就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统及井网与流程

本发明涉及一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统、井网和应用。

背景技术：

1、稠油油藏资源丰富、储量规模大，是重要的石油资源，以中国为例，稠油/超稠油的探明资源量超300亿吨，储量规模世界排名第7位。如何经济高效的动用中深层稠油/超稠油资源将是未来油气开发的主要增长点，对提高油气产量具有重要的现实意义。

2、超稠油普遍存在粘度高、流动性差的特点，一般采用蒸汽热采的方法进行开采。但是，由于中深层超稠油的油层埋藏深，使用常规蒸汽热采方式对中深层超稠油进行开采，蒸汽到达井底时的干度很低，再加上顶底盖层的散热，蒸汽干度迅速降为零，导致在开采过程中无法有效利用蒸汽的潜热。一些中深层超稠油油藏中的老井为常规竖直井，向老井中注入蒸汽后，蒸汽干度快速降低，蒸汽热量损失快，导致超稠油的采收效率低。因此，虽已探明大量超稠油资源，但就目前看来，中深层超稠油油藏的动用效果较差，动用程度也较低。

技术实现思路

1、发明人发现，对于深层稠油的开采，常规蒸汽热采技术，例如蒸汽吞吐采油，难以有效利用蒸汽潜热实现高效采收，导致经过蒸汽吞吐后的稠油储层的动用程度低，动用效果较差。针对这一情况，现亟需提供一种能够提高井底蒸汽干度，实现深层稠油开采的方法，提高深层稠油的采收率。鉴于上述问题，本发明实施例有必要提出一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统、油藏井网和应用以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

2、作为本发明实施例的第一个方面，本发明实施例提供了一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，包括：

3、采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井、布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

4、在所述中心井下入中心注气管柱，使所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4；

5、在所述多个注采井和所述多个生产井内下入泡沫油管柱和举升管柱；

6、向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

7、通过所述举升管柱进行产液举升生产；

8、在举升生产过程中，监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

9、持续监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

10、持续监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

11、在一个或一些可选的实施例中，在启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液之前，还包括：

12、监测所述注采井和所述生产井的气液比，若所述气液比大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和所述生产井的产液量的第一占比；若所述气液比大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和生产井的产液量的第二占比；所述第一占比小于所述第二占比。

13、在一个或一些可选的实施例中，所述在所述中心井下入中心注气管柱，具体包括：

14、对所述中心井的套管垂直段采用隔热管完井，在所述套管内下入所述中心注气管柱；其中，所述中心注气管柱包括防腐油管、第一筛管和第一丝堵。

15、在一个或一些可选的实施例中，向所述中心井的油套环空注入蒸汽的干度大于40％；

16、向所述注采井注入蒸汽的干度大于40％。

17、在一个或一些可选的实施例中，向所述中心井的油套环空注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

18、每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

19、在一个或一些可选的实施例中，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个注采井和所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

20、在一个或一些可选的实施例中，向所述注采井注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

21、每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

22、在一个或一些可选的实施例中，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

23、在一个或一些可选的实施例中，所述井网包括八个注采井和八个生产井；其中，所述八个注采井构成第一矩形，所述八个生产井构成第二矩形，所述第一矩形和第二矩形同心且所述中心井位于所述第一矩形和第二矩形的中心。

24、作为本发明实施例的第二个方面，本发明实施例提供一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发系统；

25、采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

26、所述系统包括：中心注气管柱、泡沫油管柱、举升管柱、产液量监测装置和温度监测装置；

27、中心注气管柱可下入所述中心井，且所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4，以在举升生产过程中注入空气，使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应；

28、所述泡沫油管柱和举升管柱可下入所述多个注采井和所述多个生产井内，以通过所述举升管柱进行产液举升生产，以及通过所述泡沫油管柱进行加注起泡液；

29、所述产液量监测装置，用于监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

30、所述温度监测装置，用于监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，控制启动向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；以及，监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，控制停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

31、作为本发明实施例的第三个方面，本发明实施例提供一种同心双层分支油藏井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

32、在所述中心井可下入中心注气管柱，在所述多个注采井和所述多个生产井内可下入泡沫油管柱和举升管柱；在所述多个注采井还可下入蒸汽注汽管柱；

33、所述井网用于举升生产时，向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

34、通过所述举升管柱进行产液举升生产；

35、在举升生产过程中，若任一所述注采井和生产井的产液量超过预设产液量，则通过泡沫油管柱进行加注起泡液；

36、若注采井的温度达到预设温度，则向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

37、若生产井的温度达到所述预设温度，则停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

38、作为本发明实施例的第四个方面，本发明实施例提供一种上述同心双层分支油藏井网在深层稠油开采中的应用。

39、基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

40、本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，通过向待开采稠油储层注入空气和蒸汽，待开采稠油在蒸汽加热的作用下迅速燃烧，并放出大量热量，提升了蒸汽干度，提高了稠油的采收率。向待开采稠油储层注入的空气中含大量氮气，氮气主要分布于待开采稠油储层的顶部，具有隔热作用，减少了蒸汽在上部盖层的热量散失，使蒸汽保持一定的干度。通过使用空气辅助蒸汽驱替采油，随着燃烧前缘面积的扩大，火线前缘逐渐形成，对前方汽/气窜通道进行暂堵，增大了驱替前缘的角度，提高了油藏的纵向动用程度和动用效果。

41、本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，在举升生产过程中，通过向注采井和生产井注入起泡液，大幅降低了液体的粘度和密度，解决了举升生产过程中因排量大无法举升的难题，提高了采油速度，提高深层稠油的采收率，降低了作业成本。

42、本发明的其他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在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

43、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。