一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法与设备与流程

1.本发明属于油藏开发技术领域，特别涉及一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法与设备。


背景技术：

2.蒸汽驱是一种常用的稠油油藏开发方式。稠油蒸汽驱一般是一口注汽井，多口生产井，也就是一口注汽井可能影响多口生产井；在多井组条件下，可能存在一口生产井受到多口注汽井影响，因此稠油蒸汽驱注采井间关系复杂，要准确分析认识注采井间关系、连通状况难度较大。
3.目前稠油蒸汽驱井间连通状况评价方法主要采用示踪剂法、微地震法、生产动态数据分析方法等。高温井间示踪技术在近年有一定应用，针对蒸汽驱地层存在蒸汽状况，采用气体示踪剂追踪流体流线，但是由于地层条件复杂，蒸汽存在相态转换，因此直接影响了监测结果，高温井间示踪技术应用受到了一定限制。微地震监测方法中，由于地层吸收、传播路径复杂等原因，导致地面监测资料的反演可靠性差，该技术应用范围不大。目前，蒸汽驱井间认识主要是利用开发动态数据进行分析，一方面是应用井口产量、温度、含水数据，直接分析注采井间连通情况，进行粗略的定性判断。另一方面是采用井间干扰的方式，也就是通过调整注汽井排量，录取生产井温度压力资料，根据数据响应规律和幅度大小进行注采井间连通状况的评价；同时建立数学模型，结合产液量、含水情况对生产井吸汽量进行定量劈分，实现注采井间连通状况的定量分析，该方法中采用的采液量资料是生产报表数据，不是实时动态生产数据，因此对分析结果带来一定影响。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法与设备。在前述蒸汽驱井间干扰监测技术基础上，通过进行双点温度的录取，并构建数学模型，开发计算方法，获得实时产液量，应用该产液量、含水情况对生产井吸汽量进行定量劈分，实现注采井间连通状况的定量分析，该发明是对前述蒸汽驱井间干扰监测技术的改进。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，包括以下步骤:
7.在生产井井口安装若干温度压力监测装置，用于对生产井井口进行连续监测温度压力值；
8.基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井的质量流量及产出液含热量；
9.基于生产井的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
10.优选的，计算所述质量流量的公式为：
11.12.其中，qi表示质量流量，kg/s；α表示管线系数；co表示原油的比热容，j/kg
·
℃；cw表示水的比热容，j/kg
·
℃；α表示管线传热系数，w/m2·
℃；t
pj
—第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
—环境温度，℃；fi表示流体含水率，r1表示管线内半径，m；t
1i
为第一点井口温度；t
2i
为第二点井口温度；d为第一点与第二点间距。
13.优选的，所述管线系数的计算公式为：
[0014][0015]
其中，r为管线热阻，m
·
℃/w；r1为管线内半径，m；r2为管线外半径，m；λ为管线导热系数，w/m
·
℃。
[0016]
优选的，计算所述产出液含热量的公式为：
[0017]
qi＝(co·
qi·
(1-fi)+cw·
qi·fi
)
·
t
1i
；
[0018]
其中，qi表示产出液含热量。
[0019]
优选的，分析所述注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价，包括以下步骤：
[0020]
采集油井生产情况和注入蒸汽总热量的数据；
[0021]
分别画出质量流量qi和产出液含热量qi随时间变化的曲线；
[0022]
基于产出液含热量qi随时间变化的曲线和油井生产情况判断注汽受效的时间；
[0023]
基于产出液含热量qi与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。
[0024]
一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，包括温度压力监测模块、计算模块和分析模块；
[0025]
所述温度压力监测模块，包括安装在生产井井口的若干压力监测装置，用于对生产井井口进行连续监测温度压力值；
[0026]
所述计算模块，基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井的质量流量及产出液含热量；
[0027]
所述分析模块，基于生产井的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
[0028]
优选的，还设置有控制模块，所述控制模块包括主阀门、清蜡阀门和若干采油阀门。
[0029]
优选的，所述生产井的井口呈“十”字形，所述主阀门安装在生产井下段，所述清蜡阀门安装在生产井上侧井口，所述采油阀门安装在生产井两侧井口。
[0030]
优选的，所述生产井内沿竖直方向设置有抽油杆。
[0031]
优选的，计算模块计算所述质量流量的公式为：
[0032][0033]
其中，qi表示质量流量；α表示管线系数；co表示原油的比热容，j/kg
·
℃；cw表示水的比热容，j/kg
·
℃；α表示管线传热系数，w/m2·
℃；t
pj
—第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
—环境温度，℃；fi表示流体含水率，r1表示管线内半径，m；t
1i
为第一点井口温度；t
2i
为第二点井口温度；d为第一点与第二点间距。
[0034]
优选的，计算模块计算所述管线系数的公式为：
[0035][0036]
其中，r为管线热阻，m
·
℃/w；r1为管线内半径，m；r2为管线外半径，m；λ为管线导热系数，w/m
·
℃。
[0037]
优选的，计算模块计算所述产出液含热量的公式为：
[0038]
qi＝(co·
qi·
(1-fi)+cw·
qi·fi
)
·
t
1i
；
[0039]
其中，qi表示产出液含热量。
[0040]
优选的，分析模块分析所述注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价，包括以下步骤：
[0041]
采集油井生产情况和注入蒸汽总热量的数据；
[0042]
分别画出质量流量qi和产出液的热量qi随时间变化的曲线；
[0043]
基于产出液含热量qi随时间变化的曲线和油井生产情况判断注汽受效的时间；
[0044]
基于产出液含热量qi与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。
[0045]
本发明的有益效果：
[0046]
本发明改进蒸汽驱注采井间监测技术，计算得到生产井质量流量及产出液含热量的动态变化情况，并实时获得各个生产井与注汽井之间的热量分布情况，实现蒸汽驱注采井连通状况的定量评价。
[0047]
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。
附图说明
[0048]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]
图1示出了一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法流程图；
[0050]
图2示出了生产井井口连续监测装置示意图；
[0051]
图3示出了蒸汽驱反九点法井组示意图；
[0052]
图4示出了质量流量qi和产出液的热量qi随时间变化的曲线。
[0053]
图中：1、生产井；2、温度压力监测装置；3、清蜡阀门；4、采油阀门；5、主阀门；6、抽油杆。
具体实施方式
[0054]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，如图1所示，包括以下步骤:
[0056]
在生产井1井口安装若干温度压力监测装置2，用于对生产井1井口进行连续监测温度压力值；
[0057]
基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井1的质量流量及产出液含热量；
[0058]
基于生产井1的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
[0059]
需要说明的是，温度压力监测装置2优选地为2套。
[0060]
需要说明的是，本发明主要采用在汽驱井组的生产井1井口安装两套温度压力监测装置2，通过调整注汽井的注汽排量，建立地层能量(温度、压力)脉冲，如此形成以注汽井为激动井，生产井1为观察井的干扰试井系统；考虑热量平衡，利用连续监测的生产井1两个点的温度值计算出每口生产井1的质量流量及产出液含热量的变化情况，进而可获得注采井连通关系井间的热连通情况，实现注采井连通状况的评价。
[0061]
需要说明的是，蒸汽驱过程中，在汽驱井组的生产井1井口同时安装温度压力监测装置2，通过监测每口生产井1的温度压力值，利用热平衡原理，计算出每口生产井1的质量流量及产出液含热量。根据生产井1的质量流量和热量的变化，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
[0062]
以1口注汽井及8口生产井1的反九点井组为单元进行计算，如图3所示，设计监测n天，假设监测数据如下：
[0063]
生产井1：
[0064]
第一点井口温度：t
1i
(i＝1，2，
……
，8)，℃；
[0065]
第二点井口温度：t
2i
(i＝1，2，
……
，8)，℃；
[0066]
第一点与第二点间距：d，m；
[0067]
其中，d至生产井1井口两个监测点的间距，m是距离单位米。
[0068]
假设生产井1的质量流量(kg/s)，产出流体含水率(小数)，利用热平衡原理可得公式：
[0069]
(co·
qi·
(1-fi)+cw·
qi·fi
)
·
t
1i-α
·
(t
pi-t
hj
)
·
2πr1d＝(co·
qi·
(1-fi)+cw·
qi·fi
)
·
t
2i
ꢀꢀ
(1)
[0070]
式中：co为原油的比热容，j/(kg
·
℃)；cw为水的比热容，j/(kg
·
℃)；α为管线传热系数，w/(m2·
℃)；t
pj
为第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
为环境温度，℃。
[0071]
进一步地，管线系数的计算公式为：
[0072][0073]
其中，r为管线热阻，m
·
℃/w；r1为管线内半径，m；r2为管线外半径，m；λ为管线导热系数，w/(m
·
℃)。
[0074]
进一步地，联立公式(1)和(2)，计算质量流量的公式为：
[0075]
[0076]
其中，qi表示质量流量；α表示管线系数；co表示原油的比热容，j/(kg
·
℃)；cw表示水的比热容，j/(kg
·
℃)；α表示管线传热系数，w/(m2·
℃)；t
pj
—第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
—环境温度，℃；fi表示流体含水率，r1表示管线内半径，m；t
1i
为第一点井口温度；t
2i
为第二点井口温度；d为第一点与第二点间距。
[0077]
进一步地，根据公式(3)中计算得出的质量流量qi，可计算得出监测第一点位置处产出液含热量qi，计算产出液含热量的公式为：
[0078]
qi＝(co·
qi·
(1-fi)+cw·
qi·fi
)
·
t
1i
ꢀꢀ
(4)
[0079]
其中，qi表示产出液含热量。
[0080]
进一步地，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价，包括以下步骤：
[0081]
采集油井生产情况和注入蒸汽总热量的数据；
[0082]
分别画出质量流量qi和产出液的热量qi随时间变化的曲线；
[0083]
基于产出液含热量qi随时间变化的曲线和油井生产情况判断注汽受效的时间；
[0084]
基于产出液含热量qi与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。
[0085]
需要说明的是，根据公式(3)和公式(4)，可分别画出质量流量qi和产出液的热量qi随时间变化的曲线。一般情况，产出液热量qi随时间变化而变化，通过qi的变化，结合油井生产情况可是判断注汽受效的时间；通过qi与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。
[0086]
需要说明的是，油井生产情况主要指油井的产液量、产油量、含水率、产液温度情况。注汽受效时间可以判断注采井间连通情况；受效时间短，一般井间连通就好，注入蒸汽总热量是注汽井的总热量，可以根据注汽参数直接计算得到。
[0087]
综上所述，本发明提出了在稠油井注汽过程中通过同步连续监测生产井1井口双点温度压力值，计算生产井1质量流量及产出液含有的热量，定量劈分吸汽量，评价井间连通程度的技术方法。另外，本发明的监测方法是在热力油藏工程计算方法和井间干扰方式蒸汽驱注采井间监测技术基础上提出的。
[0088]
一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，包括温度压力监测模块、计算模块和分析模块；
[0089]
温度压力监测模块，包括安装在生产井1井口的若干压力监测装置，用于对生产井1井口进行连续监测温度压力值；
[0090]
计算模块，基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井1的质量流量及产出液含热量；
[0091]
分析模块，基于生产井1的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
[0092]
需要说明的是，本发明对生产井1井口进行连续监测温度压力监测，每口井井口安装两套装置，间隔相等，监测装置采用高能电池供电，可以连续监测3个月以上。
[0093]
进一步地，监测设备还设置有控制模块，如图2所示，控制模块包括主阀门5、清蜡阀门3和若干采油阀门4，生产井1的井口呈“十”字形，主阀门5安装在生产井1下段，清蜡阀门3安装在生产井1上侧井口，采油阀门4安装在生产井1两侧井口。
[0094]
需要说明的是，清蜡阀门3用于控制测试仪器起下进出生产管柱内部通道的阀闸；
左右采油阀门4用于从左右两个方向控制出入井流体的阀闸；主阀门5用于总体控制出入井流体的开关。
[0095]
进一步地，生产井1内沿竖直方向设置有抽油杆6。
[0096]
需要说明的是，抽油杆6是生产井1(抽油机井)的细长杆件，它上接抽油机动力部件，下接抽油泵，起到传递动力的作用。简单来说就是抽油杆6的上下移动，带动抽油泵柱塞完成将井底液量举升到地面。
[0097]
需要说明的是，如图4所示，测试累计时间在300h左右时，产出液的热量开始增加，说明注汽开始受效，进而确定注汽开始受效时间，判断井间是连通的，如果监测期间产出液的热量没有增加，则说明井间不连通；在确定连通井的基础上，根据每口连通井产出液的热量与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。
[0098]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，其特征在于，包括以下步骤:在生产井(1)井口安装若干温度压力监测装置(2)，用于对生产井(1)井口进行连续监测温度压力值；基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井(1)的质量流量及产出液含热量；基于生产井(1)的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。2.根据权利要求1所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，其特征在于，计算所述质量流量的公式为：其中，q
i
表示质量流量，kg/s；α表示管线系数；c
o
表示原油的比热容，j/(kg
·
℃)；c
w
表示水的比热容，j/(kg
·
℃)；α表示管线传热系数，w/(m2·
℃)；t
pj
—第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
—环境温度，℃；f
i
表示流体含水率，r1表示管线内半径，m；t
1i
为第一点井口温度；t
2i
为第二点井口温度；d为第一点与第二点间距。3.根据权利要求2所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，其特征在于，所述管线系数的计算公式为：其中，r为管线热阻，m
·
℃/w；r1为管线内半径，m；r2为管线外半径，m；λ为管线导热系数，w/(m
·
℃)。4.根据权利要求2所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，其特征在于，计算所述产出液含热量的公式为：q
i
＝(c
o
·
q
i
·
(1-f
i
)+c
w
·
q
i
·
f
i
)
·
t
1i
；其中，q
i
表示产出液含热量。5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法，其特征在于，分析所述注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价，包括以下步骤：采集油井生产情况和注入蒸汽总热量的数据；分别画出质量流量q
i
和产出液含热量q
i
随时间变化的曲线；基于产出液含热量q
i
随时间变化的曲线和油井生产情况判断注汽受效的时间；基于产出液含热量q
i
与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。6.一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，包括温度压力监测模块、计算模块和分析模块；所述温度压力监测模块，包括安装在生产井(1)井口的若干压力监测装置(2)，用于对生产井(1)井口进行连续监测温度压力值；所述计算模块，基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井(1)的质量流量及产出液含热量；所述分析模块，基于生产井(1)的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。
7.根据权利要求6所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，还设置有控制模块，所述控制模块包括主阀门(5)、清蜡阀门(3)和若干采油阀门(4)。8.根据权利要求7所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，所述生产井(1)的井口呈“十”字形，所述主阀门(5)安装在生产井(1)下段，所述清蜡阀门(3)安装在生产井(1)上侧井口，所述采油阀门(4)安装在生产井(1)两侧井口。9.根据权利要求6所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，所述生产井(1)内沿竖直方向设置有抽油杆(6)。10.根据权利要求6所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，计算模块计算所述质量流量的公式为：其中，q
i
表示质量流量；α表示管线系数；c
o
表示原油的比热容，j/(kg
·
℃)；c
w
表示水的比热容，j/(kg
·
℃)；α表示管线传热系数，w/(m2·
℃)；t
pj
—第一点温度和第一点温度的平均值，℃；t
hj
—环境温度，℃；f
i
表示流体含水率，r1表示管线内半径，m；t
1i
为第一点井口温度；t
2i
为第二点井口温度；d为第一点与第二点间距。11.根据权利要求10所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，计算模块计算所述管线系数的公式为：其中，r为管线热阻，m
·
℃/w；r1为管线内半径，m；r2为管线外半径，m；λ为管线导热系数，w/(m
·
℃)。12.根据权利要求6所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，计算模块计算所述产出液含热量的公式为：q
i
＝(c
o
·
q
i
·
(1-f
i
)+c
w
·
q
i
·
f
i
)
·
t
1i
；其中，q
i
表示产出液含热量。13.根据权利要求6所述的一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的设备，其特征在于，分析模块分析所述注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价，包括以下步骤：采集油井生产情况和注入蒸汽总热量的数据；分别画出质量流量q
i
和产出液的热量q
i
随时间变化的曲线；基于产出液含热量q
i
随时间变化的曲线和油井生产情况判断注汽受效的时间；基于产出液含热量q
i
与注入蒸汽总热量的占比评价注采井间连通程度。

技术总结
本发明提供了一种用于稠油蒸汽驱井间连通状况监测的方法与设备，所述方法包括在生产井井口安装若干温度压力监测装置，用于对生产井井口进行连续监测温度压力值，然后基于温度压力值和热平衡原理计算出每口生产井的质量流量及产出液含热量，最后基于生产井的质量流量和产出液含热量，分析注采井井间连通程度，对注采井间连通状况进行评价。本发明改进蒸汽驱注采井间监测技术，计算得到生产井质量流量及产出液含热量的动态变化情况，并实时获得各个生产井与注汽井之间的热量分布情况，实现蒸汽驱注采井连通状况的定量评价。汽驱注采井连通状况的定量评价。汽驱注采井连通状况的定量评价。


技术研发人员：邓中先 金璐 张福兴 杨显志 袁爱武 景宏伟 邓杰夫 刘锦 何寅 赵超 孙勇 朱强 杨清玲 黄丽 景士锟 王永江 赵鹏飞 卢洪军 鄢雄 郎东阁
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2023/10/6