CN109614736B - 一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法，包括如下步骤：测定海上稠油油田的地质油藏参数，根据地质油藏参数建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发直井产能预测模型、不同井斜角条件下的定向井拟表皮因子和蒸汽吞吐开发不同井斜角条件下定向井产能预测模型；根据得到的直井产能预测模型与定向井产能预测模型，建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型。本发明提供了一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数确定方法，能够为海上稠油蒸汽吞吐开发不同井斜角的定向井产能提供依据。本发明给出了定量化、可操作的技术方法和实施步骤，本发明方法适用于海上稠油油田蒸汽吞吐定向井开发。

Description

一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确 定方法

技术领域

本发明涉及一种海上稠油油田蒸汽吞吐产能确定方法，具体涉及一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法。

背景技术

渤海稠油储量巨大，对于粘度大于350mPa·s的特殊稠油，冷采产能低、采收率低、经济效益差。热力采油是提高特殊稠油油藏单井产量和采收率的有效手段，在中国辽河、新疆、胜利、河南等陆上油田热采开发均取得了显著的经济和社会效益。为有效动用这部分特殊稠油储量，目前海上油田在渤海进行了多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的热采先导试验，较常规水驱，开发效果明显。

由于海上油田平台空间有限，对于多层油藏，平台钻井以定向井居多，不同位置井斜角不同，如图1所示。对于海上稠油蒸汽吞吐开发，不同井斜角条件下的定向井产能的确定是准确预测稠油热采开发指标的重要参数，也是油田开发方案编制的关键。

目前对于蒸汽吞吐产能预测研究，主要集中在直井和水平井这两种井型上，而对于不同井斜角的定向井蒸汽吞吐产能预测研究较少，也没有对定向井与直井产能倍数的相关研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上稠油油藏蒸汽吞吐开发不同井斜角条件下的定向井与直井产能倍数确定方法，本发明方法能够考虑不同井斜角、不同井距和不同加热半径对产能倍数的影响；本发明方法可操作性强、准确性高，可指导海上多层稠油油藏蒸汽吞吐开发不同井斜角的定向井产能确定。

本发明所提供的海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法，包括如下步骤：

(1)测定海上稠油油田的地质油藏参数，根据所述地质油藏参数建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发直井产能预测模型、不同井斜角条件下的定向井拟表皮因子和蒸汽吞吐开发不同井斜角条件下定向井产能预测模型；

(2)根据步骤(1)得到的所述直井产能预测模型与所述定向井产能预测模型，建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型。

所述的确定方法中，步骤(1)中，所述地质油藏参数包括地层绝对渗透率、地层原油相对渗透率、油层水平渗透率、油层垂向渗透率、油层厚度、斜井井身长度、热区平均地层原油粘度、热区加热半径、井筒半径、定向井污染表皮系数、冷区地层原油粘度和泄油半径。

所述的确定方法中，步骤(1)中，蒸汽吞吐开发直井产能预测模型的建立，考虑蒸汽吞吐稠油油藏为热区和冷采的复合耦合油藏，并考虑以下假设：

(1)热区和冷区为等温模型，热区为等温区，冷区为原始油层温度；

(2)单相、稳定流动；

(3)斜井储层段全部射开；

(4)纵向温度分布相等；

根据达西公式，常规开发直井产能公式：

依据等值渗流阻力法，确定热区和冷区复合油藏的蒸汽吞吐直井产能模型：

式(1)中，J_vh表示蒸汽吞吐开发直井产能，m³/(d·MPa)；Q_vh表示蒸汽吞吐开发直井产量，m³/d；ΔP表示生产压差，MPa；K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；S表示定向井污染表皮系数；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_e表示泄油半径，m。

所述的确定方法中，步骤(1)中，所述定向井拟表皮因子如式(2)所示：

式(2)中，

θ表示井斜角，°；H表示油层厚度，m；L表示斜井井身长度，m；K_h表示油层水平渗透率，mD；K_v表示油层垂向渗透率，mD；R_w表示井筒半径，m。

所述的确定方法中，步骤(1)中，考虑不同井斜角条件的蒸汽吞吐开发定向井产能预测模型为：

依据等值渗流阻力法，建立热区和冷区的复合油藏定向井蒸汽吞吐产能模型为：

式中，J_dθh表示蒸汽吞吐开发定向井产能，m³/(d·MPa)；Q_dθh表示蒸汽吞吐定向井产量，m³/d，ΔP表示生产压差，MPa；K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_e表示泄油半径，m；R_w表示井筒半径，m；S_θ表示定向井拟表皮因子，S表示定向井污染表皮系数。

所述的确定方法中，步骤(2)中，所示蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型可由蒸汽吞吐开发直井产能预测模型和定向井产能预测模型得到。假定污染表皮系数S为0，油层绝对渗透率K和油相相对渗透率K_ro不变，则根据上述得到的蒸汽吞吐开发直井和定向井产能预测模型(式(1)和式(3)，建立得到蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型，如式(4)所示：

式(4)中，u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；R_e表示泄油半径，m；S_θ表示定向井拟表皮因子。

根据本发明提供的海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型，结合下述步骤即能确定海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井的产能：

1)根据不同径向距离的原油粘度变化，建立不同加热半径的热区内平均原油粘度与不同加热半径之间的关系模型；

2)根据本发明方法得到的定向井与直井产能倍数模型，结合步骤1)得到的不同加热半径下的热区内平均原油粘度、井筒半径、泄油半径、冷区地层原油粘度和所述定向井拟表皮因子，得到蒸汽吞吐开发定向井与直井的产能倍数；根据海上油田测试确定的蒸汽吞吐开发直井产能，即得到海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井的产能。

步骤1)中，所述关系模型如式(5)所示：

式(5)中，u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；x表示距离井筒任意距离，m。

本发明提供了一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数确定方法，能够为海上稠油蒸汽吞吐开发不同井斜角的定向井产能提供依据。本发明给出了定量化、可操作的技术方法和实施步骤，本发明方法适用于海上稠油油田蒸汽吞吐定向井开发。

附图说明

图1为海上定向井开发示意图。

图2为蒸汽吞吐热区与冷采复合油藏模型。

图3为蒸汽吞吐定向井模型示意图。

图4为热采吞吐井焖井最后时刻地层原油粘度分布图。

图5为定向井与直井产能倍数随井斜角变化曲线。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

海上稠油油田蒸汽吞吐开发直井产能预测模型的建立，考虑蒸汽吞吐稠油油藏为热区和冷采的复合耦合油藏，并考虑以下假设：

(1)热区和冷区为等温模型，热区为等温区，冷区为原始油层温度；

(2)单相、稳定流动；

(3)斜井储层段全部射开；

(4)纵向温度分布相等。

蒸汽吞吐开发直井模型如图2所示，

根据达西公式，常规开发直井产能公式：

其中，K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；J_v表示常规直井产能，m³/(d·MPa)；Q_v表示常规直井产量，m³/d；ΔP表示生产压差，MPa；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；S表示定向井污染表皮系数。

依据等值渗流阻力法，确定热区和冷区复合油藏的蒸汽吞吐直井产能模型：

式(1)中，J_vh表示蒸汽吞吐开发直井产能，m³/(d·MPa)；Q_vh表示蒸汽吞吐开发直井产量，m³/d；ΔP表示生产压差，MPa；K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；S表示定向井污染表皮系数；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_e表示泄油半径，m。

蒸汽吞吐定向井示意图如图3所示，其中θ表示井斜角，°；H表示油层厚度，m；L表示斜井井身长度，m。

不同井斜角条件下的定向井拟表皮因子S_θ可表示为：

式(2)中，

θ表示井斜角，°；H表示油层厚度，m；L表示斜井井身长度，m；K_h表示油层水平渗透率，mD；K_v表示油层垂向渗透率，mD；R_w表示井筒半径，m。

不同井斜角条件的蒸汽吞吐开发产能预测模型为：

其中，J_dθ表示蒸汽吞吐定向井产能，m³/(d·MPa)；Q_dθ表示蒸汽吞吐定向井产量，m³/d。

依据等值渗流阻力法，建立热区和冷区的复合油藏定向井蒸汽吞吐产能模型为：

假定污染表皮系数S为0，油层绝对渗透率K和油相相对渗透率K_ro不变，则根据上述得到的蒸汽吞吐开发直井和定向井产能预测模型，建立蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型：

根据油藏数值模拟，确定热区原油粘度随着径向距离变化的函数u_h(x)建立不同加热半径的热区内平均原油粘度u_h与不同加热半径R_eh关系模型：

u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m。

以渤海某稠油油藏为例，油藏平均孔隙度为28.5％，平均渗透率为668mD，纵向多套油水系统，为层状构造边水重质稠油油藏，地面原油密度0.972t/m³，地层原油粘度计算为472mPa·s，通过油藏数值模拟确定热区原油粘度随着径向距离变化的函数u_h(x)，如图4所示。

通过对u_h(x)在不同距井范围内积分加权，求解热区平均原油粘度，本实施例中加热半径20m，热区平均油层粘度为17.2mPa·s。

将上述得到的不同加热半径R_eh下的热区内平均原油粘度u_h，以及将井筒半径R_w、泄油半径R_e、冷区地层原油粘度u_c、斜井拟表皮因子S_θ带入蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型(式(4))，求解蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数

以热区加热半径20m为例，当井距为200m时，可确定不同井斜角条件下的定向井与直井蒸汽吞吐产能倍数曲线，如图5所示。

考虑到海上平台井数较多，且当井斜角较小时，定向井与直井蒸汽吞吐产能倍数变化较缓，因此为使定向井产能确定具有可操作性，根据井斜角大小，分类确定蒸汽吞吐开发定向井和直井产能倍数及定定向井产能，具体分类如表1所示。

以渤海某稠油油藏为例，通过海上测试确定蒸汽吞吐定向井产能为40m³/d。

表1不同井斜角蒸汽吞吐热采产能倍数

Claims (1)

1.一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法，包括如下步骤：

(1)测定海上稠油油田的地质油藏参数，根据所述地质油藏参数建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发直井产能预测模型、不同井斜角条件下的定向井拟表皮因子和蒸汽吞吐开发不同井斜角条件下定向井产能预测模型；

所述地质油藏参数包括地层绝对渗透率、地层原油相对渗透率、油层水平渗透率、油层垂向渗透率、油层厚度、斜井井身长度、热区平均地层原油粘度、热区加热半径、井筒半径、定向井污染表皮系数、冷区地层原油粘度和泄油半径；

所述直井产能预测模型如式(1)所示：

式(1)中，J_vh表示蒸汽吞吐开发直井产能，m³/(d·MPa)；K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；S表示定向井污染表皮系数；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_e表示泄油半径，m；

所述定向井拟表皮因子如式(2)所示：

式(2)中，

θ表示井斜角，°；H表示油层厚度，m；L表示斜井井身长度，m；K_h表示油层水平渗透率，mD；K_v表示油层垂向渗透率，mD；R_w表示井筒半径，m；

所述定向井产能预测模型如式(3)所示：

式(3)中，J_dθh表示蒸汽吞吐开发定向井产能，m³/(d·MPa)；K表示地层绝对渗透率，mD；K_ro表示地层原油相对渗透率，mD；H表示油层厚度，m；u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；S_θ表示定向井拟表皮因子；S表示定向井污染表皮系数；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_e表示泄油半径，m；

(2)根据步骤(1)得到的所述直井产能预测模型与所述定向井产能预测模型，建立海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型；

所述蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数模型如式(4)所示：

式(4)中，u_h表示热区平均地层原油粘度，mPa·s；u_c表示冷区地层原油粘度，mPa·s；R_eh表示热区加热半径，m；R_w表示井筒半径，m；R_e表示泄油半径，m；S_θ表示定向井拟表皮因子。

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