专利名称：一种厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸汽驱开采方法
技术领域：
本发明涉及石油开采技术，是一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸 汽驱开采方法。
背景技术：
蒸汽吞吐是稠油油藏的主要开采方式，随着开采技术进步，开采的范围 和手段不断更新。目前，对于超稠油油藏的开采采用蒸汽降粘辅助下的重力
泄油(SAGD — Steam Assisted Gravity Drainage)的方法，这禾中方》去是针 对沥青砂地质条件，而沥青砂中原油的特点是粘度高(粘度大于50, OOOmpa. s) 密度大(密度大于0.98 g/cm3，与水的密度接近，在原始地层温度下很难流 动或不能流动。注入蒸汽的目的，主要是加热油层，降低原油粘度，使原先 很难流动或不能流动的超稠油可以流动起来。但是，由于是超稠油，不能形 成有效的平面流动，主要依靠重力作用。其机理是高温条件下，由于蒸汽的 密度<高温下的水的密度<经过高温蒸馏后的超稠油的密度，在重力作用下， 蒸汽向上流动，凝结的高温热水和高温蒸馏后的超稠油向下流动，形成垂向 分流，超稠油的重力是SAGD开采方式的主要驱动力。因此，SAGD是针对高温
下的原油密度大于水的超稠油的一项开采技术。
普通稠油，也称"重油"，油层温度下脱气原油粘度大于100 mPa. s且小 于10,000 mPa.s的原油，相对密度大于0. 92、小于0.95的原油。目前，我 国稠油年产量超过1300万吨以上，其中厚层稠油油藏是稠油的主力油藏，如 辽河高升油田、小洼油田S/油层、胜利单家寺油田等，地质储量超过3亿吨。 这种油藏油层厚度大， 一般在30-100米，采用蒸汽吞吐的采收率只有20%左 右，通常的油藏注蒸汽开采效果不好，目前还没有经济有效的接替技术。
尽管据报道蒸汽辅助重力泄油对超稠油是一种好的开采方式，但如采用
SAGD方法，由于生产井和注汽井大多在同一垂直面上，蒸汽辅助重力泄油在 一对上下水平井之间的垂向上动用效果较好，但在平面上，注采井之间不宜 有明显的距离。同时为了大幅度降低超稠油的粘度，井底蒸汽干度必须大于 70%，其排液量要与蒸汽室的自然泄油速率相匹配，既要使冷凝泄流下来的液 体全部采出，又不使过多的蒸汽被采出，采注比为l.O，由于注入的蒸汽在注 入井井筒中产生热损失，井底蒸汽干度要求越大，注入井的深度很难超过1000 米。对于"重油"开采，钻井投资和注汽成本相对较高，开采效率较低。
发明内容
本发明目的在于提供一种注汽成本低，开釆效率高的厚层普通稠油油藏 的重力辅助蒸汽驱(GASD)开采方法。
本发明采用如下技术方案
一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸汽驱开采方法，在厚层普通稠 油油藏中，采取直井注汽、水平井生产或水平井注汽、水平井生产的方式，
采用如下步骤
1) 确定已知油藏区块地质参数及普通稠油流体特性满足普通稠油油藏的
重力辅助蒸汽驱开采条件；
2) 对已直井开发的油藏区块，采用直井与水平井组合布井方式；对新开 发的油藏区块为直井与水平井组合或水平井与水平井组合布井方式；
3) 在沿已知油藏区块油层下部钻水平生产井，使注汽直井在水平井的斜 上方；
4) 对新开发的油藏区块，生产井与注汽井同时吞吐2-4周期或注汽井与 生产井形成热连通或油层压力降到3-4MPa，转为注汽井注汽生产井生产开采；
对己直井开发的油藏区块，注汽井与生产井己形成热连通，新钻的水平 生产井吞吐l周期、解除近井地带的污染后，转注汽井注汽生产井生产开采。
本发明还采用如下技术方案-
所述的步骤l)确定己知油藏区块地质参数为，连续油层厚度大于15m， 孔隙度大于20%,渗透率大于500md，垂向渗透率与水平渗透率的比值大于0. 2;
所述的步骤1)确定已知油藏区块普通稠油流体特性为，油层温度下脱气 原油粘度大于100 mPa. s且小于10， 000 mPa. s，相对密度大于0. 92、小于0. 95 的原油。当油层高孔高渗时，还可以扩展到介于普通稠油和超稠油之间的特 稠油，其油层温度下脱气原油粘度大于10， 000 mPa. s且小于50， 000 mPa. s， 相对密度大于0.95、小于0.98的原油。
所述的步骤3)注汽直井位于水平生产井的垂向距离5m-30m，水平距离 30m-100m处；
所述的步骤3)注汽直井为是新钻或已有直井；
所述的步骤3)注汽直井为是新钻水平井；
所述的步骤4)注汽井注汽生产井生产开采是注汽井连续注汽，水平生 产井连续生产，注汽速率为1.5-1.8t/ha.m.d，井底蒸汽干度大于50%，采 注比保持在1.2以上。
本发明可以发挥驱替流体在垂向和水平两个方向的扫及作用，提高驱动 流体的波及范围，提高厚层普通稠油油藏的原油采收率。
图1为本发明直井与水平井组合开发示意图； 图2为本发明的驱动力分析示意图。 具体实施方案
直井与水平井组合开采油藏或水平井、水平井组合开采油藏，仅仅是一 种布井形式，有了直井和水平井的钻井技术，就有了直井和水平井各种组合 开发油田的选择。本发明厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸汽驱开采方法，在
厚层普通稠油油藏中，采取直井注汽、水平井生产或水平井注汽、水平井生 产的方式，其中注汽井与生产井在纵向和横向上都有一定的距离，在开采过 程中，汽驱压力作为主要驱动力，重力为辅助驱动力，驱替流体在垂向和水 平两个方向驱动流体。
本发明在厚层普通稠油油藏中，采取直井注汽、水平井生产(见图1)或 水平井注汽、水平井生产的方式，其中注汽井与生产井在纵向和横向上都有 一定的距离。由于普通稠油的可流动性，在采用重力辅助蒸汽驱开采过程中，
汽驱压力为主要驱动力，重力为辅助驱动力(见图2)。
具体采用如下步骤 (1 )根据已知油藏地质参数及普通稠油流体特性确认重力辅助蒸汽驱开 采方式的可行性；
(2) 已直井开发的油藏，布井方式为直井与水平井组合；对于未开发油 藏，布井方式为直井与水平井组合，或水平井与水平井组合；
(3) 在靠近油层下部钻水平生产井，在水平井的斜上方、与水平井的垂 向距离5-30m左右、水平距离30-100m左右处钻注汽直井或注汽水平井；
(4) 对于新区，水平生产井与注汽直井同时吞吐2-4周期左右、注汽井 与生产井形成热连通、油层压力降到3-4MPa后，转重力辅助蒸汽驱开采；对 于注汽井与生产井已经形成热连通的老区，新钻的水平生产井吞吐1周期、 解除近井地带的污染后，转重力辅助蒸汽驱开采注汽井连续注汽，水平生 产井连续生产，注汽速率为1.5-1.8t/ha.m.d，井底蒸汽干度大于50%，采 注比保持在1.2以上。
本发明所述的油藏地质参数为，连续油层厚度大于15m，孔隙度大于20%， 渗透率大于500md，垂向渗透率与水平渗透率的比值大于0. 2;
所述的普通稠油流体特性为，油层温度下脱气原油粘度大于100 mPa.s 且小于10， 000 mPa.s，相对密度大于0.92、小于0.95的原油。当油层高孔
高渗时，还可以扩展到介于普通稠油和超稠油之间的特稠油，其油层温度下
脱气原油粘度大于10， 000 mPa. s且小于50， 000 mPa. s，相对密度大于0. 95、 小于O. 98的原油。
本发明所述的步骤(4)，水平生产井、水平注汽井组合时转GASD的条件 与水平生产井、直井注汽井组合时的相同。
实例l:某油田油层6砂体为厚层块状普通稠油油藏，5(TC下脱气原油粘 度为2284. 2mPa s，油层平均厚度38. 89m。该油藏采用直井蒸汽吞吐平均已 达7个周期，地层压力己从原始值16. lMPa下降到1. 0MPa，周期产油量和油 汽比己降低。针对该油藏的地质特征、原油性质与开发现状，采用直井与水 平井组合重力辅助蒸汽驱技术。
(1) 根据油藏地质参数及流体特性进行粗筛选；
(2) 连续油层厚度大于15m，孔隙度大于20%，渗透率大于500md，垂向 渗透率与水平渗透率的比值大于0. 2，适合采用GASD技术；
(3) 对于己直井开发的油藏，布井方式为直井与水平井组合；对于未开 发油藏，布井方式为水平井与水平井组合；
(4) 首先在靠近油层下部钻水平生产井，在水平井的斜上方、与水平井 的垂向距离15m、水平距离70m处钻注汽直井；
(5) 水平生产井与注汽直井同时吞吐3周期；
(6) 注汽直井连续注汽，水平生产井连续生产，注汽速率为 1.5t/ha.m.d，井底蒸汽干度大于50%，采注比保持在1.2以上；
该油藏6砂体油层蒸汽吞吐后转重力辅助蒸汽驱开采，开采后直井与水 平井组合GASD能够提高原油采收率23. 8%，累积油汽比可达到0. 27,加上吞 吐期间的采出程度(30. 5%)，总的采收率可达到54. 3%。
实例2:某油田东三段油层为厚层块状普通稠油油藏，5(TC下脱气原油粘
度为7478mPa s，油层平均厚度22m。该油藏采用直井蒸汽吞吐，平均已达6 个周期，地层压力已从原始值12. 6MPa下降到3. 0MPa，周期产油量和油汽比 己降低。针对该油藏的地质特征、原油性质与开发现状，采用直井与水平井 组合重力辅助蒸汽驱技术。
(1) 根据油藏地质参数及流体特性进行粗筛选；
(2) 连续油层厚度大于15 m，孔隙度大于20%，渗透率大于500md，垂 向渗透率与水平渗透率的比值大于0. 2，适合采用GASD技术；
(3) 对于已直井开发的油藏，布井方式为直井与水平井组合；对于未开 发油藏，布井方式为水平井与水平井组合；
(4) 首先在靠近油层下部钻水平生产井，在水平井的斜上方、与水平井 的垂向距离10m、水平距离50m处钻注汽直井；
(5) 水平生产井与注汽直井同时吞吐3周期；
(6) 注汽直井连续注汽，水平生产井连续生产，注汽速率为 1.8t/ha.m.d，井底蒸汽干度大于50%，采注比保持在1.2以上；
该油藏东三段油层蒸汽吞吐后转重力辅助蒸汽驱开采，开采后直井与水 平井组合重力辅助蒸汽驱开采能够提高原油采收率31. 8%，累积油汽比可达到 0. 24，加上吞吐期间的采出程度(24. 3%)，总的釆收率可达到56. 1%。
实例3:某油田沙三段油层为厚层块状普通稠油油藏，5(TC下脱气原油粘 度为3500mPa* s，油层平均厚度54m。该油藏埋深1300m,原始油层压力 13.4MPa,原始油层温度52°C。针对该油藏的地质特征、原油性质采用水平井 与水平井组合重力辅助蒸汽驱技术。
(1) 根据油藏地质参数及流体特性进行粗筛选；
(2) 连续油层厚度大于15m，孔隙度大于20%，渗透率大于500md,垂向渗 透率与水平渗透率的比值大于0. 2，适合采用重力辅助蒸汽驱开采技术；
(3) 对于未开发油藏，布井方式为水平井与水平井组合；
(4) 首先在靠近油层底部钻一口水平生产井，在水平生产井的斜上方、与
水平生产井的垂向距离20m、水平距离60m处钻注汽水平井；
(5) 水平生产井与注汽水平井同时吞吐，直到油层压力下降到3-4MPa，转 重力辅助蒸汽驱；
(6) 注汽水平井连续注汽，水平生产井连续生产，注汽速度为 1.7t/ha.m.d，井底蒸汽干度大于50%，采注比保持在1.2以上；
该油藏蒸汽吞吐后转重力辅助蒸汽驱开釆，开采后水平井吞吐阶段采出 程度18. 8%，水平井组合GASD阶段原油采出程度为36. 8%，累积油汽比可达到 0. 26，吞吐与GASD阶段总的采收率可达到55. 6%。
权利要求
1、 一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸汽驱开采方法，在 厚层普通稠油油藏中，采取直井注汽、水平井生产或水平井注汽、水 平井生产的方式，其特征在于采用如下步骤1 )确定已知油藏区块地质参数及普通稠油流体特性满足普通稠 油油藏的重力辅助蒸汽驱开采条件；2) 对已直井开发的油藏区块，采用直井与水平井组合布井方式; 对新开发的油藏区块为直井与水平井组合或水平井与水平井组合布 井方式；3) 在沿已知油藏区块油层下部钻水平生产井，使注汽直井在水 平井的斜上方；4) 对新开发的油藏区块，生产井与注汽井同时吞吐2-4周期或 注汽井与生产井形成热连通或油层压力降到3-4MPa，转为注汽井注 汽生产井生产开采；对已直井开发的油藏区块，注汽井与生产井已形成热连通，新钻 的水平生产井吞吐1周期、解除近井地带的污染后，转注汽井注汽生 产井生产开釆。
2、 根据权利要求1所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅 助蒸汽驱开采方法，其特征在于所述的步骤l)确定已知油藏区块 地质参数为，连续油层厚度大于15m，孔隙度大于20%，渗透率大于 500md，垂向渗透率与水平渗透率的比值大于0.2,c
3、 根据权利要求1所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅 助蒸汽驱开釆方法，其特征在于所述的步骤l)确定已知油藏区块 普通稠油流体特性为，油层温度下脱气原油粘度大于100 mPa. s且小 于10，000mPa. s，相对密度大于0. 92、小于0.95的原油。当油层高 孔高渗时，还可以扩展到介于普通稠油和超稠油之间的特稠油，其油 层温度下脱气原油粘度大于10， 000 mPa. s且小于50， 000 mPa. s，相 对密度大于0.95、小于0.98的原油。
4、 根据权利要求1所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅 助蒸汽驱开采方法，其特征在于所述的步骤3)注汽直井位于水平 生产井的垂向距离5m-30m，水平距离30m-100m处。
5、 根据权利要求1、 4所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力 辅助蒸汽驱开采方法，其特征在于所述的步骤3)注汽直井为是新 钻或已有直井d
6、 根据权利要求1、 4所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力 辅助蒸汽驱开采方法，其特征在于所述的步骤3)注汽直井为是新 钻水平井。
7、 根据权利要求1所述的一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅 助蒸汽驱开采方法，其特征在于所述的步骤4)注汽井注汽生产井生产开采是注汽井连续注汽，水平生产井连续生产，注汽速率为1. 5-1. 8t/ha. m. d，井底蒸汽干度大于50% ，采注比保持在1. 2以上。
全文摘要
本发明是一种开采厚层普通稠油油藏的重力辅助蒸汽驱开采方法，在厚层普通稠油油藏中，采取直井注汽、水平井生产或水平井注汽、水平井生产的方式。对已直井开发的油藏区块，采用直井与水平井组合布井方式，可沿已知油藏区块油层下部钻水平生产井，使注汽直井在水平井的斜上方，生产井与注汽井同时吞吐2-4周期或注汽井与生产井形成热连通或油层压力降到3-4MPa，转为注汽井注汽生产井生产开采；或注汽井与生产井已形成热连通，新钻的水平生产井吞吐1周期、解除近井地带的污染后，转注汽井注汽生产井生产开采。本发明可以发挥驱替流体在垂向和水平两个方向的扫及作用，提高驱动流体的波及范围，提高厚层普通稠油油藏的原油采收率。
文档编号E21B43/16GK101122224SQ200610089238
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月11日 优先权日2006年8月11日
发明者任芳祥, 刘双卯, 刘尚奇, 吴淑红, 鹰 周, 霞 张, 张义堂, 李晓玲, 杨立强, 沈德煌, 王晓春, 由世江, 赵立文, 静 韩, 高永荣 申请人:中国石油天然气股份有限公司