顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，具体涉及一种顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法
。

技术介绍

[0002]顶底水特稠油油藏主要采用水平井蒸汽吞吐的方式进行开发，当水平井的布井位置过高时，会发生顶水的侵入，当水平井的布井位置过低时，会发生底水的侵入，顶底水侵入后会导致油田含水率升高，开发效果变差
。
因此在选择蒸汽吞吐水平井布井位置时，需考虑顶底水侵入的影响，以达到在油田开发过程中预防顶底水突破的目的，确保特稠油热采的持续稳产
。
对于特稠油油田，原油稠到一定程度，就会对水体产生进行阻隔，水体主要是通过油藏加热之后形成的热通道侵入油层，并且会率先从最早形成的热通道进行突破
。
本专利技术从渗流阻力角度对顶底水突破界限进行预测，主要是建立稠油不同流动区域的渗流方程，进而对不同位置水体突破所需动力进行表征，达到顶底水突破界限预测的目的；通过所建立的温度场，结合目标油藏的粘温曲线，分析粘度场，考虑启动压力梯度，基于受力平衡原理，建立目标区块顶底水突破界限图版，最终确定蒸汽吞吐水平井纵向位置
。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法
。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0006](Ⅰ)
建立顶底水稠油油藏水平井蒸汽吞吐地层温度分区模型
[0007]根据地层温度分布划分为两个区域：蒸汽区和蒸汽区边界至顶
、
底水之间温度变化区，蒸汽区的温度近似为注入蒸汽的温度，蒸汽区边界至顶
、
底水之间区域的地层温度随距水平井的距离增加逐渐降低；
[0008]温度分区示意图如图2所示，其中，
r
h
表示为蒸汽区的半径，
H
u
表示为蒸汽区边界至顶水的距离，
H
l
表示为蒸汽区边界至底水的距离
。
[0009](Ⅱ)
计算水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径
r
h
[0010]将长度为
L
的水平井划分为
n
个微元段，根据能量平衡原理计算每个微元段的蒸汽区半径
r
j
，对每个微元段蒸汽区半径进行算数平均得到水平井的蒸汽区半径
r
h
；
[0011]水平井蒸汽吞吐蒸汽未到达油藏顶
、
底边界时，对于任一微元段，可列能量平衡方程：
[0012][0013]式中：
H
o
为单位时间内注入水平微元段流体可利用的热量，单位为
kw/s
；
i
s
为水蒸
汽的质量流速，单位为
kg/s
；
h
o
为单位质量流体可利用的热量，单位为
kJ/kg
；
M
R
为油层的热容量，单位为
kJ/(m3·
℃)
；
t
s
为饱和水蒸汽体系的温度，单位为
℃
；
t
r
为油藏初始温度，单位为
℃
；
r
为蒸汽吞吐加热前缘距水平井的距离，单位为
m
；
τ
为生产时间，单位为
s
；
[0014]对式
(1)
进行求解可得微元段
j
的蒸汽区半径为：
[0015][0016]式中：
x
为水蒸汽中蒸汽的质量百分比；
l
v
为蒸汽的汽化潜热，单位为
kJ/kg
；
h
sw
为蒸汽温度下热水的焓，单位为
kJ/kg
；
h
rw
为油藏温度下热水的焓，单位为
kJ/kg
；
[0017]对各微元段的蒸汽区半径进行平均可得水平井蒸汽吞吐蒸汽区的半径为：
[0018][0019]式中，
r
h
为水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径，单位为
m
；
r
j
为微元段
j
的蒸汽区半径，单位为
m
；
L
为水平井长度，单位为
m
，
n
为微元段的数量
。
[0020](Ⅲ)
计算蒸汽区以外油层不同位置处的地层温度
[0021]根据步骤
(Ⅱ)
计算得到的水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径，判断蒸汽吞吐的蒸汽区边界，蒸汽区以外油层不同位置处的温度计算数学模型为：
[0022][0023]式中：
T
r
为距水平井距离为
r
处地层温度，单位为
℃
；
T
s
为蒸汽温度，单位为
℃
；
T
i
为原始地层温度，单位为
℃
；
[0024]根据式
(4)
可计算得到蒸汽区边界至顶底水不同位置的地层温度；
[0025](Ⅳ)
计算蒸汽区以外油层不同位置油层处的启动压力梯度
[0026]基于步骤
(Ⅲ)
得到的蒸汽区以外油层不同位置处的地层温度，使用粘温曲线得到各位置处的原油粘度，进而计算各位置处的启动压力梯度，启动压力梯度计算式为：
[0027][0028]式中：
λ
o
为启动压力梯度，单位为
MPa/m
；
K
o
为有效渗透率，单位为
mD
；
μ
o
为原油粘度，单位为
mPa
·
s
；
A、B
为系数；
[0029](
Ⅴ
)
计算顶底水突破所需的压差；
[0030]基于步骤
(Ⅳ)
得到的蒸汽区以外不同位置油层处的启动压力梯度，根据受力平衡原理计算顶
、
底水突破所需的压差，计算式为：
[0031]顶水：
[0032]底水：
[0033]式中：
Δ
P
u
为顶水突破所需的压差，单位为
MPa
；
r
h
为水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径，单位为
m
；
r
u
为加热腔边界至顶水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
(Ⅰ)
建立顶底水稠油油藏水平井蒸汽吞吐地层温度分区模型
(Ⅱ)
计算水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径
h
将水平井划分为
n
个微元段，根据能量平衡原理计算每个微元段的蒸汽区半径，对每个微元段蒸汽区半径进行算数平均得到水平井的蒸汽区半径；
(Ⅲ)
计算蒸汽区以外油层不同位置处的地层温度；根据步骤
(Ⅱ)
计算得到的水平井蒸汽吞吐蒸汽区半径，判断蒸汽吞吐的蒸汽区边界；
(Ⅳ)
计算蒸汽区以外油层不同位置油层处的启动压力梯度；基于步骤
(Ⅲ)
得到的蒸汽区以外油层不同位置处的地层温度，使用粘温曲线得到各位置处的原油粘度，进而计算各位置处的启动压力梯度；
(
Ⅴ
)
计算顶底水突破所需的压差；基于步骤
(Ⅳ)
得到的蒸汽区以外不同位置油层处的启动压力梯度，根据受力平衡原理计算顶
、
底水突破所需的压差
(
Ⅵ
)
建立顶底水突破界限图版；根据步骤
(
Ⅴ
)
得到的不同的注入蒸汽温度
、
蒸汽区边界至顶底水距离对应的突破压差，建立顶
、
底水突破界限图版；
(
Ⅶ
)
确定水平井纵向位置根据目标区块的生产压差及水平井注入蒸汽温度，使用步骤
(
Ⅵ
)
得到的图版确定水平井分别距顶水与底水的距离，为水平井布井的上
、
下边界
。2.
根据权利要求1所述的顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法，其特征在于：所述步骤
(Ⅰ)
中地层温度分区模型建立的具体方法为：根据地层温度分布划分为区域
A
和区域
B
，区域
A
为蒸汽区和蒸汽区边界至顶
、
底水之间温度变化区，区域
A
的温度为注入蒸汽的温度；区域
B
为蒸汽区边界至顶
、
底水之间区域，地层温度随距水平井的距离增加而降低
。3.
根据权利要求1所述的顶底水特稠油油藏蒸汽吞吐水平井纵向位置的确定方法，其特征在于：所述步骤
(Ⅱ)
根据能量平衡原理得出水平井蒸汽吞吐蒸汽未到达油藏顶
、
底边界时，对于任一微元段的能量平衡方程为：式中：
H
o
为单位时间内注入水平微元段流体可利用的热量，单位为
kw/s
；
i
s
为水蒸汽的质量流速，单位为
kg/s
；
h
o
为单位质量流体可利用的热量，单位为
kJ/kg
；
M
R
为油层的热容量，单位为
kJ/(m3·
℃)
；
t
s
为饱和水蒸汽体系的温度，单位为
℃
；
t
r
为油藏初始温度，单位为
℃
；
r
为距水平井的距离，单位为
m
；
τ
为生产时间，单位为
s
；对式
(1)
进行求解可得微元段
j
的蒸汽区半径为：式中：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，孙鹏霄，刘英宪，刘宗宾，陈建波，郑文乾，耿志刚，廖辉，王树涛，葛涛涛，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：