蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法与流程

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法。

背景技术：

蒸汽驱作为稠油油藏提高采收率的有效技术方法，是向注入井中持续注入高温蒸汽，蒸汽将地下原油加热，从而降低原油粘度并驱向邻近多口油井，从油井将原油持续采出的采油方法。加热降粘作为蒸汽驱的主要作用机理，决定了蒸汽驱开发技术要立足高温采油。

但目前往往通过油井井口有蒸汽冒出，即判断为油井发生汽窜，从而选择关井等治理汽窜的措施，从而严重影响了蒸汽驱的开发效果和最终的采收率。实际上，油井井口有蒸汽冒出，大部分情况只是热水到达井口后，由于压力下降而发生的闪蒸现象，并非真正意义上的注入井的蒸汽直接窜到油井，因此不能被井口有蒸汽冒出的假象所迷惑，一看到蒸汽从井口闪蒸出来就采取关井措施，那么如何正确判别真正的油井汽窜。为此我们发明了一种新的蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实现对蒸汽驱过程中油井井底是否发生真正汽窜的合理判别的蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法，该蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法包括：步骤1，收集油井参数；步骤2，利用井深、动液面、含水、水密度和原油密度计算井底压力pwf；步骤3，利用油井产液量、含水率、井口温度、温度梯度、油井产液的比热容、井筒内到水泥环外壁的总导热系数计算井底温度tb；步骤4，根据蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系，利用计算的井底压力和井底温度，判别油井井底是否发生汽窜。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，收集的油井参数包括：井底深度l、动液面深度lf、含水率fw、水密度ρw、原油密度ρo、油井产液量ql、井口温度twh、温度梯度m、油井产液的比热容cl，井筒内到水泥环外壁的总导热系数λ。

在步骤2中，井底压力的计算公式为：

pwf＝(l-lf)×(ρw×fw+ρo×(1-fw))×g/1000

pwf为井底压力，kpa；

l为井底深度，m；

lf为动液面深度，m；

ρw为水密度，kg/m³；

ρo为原油密度，kg/m³；

fw为含水率，小数；

g为重力加速度，9.8m/s²。

在步骤3中，井底温度的计算公式为：

tb为井底温度，℃；

twh为井口温度，℃；

m为温度梯度，℃/m；

l为井底深度，m；

w为水当量，j/(s·℃)；

λ为井筒内到水泥环外壁的总导热系数，w/(m·℃)；

水当量w的计算公式为：

w＝qlcl

ql为油井产液量，kg/s；

cl为油井产液的比热容，j/(kg·℃)；

井筒内到水泥环外壁的总导热系数是考虑井筒内油管的热阻、油管与套管间环空热阻、套管热阻和套管外水泥环热阻。

在步骤4中，蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系为：

ts为饱和温度，℃；

ps为饱和压力，kpa。

在步骤4中，计算的井底温度低于该井底压力下所对应的蒸汽饱和温度，即则油井井底未发生汽窜；

计算的井底温度大于等于该井底压力下所对应的蒸汽饱和温度，即则油井井底发生汽窜。

本发明中的蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法，通过计算井底温度和井底压力，根据蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系，实现对蒸汽驱过程中油井井底是否发生真正汽窜的合理判别。与以往的以油井井口是否出现蒸汽来判别汽窜的方法相比，新方法密切结合生产实际、克服主观性，科学性明显增强，且操作步骤清晰，从而更加科学合理的指导蒸汽驱开发及现场动态调控。

附图说明

图1为本发明的蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中中油井24p530生产曲线图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法的结构图。

步骤101，收集油井的井底深度l、动液面深度lf、含水率fw、水密度ρw、原油密度ρo、油井产液量ql、井口温度twh、温度梯度m、油井产液的比热容cl，井筒内到水泥环外壁的总导热系数λ；

步骤102，利用井深、动液面、含水、水密度和原油密度计算井底压力pwf；井底压力的计算公式为：

pwf＝(l-lf)×(ρw×fw+ρo×(1-fw))×g/1000

pwf为井底压力，kpa；

l为井底深度，m；

lf为动液面深度，m；

ρw为水密度，kg/m³；

ρo为原油密度，kg/m³；

fw为含水率，小数；

g为重力加速度，9.8m/s²。

步骤103，利用油井产液量、含水率、井口温度、温度梯度、油井产液的比热容、井筒内到水泥环外壁的总导热系数计算井底温度tb；井底温度的计算公式为：

tb为井底温度，℃；

twh为井口温度，℃；

m为温度梯度，℃/m；

l为井底深度，m；

w为水当量，j/(s·℃)；

λ为井筒内到水泥环外壁的总导热系数，w/(m·℃)；

水当量w的计算公式为：

w＝qlcl

ql为油井产液量，kg/s；

cl为油井产液的比热容，j/(kg·℃)；

井筒内到水泥环外壁的总导热系数是考虑井筒内油管的热阻、油管与套管间环空热阻、套管热阻和套管外水泥环热阻。

步骤104，根据蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系，利用计算的井底压力和井底温度，判别油井井底是否发生汽窜。

蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系为：

ts＝35.6784ps^0.235

ts为饱和温度，℃；

ps为饱和压力，kpa；

计算的井底温度低于该井底压力下所对应的蒸汽饱和温度，即则油井井底未发生汽窜。

计算的井底温度大于等于该井底压力下所对应的蒸汽饱和温度，即则油井井底发生汽窜。

在应用本发明的一具体实施例中，选取胜利油田孤岛采油厂中二北蒸汽驱井组中油井24p530，利用该发明蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法，对该油井在2012年12月是否汽窜进行判别。如图2所示，该井2012年12月井口温度达到106℃，井口出现蒸汽现象。

步骤1：

收集油井24p530的井底深度1320m、动液面深度854m、含水率0.905、水密度1000kg/m³、原油密度965kg/m³、油井产液量0.9155kg/s、井口温度106℃、温度梯度0.035℃/m、油井产液的比热容3990j/(kg·℃)，井筒内到水泥环外壁的总导热系数1.25w/(m·℃)；

步骤2：

利用井深、动液面、含水、水密度和原油密度计算井底压力pwf：

pwf＝(l-lf)×(ρw×fw+ρo×(1-fw))×g/1000＝4551.615pa

步骤3：

利用油井产液量、含水率、井口温度、温度梯度、油井产液的比热容、井筒内到水泥环外壁的总导热系数计算井底温度tb；

步骤4：根据蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系，利用计算的井底压力和井底温度，判别油井井底是否发生汽窜。

蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系为：

ts为饱和温度，℃；

ps为饱和压力，kpa；

计算该井底压力下所对应的蒸汽饱和温度ts＝35.6784×4551.615^0.235＝258.27℃，

由tb＝210.6＜ts＝258.27，则判定油井24p530在2012年12月时未发生汽窜。

该蒸汽驱过程中油井汽窜的判别方法，通过计算井底温度和井底压力，根据蒸汽的饱和温度与饱和压力的对应关系，实现对蒸汽驱过程中油井井底是否发生真正汽窜的合理判别，该方法密切结合生产实际、克服主观性，科学性明显增强，且操作步骤清晰合理，有效指导蒸汽驱开发及现场动态调控。