所述油能比均下降的情况下，针对各个电加热工具进行差异化功率调节，以分别确定各个电加热工具的目标功率；所述各个电加热工具的目标功率之和用于控制油能比最大；综合所述目标功率控制所述电加热工具串的输出功率。
[0006]在一些实施方式中，所述根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比之前，还包括：计算所述电加热工具串的总功率；所述总功率通过以下方式计算：基于岩心实验测定岩心样本内油气资源最大化提取时的加热温度；基于加热温度计算岩心样本吸收热能；根据吸收热能和电加热时间计算总功率。
[0007]基于上述实施方式，所述基于加热温度计算岩心样本吸收热能，包括：利用公式J1＝(T
m
‑
T0)
×
V
×
ρ
×
c计算吸收热能，式中，J1为吸收热能，T
m
为加热温度，T0为岩心样本加热前的温度，V为岩心样本的体积，ρ为岩心样本的密度，c为岩心样本的比热容；所述根据吸收热能和电加热时间计算总功率，包括：利用公式P＝J1/(η
×
t2)计算总功率，式中，P为总功率，η为热能转化为电能的转换功率，t2为加热时间。
[0008]在一些实施方式中，所述在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串
的总功率计算油能比，包括：获取预设时间步长内的油气开采量和电加热工具串的总功率计算平均油能比；所述总功率在所述预设时间步长内不变。
[0009]在一些实施方式中，所述基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值，包括：逐步增大所述电加热工具串的总功率，在油能比数值增加的情况下，继续增加总功率直至油能比达到最大值，或，逐步减小所述电加热工具串的总功率，在油能比数值增加的情况下，继续减小总功率直至油能比达到最大值。
[0010]基于上述实施方式，所述基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值，包括：在增大和减小所述电加热工具串的总功率而油能比均增加的情况下，分别确定增加总功率得到的第一最大油能比和减小总功率得到的第二最大油能比；基于所述第一最大油能比和第二最大油能比的大小关系调节电加热工具串的总功率。
[0011]在一些实施方式中，所述针对各个电加热工具进行差异化功率调节，包括：针对单个电加热工具调节输出功率，并确定调节过程中的油能比变化情况；基于油能比变化情况，确定最大油能比所对应的输出功率为所述电加热工具的目标功率；针对所有电加热工具重复上述调节过程直至确定各个电加热工具的目标功率。
[0012]在一些实施方式中，所述针对各个电加热工具进行差异化功率调节，以分别确定各个电加热工具的目标功率，包括：基于求解非线性多元函数最小值的目标函数确定各个电加热工具的目标功率。
[0013]本说明书实施例还提出一种基于井下电加热的油气开发装置，包括：油能比计算模块，用于在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比；所述电加热工具串中包括多个电加热工具；不同的电加热工具设置在加热井的不同位置；总功率调节模块，用于基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值；差异化功率调节模块，用于在调节所述总功率而所述油能比下降的情况下，针对各个电加热工具进行差异化功率调节，以分别确定各个电加热工具的目标功率；所述各个电加热工具的目标功率之和用于控制油能比最大；输出功率控制模块，用于综合所述目标功率控制所述电加热工具串的输出功率。
[0014]本说明书实施例还提出一种基于井下电加热的油气开发系统，所述系统包括开采模块、加热模块和中控设备；所述开采模块用于从目标储层采油并确定油气开采量；所述加热模块包括电加热工具串；所述加热模块用于通过所述电加热工具串对目标储层进行加热并确定所述电加热工具串的总功率；所述中控设备包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机所程序/指令；所述处理器用于执行所述计算机程序/指令以实现上述基于井下电加热的油气开发方法的步骤。
[0015]由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例在电加热开采过程中，首先基于油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比，进而根据油能比的大小对电加热工具串的总功率进行调节，以保持按照稳定较高的油能比对油气资源进行开采。而在增大和减小总功率而油能比均下降的情况下，再针对电加热工具进行差异化功率调节，以确定各个电加热工具的目标功率，从而保证油能比最大。通过上述方式，有效对电加热开采过程中的电加热工具串的功耗进行了控制，在保证开采量的同时尽可能地减小了电能消
耗，提高了电加热开发油气技术的经济性能，保证了电加热开发的实际应用价值。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本说明书实施例一种基于井下电加热的油气开发系统的结构示意图；
[0018]图2为本说明书实施例一种电加热工具串的结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于井下电加热的油气开发方法，其特征在于，包括：在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比；所述电加热工具串中包括多个电加热工具；不同的电加热工具设置在加热井的不同位置；基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值；在增大和减小所述总功率而所述油能比均下降的情况下，针对各个电加热工具进行差异化功率调节，以分别确定各个电加热工具的目标功率；所述各个电加热工具的目标功率之和用于控制油能比最大；综合所述目标功率控制所述电加热工具串的输出功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比之前，还包括：计算所述电加热工具串的总功率；所述总功率通过以下方式计算：基于岩心实验测定岩心样本内油气资源最大化提取时的加热温度；基于加热温度计算岩心样本吸收热能；根据吸收热能和电加热时间计算总功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于加热温度计算岩心样本吸收热能，包括：利用公式J1＝(T
m
‑
T0)
×
V
×
ρ
×
c计算吸收热能，式中，J1为吸收热能，T
m
为加热温度，T0为岩心样本加热前的温度，V为岩心样本的体积，ρ为岩心样本的密度，c为岩心样本的比热容；所述根据吸收热能和电加热时间计算总功率，包括：利用公式P＝J1/(η
×
t2)计算总功率，式中，P为总功率，η为热能转化为电能的转换功率，t2为加热时间。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在电加热开采过程中，根据油气开采量和电加热工具串的总功率计算油能比，包括：获取预设时间步长内的油气开采量和电加热工具串的总功率计算平均油能比；所述总功率在所述预设时间步长内不变。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述油能比随时间的变化情况对所述电加热工具串的总功率进行调节，以稳定所述油能比的数值，包括：逐步增大所述电加热工具串的总功率，在油能比数值增加的情况下，继续增加总功率直至油能比达到最大值，或，逐步减小所述电加热工具串的总功率，在油能比数值增加的情况下，继续减小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正旭，郭庆丰，蔡骁，张景田，赵庆，梁磊，张鑫，门明磊，王国伟，李鹏飞，屈宪伟，康健，叶晨曦，陈业生，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司北京石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：