一种稠油热采蒸汽腔的防窜方法与流程

本发明涉及采油气工程，具体涉及一种稠油热采蒸汽腔的防窜方法。

背景技术：

1、目前，稠油开发最为直接手段为注蒸汽，依靠蒸汽的热能对储层中稠油进行加热，从而提高原油流动能力、减缓流动阻力，使其流入井筒进行举升生产。在稠油区块实际开发过程中，为提高井组或区块整体采出程度和开发效率，通常选择井组多点、多井、多区域规模注汽，储层整体加热，注入蒸汽形成覆盖面更广的蒸汽腔、建立区域高温热场，从而实现区块集中受效、高效开发的目的。

2、如cn104747155a公开了一种稠油油藏蒸汽开发方法，包括以下步骤：对稠油油藏的油层进行压裂；对完成压裂的稠油油藏的油层进行蒸汽开发，所述蒸汽开发包括蒸汽吞吐和蒸汽驱；所述蒸汽开发至预定时间后，对稠油油藏的油层进行二次压裂。该方案通过对蒸汽开发预定时间后的稠油油藏进行二次压裂造缝，重新疏通渗流通道，解决因油层非均质性引起的平面采出不均衡的问题；提高了低渗油层的渗透率，进而提高低渗油层的动用程度，解决层间矛盾。

3、cn102587879a公开了一种以蒸汽动力举升稠油的采油方法，以稠油区块地面已有高压注汽锅炉或蒸汽发生器所提供的高压蒸汽源，应用分汽包或换热器机组经过流量控制和计量后，将高压蒸汽用空心杆或同心管或油管输送到井下，以高压蒸汽为动力气举或驱动井下泵组运行，通过空心抽油杆与油管之间环空、或同心管与油管环空或油套环空将稠油降粘驱至地面以实现井筒加热采油目的。

4、然而在开采过程中，随着蒸汽腔的形成、扩大，极易发生蒸汽腔边界与油藏边水沟通，汽腔热量向边水方向突破，油井加热受效水平明显下降，导致产能下降。当前针对稠油热采汽腔汽窜导致边水侵入问题，现有汽窜防窜技术主要考虑在汽腔与边水前缘单一生产井或注汽井使用化学防窜方法，注入g级水泥或超细水泥进行挤注作业，形成水泥物理隔板，但是通过监测手段表明存在有效期、作用半径小等弊端。

5、故亟待一种边水发育稠油热采蒸汽腔防窜方法，使蒸汽腔与边水能够有效隔离，避免汽腔与边水沟通、导致热量损失，从而提高蒸汽腔热能效率。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种稠油热采蒸汽腔的防窜方法，以解决当前蒸汽防窜中存在的存在有效期、作用半径小及蒸汽腔热能效率较低等弊端。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供开了一种稠油热采蒸汽腔的防窜方法，所述防窜方法包括：在蒸汽腔和边水间设置水平井；

4、所述水平井的水平段穿过蒸汽腔中部且与边水的分布方向平行；

5、所述水平段的长度≥所述蒸汽腔沿边水的长度；

6、所述水平段设置有至少10段射孔区；

7、所述射孔区内依次注入凝胶和矿聚物，第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区中凝胶和矿聚物的填充总量＞剩余射孔区中凝胶和矿聚物的填充总量。

8、本发明提供的方案，通过在蒸汽腔近边水前缘、平行于边水方向布置一口水平井，使其水平段在蒸汽腔中部钻过，套管完井后通过射孔作业、分层注入管柱，向蒸汽腔中泵注多级防窜剂(凝胶+矿聚物)，在近边水前缘与蒸汽腔发展方向之间形成防窜隔离带，避免蒸汽腔与边水沟通，使区块下部水平井高效受热，提高区块整体开发质量。即本发明提供的方案通过在特定位置设水平井，然后从水平井末端依次分段进行射孔、防窜作业(一井段射孔后，在射孔区前端下入水泥承留器，注入凝胶和矿聚物，完成该井段防窜作业，之后继续进行下一井段的射孔、防窜作业)，在近边水前缘与蒸汽腔发展方向之间形成防窜隔离带，避免了蒸汽腔与边水沟通，使区块下部水平井高效受热，提升了蒸汽腔中蒸汽的热效率。

9、本发明中，射孔区设置时采用的射孔方式为旋转射孔。

10、本发明中，水平井的完井方式通过套管完井的方式实现，也可以采用本领域中水平井的其他完井方式进行实现。

11、本发明中，凝胶和矿聚物的填充量可以是＝3.14×防窜半径2×射孔厚度×地层孔隙度×孔隙体积中占比；

12、其中：射孔厚度，为射孔区井段长度；地层孔隙度，取水平井所在储层的平均孔隙度；孔隙体积中占比，一般在0.2-06之间取值；防窜半径，一般在3-8m之间取值，也可依据水平井所在储层的厚度进行适当调整。

13、本发明中，第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区中凝胶的填充量可以是400-500m3，例如可以是400m3、405m3、410m3、415m3、420m3、425m3、430m3、435m3、440m3、445m3、450m3、455m3、460m3、465m3、470m3、475m3、480m3、485m3、490m3、495m3或500m3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

14、本发明中，第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区中矿聚物的填充量可以是1050-1100m3，例如可以是1050m3、1055m3、1060m3、1065m3、1070m3、1075m3、1080m3、1085m3、1090m3、1095m3或1100m3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

15、本发明中，除第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区外的其他段射孔区中凝胶的填充量可以是150-160m3，例如可以是150m3、150.5m3、151m3、151.5m3、152m3、152.5m3、153m3、153.5m3、154m3、154.5m3、155m3、155.5m3、156m3、156.5m3、157m3、157.5m3、158m3、158.5m3、159m3、159.5m3或160m3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

16、本发明中，除第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区外的其他段射孔区中矿聚物的填充量可以是400-500m3，例如可以是400m3、405m3、410m3、415m3、420m3、425m3、430m3、435m3、440m3、445m3、450m3、455m3、460m3、465m3、470m3、475m3、480m3、485m3、490m3、495m3或500m3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

17、作为本发明优选的技术方案，所述射孔区的长度为50-80m，以水平段为基准，例如可以是50m、55m、60m、65m、70m、70.5m、71m、71.5m、72m、72.5m、73m、73.5m、74m、74.5m、75m、75.5m、76m、76.5m、77m、77.5m、78m、78.5m、79m、79.5m或80m等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。即本发明中，每个射孔区沿着水平井的水平段进行设置，每个射孔区为在一定长度的水平段内设置。

18、作为本发明优选的技术方案，相邻所述射孔区之间采用水泥承留器进行坐封。

19、作为本发明优选的技术方案，所述射孔区内孔的密度为8-10孔/m，例如可以是8孔/m、9孔/m或10孔/m等，但不限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数值同样适用。

20、本发明中，所述射孔区内孔的密度指在一定的射孔区长度内设置一定数量的孔。

21、作为本发明优选的技术方案，所述射孔区内孔的直径为12-13mm，例如可以是12mm、12.1mm、12.2mm、12.3mm、12.4mm、12.5mm、12.6mm、12.7mm、12.8mm、12.9mm或13mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

22、作为本发明优选的技术方案，所述凝胶包括水解聚丙烯酰胺、增强剂、交联剂和引发剂。

23、本发明中，所述水解聚丙烯酰胺的聚合度或分子量可以是2500-3000万。

24、本发明中，所述增强剂可以是改性淀粉、改性纤维素，如羟丙基淀粉、羧甲基纤维素等本领域中常用的增强剂。

25、本发明中，所述交联剂可以是多官能团类有机物，如多元醇、二烯类有机物等本领域中常用的交联剂。具体如乙二醛、甲叉双丙烯酰胺、四甲基乙二胺等。

26、本发明中，所述引发剂可以是偶氮化合物，如偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐等。

27、本发明中，所述凝胶中水解聚丙烯酰胺、增强剂、交联剂和引发剂的质量百分含量为0.2-0.4％水解聚丙烯酰胺、1-3％增强剂、0.1-0.3％交联剂、0.01-0.02％引发剂，余量为水。

28、本发明中，所述凝胶为将水解聚丙烯酰胺、增强剂、交联剂、引发剂和水经混合得到。

29、作为本发明优选的技术方案，所述矿聚物包括增粘剂、渗透率调节剂和缓凝剂。

30、本发明中，所述增粘剂可以是改性纤维素，如羧甲基纤维素等本领域中矿聚物制备中常用增粘剂。

31、本发明中，所述渗透率调节剂可以是颗粒类堵水剂，如果壳、橡胶粉、水泥等本领域中制备矿聚物时常用的渗透率调节剂。

32、本发明中，所述缓凝剂可以是无机盐，如碳酸氢钠，碳酸钠等本领域中制备矿聚物常用的缓凝剂。

33、作为本发明优选的技术方案，所述矿聚物的密度为0.9-1.5g/cm3，例如可以是0.9g/cm3、0.92g/cm3、0.94g/cm3、0.96g/cm3、0.98g/cm3、1g/cm3、1.02g/cm3、1.04g/cm3、1.06/cm3、1.08g/cm3、1.1g/cm3、1.12g/cm3、1.14g/cm3、1.16g/cm3、1.18g/cm3、1.2g/cm3、1.22g/cm3、1.24g/cm3、1.26g/cm3、1.28g/cm3、1.3g/cm3、1.32g/cm3、1.34g/cm3、1.36g/cm3、1.38g/cm3、1.4g/cm3、1.42g/cm3、1.44g/cm3、1.46g/cm3、1.48g/cm3或1.5g/cm3等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

34、作为本发明优选的技术方案，所述射孔区注入凝胶或矿聚物时物料的注入压力为12-15mpa，例如可以是12mpa、12.2mpa、12.4mpa、12.6mpa、12.8mpa、13mpa、13.2mpa、13.4mpa、13.6mpa、13.8mpa、14mpa、14.2mpa、14.4mpa、14.6mpa、14.8mpa或15mpa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

35、作为本发明优选的技术方案，所述防窜方法包括：在蒸汽腔和边水间设置水平井；

36、所述水平井的水平段穿过蒸汽腔中部且与边水的分布方向平行；

37、所述水平段的长度≥所述蒸汽腔沿边水的长度；

38、所述水平段设置有至少10段射孔区；所述射孔区的长度为50-80m，以水平段为基准，相邻所述射孔区之间采用水泥承留器进行坐封，所述射孔区内孔的密度为8-10孔/m，所述射孔区内孔的直径为12-13mm；

39、所述射孔区内依次注入凝胶和矿聚物，第一段所述射孔区和最后一段所述射孔区中凝胶和矿聚物的填充总量＞剩余射孔区中凝胶和矿聚物的填充总量；所述凝胶包括水解聚丙烯酰胺、增强剂、交联剂和引发剂；所述矿聚物包括增粘剂、渗透率调节剂和缓凝剂；所述矿聚物的密度为0.9-1.5g/cm3；所述射孔区注入凝胶或矿聚物时物料的注入压力为12-15mpa。

40、本发明中，在防窜施工过程中，在一段射孔区完成方案防窜后，再进行下一段防窜区的射孔及注入凝胶和矿聚物。防窜完成后，可以进一步地设置水泥塞。

41、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

42、通过本发明提供的防窜方法施工后，依靠水平井防窜体量大、防窜强度高等特点，在蒸汽腔前缘与边水形成物理隔板，既阻止蒸汽外溢、保持蒸汽腔热量，同时避免形成汽窜通道沟通边水突进，综合保障汽窜效果。