加快稠油油藏SAGD预热启动方法和装置与流程

本发明涉及石油开采，特别涉及一种加快稠油油藏sagd预热启动方法和装置。

背景技术：

1、蒸汽辅助重力泄油技术(steam assisted gravity drainage简称：sagd)是1978年加拿大bulter所发明，在加拿大油砂矿区、我国的辽河油田、新疆油田等地的稠油油藏得到了成功应用。其原理是在同一油层部署上下叠置的水平井对，在上部注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽由于密度远远小于原油而向上超覆在地层中形成蒸汽腔，随着蒸汽的不断注入，蒸汽腔不断向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换。被加热的原油粘度降低，与冷凝水在重力作用下向下流动，从油层下部的水平生产井中采出。

2、相关文献指出(席长丰、马德胜等.“双水平井超稠油sagd循环预热启动优化研究”.西南石油大学学报(自然科学版)，2010，32(4).)，sagd开采分为两个阶段：sagd启动阶段和sagd生产阶段。在sagd启动阶段，目前sagd启动通常有吞吐预热启动和注蒸汽循环预热启动两种方法，其中，吞吐预热启动注入压力高、温度高、容易对完井井身结构造成损害。注蒸汽循环预热启动加热均匀，启动平稳，一般分为三步：(1)蒸汽在两口井中循环，储层主要通过热传导来传递热量；(2)两井之间形成井间压差，注汽井压力高于生产井，使井间原油往生产井流动，为转入完全的sagd生产作准备；(3)上部注蒸汽井环空停止排液，下部生产井停止注蒸汽，转入完全的sagd生产阶段。

3、在进行sagd生产之前，必须对井进行热循环启动。从将蒸汽注入生产井和注汽井到开始转为sagd开采这个阶段称为启动阶段，或者预热阶段。预热阶段的目标是在最短时间内，实现油层的均匀加热，使注汽井和生产井均匀加热连通，注汽井与生产井之间建立泄油通道。

4、对于常规的注蒸汽循环预热，注汽井与生产井井筒内均下入一根伸入水平段脚尖的长油管与一根伸入水平段脚跟的短油管，蒸汽分别从上部注汽井与下部生产井井筒内的长油管注入，再分别从上部注汽井与下部生产井井筒内的短油管采出。依靠注入蒸汽与油层之间的热传导、热对流作用加热注汽井与生产井之间的油层，降低原油粘度到150厘泊以下，使之具有较好的流动性，从而在转入sagd生产阶段后，注汽井与生产井之间的油层内原油能顺利流动并形成泄油通道，使得蒸汽腔能够不断扩展，原油能够不断下泄被采出。

5、但常规的sagd生产方式，受到油层导热率、热扩散系数等热物性参数，管柱结构、现场操作参数和工艺条件的影响，会导致脚尖处温度过低，水平段动用程度低，造成sagd预热时间过长，初期开采成本居高不下，上产速度慢。

6、有鉴于此，急需提供一种加快稠油油藏sagd预热启动的方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于为sagd提供一种加快稠油油藏sagd预热启动的方法，以减少预热时间、节约蒸汽、同时增大蒸汽腔的规模。

2、为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种加快稠油油藏sagd预热启动方法，所述方法包括：

4、根据目标油层的最小破裂压力确定所需高导热材料分散液的体积；

5、向清洗后的注汽井和生产井中注入热水增压至油层最小破裂压力，并持续一段时间；

6、向注汽井和生产井中间断性增压注入高导热材料分散液，直至所述高导热材料分散液全部注入所述注汽井和生产井中；

7、对注入高导热材料分散液的注汽井和生产井进行注蒸汽循环预热启动。

8、作为本发明的进一步改进，所述高导热材料分散液为：

9、高热传导材料、热水以及分散剂的混合溶液；

10、所述高热传导材料包括：纳米石墨烯、纳米石墨管、纳米氮化铝以及氮化硼中的一种或多种。

11、作为本发明的进一步改进，所述高导热材料分散液的质量浓度包括1‰-80‰。

12、作为本发明的进一步改进，所述向注汽井和生产井中间断性增压注入高导热材料分散液，直至所述高导热材料分散液全部注入所述注汽井和生产井中包括：

13、向注汽井和生产井中以0.1mpa为增压量，逐步提高注入压力注入高导热材料分散液，直至两口井井底的压力均增至大于油层最小破裂压力0.5mpa时，停止注入；

14、待所述两口井井底的压力重新下降至油层最小破裂压力，再次以0.1mpa为增压量逐步增压注入高导热材料分散液，直至所述高导热材料分散液全部注入所述注汽井和生产井中。

15、作为本发明的进一步改进，所述持续一段时间包括：

16、持续时间为24-48h。

17、作为本发明的进一步改进，所述热水的温度为40℃-90℃。

18、作为本发明的进一步改进，所述对注入高导热材料分散液的注汽井和生产井进行注蒸汽循环预热启动包括：

19、控制注汽井长油管的注汽速度为80-130t/d，注汽井短油管的产液速度为80-110t/d；

20、生产井长油管的注汽速度为80-110t/d，生产井短油管的产液速度为80-120t/d。

21、作为本发明的进一步改进，所述对注入高导热材料分散液的注汽井和生产井进行注蒸汽循环预热启动包括：

22、控制注汽井井底的压力比生产井井底的压力高0.2-1.0mpa。

23、作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：

24、在注蒸汽循环预热启动的过程中，通过建立单井组数值模型对油层中部的温度进行实时监测。

25、本发明还提供了一种加快稠油油藏sagd预热启动装置，所述装置包括：

26、确定单元，用于根据目标油层的最小破裂压力确定所需高导热材料分散液的体积；

27、热水注入单元，用于向清洗后的注汽井和生产井中注入热水增压至油层最小破裂压力，并持续一段时间；

28、高导热材料注入单元，用于向注汽井和生产井中间断性增压注入高导热材料分散液，直至所述高导热材料分散液全部注入所述注汽井和生产井中；

29、循环预热启动单元，用于对注入高导热材料分散液的注汽井和生产井进行注蒸汽循环预热启动。

30、作为本发明的进一步改进，所述高导热材料分散液为：高热传导材料、热水以及分散剂的混合溶液；

31、所述高热传导材料包括：纳米石墨烯、纳米石墨管、纳米氮化铝以及氮化硼中的一种或多种。

32、作为本发明的进一步改进，所述高导热材料分散液的质量浓度包括1‰-80‰。

33、作为本发明的进一步改进，所述高导热材料注入单元包括：

34、第一注入模块，用于向注汽井和生产井中以0.1mpa为增压量，逐步提高注入压力注入高导热材料分散液，直至两口井井底的压力均增至大于油层最小破裂压力0.5mpa时，停止注入；

35、压力监测模块，用于监测注汽井和生产井的井底压力，待两口井井底的压力重新下降至油层最小破裂压力时，再次利用第一注入模块注入高导热材料分散液。

36、作为本发明的进一步改进，所述循环预热启动单元包括：

37、第一控制模块，用于控制注汽井长油管的注汽速度为80-130t/d，注汽井短油管的产液速度为80-110t/d；生产井长油管的注汽速度为80-110t/d，生产井短油管的产液速度为80-120t/d；

38、压力控制模块，用于控制注汽井井底的压力比生产井井底的压力高0.2-1.0mpa。

39、作为本发明的进一步改进，所述装置还包括：

40、监测单元，用于在注蒸汽循环预热启动的过程中，对油层中部的温度进行实时监测。

41、本发明的有益效果是：

42、本发明提供的加快稠油油藏sagd预热启动方法和装置，根据目标油层的最小破裂压力确定所需高导热材料分散液的体积；向清洗后的注汽井和生产井中注入热水增压至油层最小破裂压力，并持续一段时间；向注汽井和生产井中间断性增压注入高导热材料分散液，直至所述高导热材料分散液全部注入所述注汽井和生产井中；对注入高导热材料分散液的注汽井和生产井进行注蒸汽循环预热启动。通过以上方式，本发明实现了不改变原有sagd注采管柱结构，通过在超破裂压力形成的微裂缝中注入高热传导材料，大幅度提高了井筒附近地层的热传导系数，快速建立均匀泄油通道，实现了与常规注蒸汽预热启动方法相比减少1/2以上的时间，并大幅降低能耗，加快转sagd生产，提高采油速度。

43、本发明提供的加快稠油油藏sagd预热启动方法和装置，通过向油层中挤入高导热材料分散液，从而在油层中形成了纳米条带，实现了短时间内大幅度增加sagd井筒周围储层热传导系数，能够将饱和蒸汽释放的热能快速传导至油层内部，加快蒸汽腔的形成，同时大幅度增加蒸汽腔体积，使产出液温度明显下降，减少甚至杜绝闪蒸，令生产系统更平稳，为转sagd生产提供牢靠基础。此外，油藏数值模拟软件显示本发明提供的加快稠油油藏sagd预热启动方法可将井间温度从80～90℃提升至150～160℃。

44、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。