直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构和方法

摘要

本发明公开了一种直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构和方法，该直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构包括一口多分支水平井(10)和多口直井(20)，该多分支水平井(10)含有一条竖直段和多条分支水平段，所述分支水平段位于上部油层(30)或下部油层(40)，所述多条分支水平段在水平面上的投影交错排布。该直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构和方法采用多分支井水平段和直井分层注入高热蒸汽的方式，利用高热蒸汽辅助重力泄油，它解决了单一水平井受效面积小，单井产量不高和冷凝水引起损害储层性质等问题，扩大了多分支井的受效面积，提高了热利用率，提高了油汽比，使得稠油开采的效果显著提升。

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体的是一种直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构，还是一种直井分层注汽多分支水平井开采的方法。

背景技术

随着世界经济的高速发展，石油资源的消耗速度越来越快，人们逐渐地把注意力转移到稠油油藏上，技术进步和油价上涨为稠油开采带来机遇，稠油在国防等领域有着不可替代的作用。国内稠油油藏几乎全是砂岩油藏，并且储层物性好，孔隙度、渗透率和含油饱和度都比较高，稠油资源也成为一种重要的后备能源。

通过调研大量文献资料，稠油布井方式目前有：直井注釆、直井注，水平井釆、水平井注釆、双水平井(SAGD)等，从油田应用情况来看，水平井的优势明显，前景广阔。但是单一的水平井的波及范围有限，单井产量难以大幅度提高；加上常规的注入流体在温度降低到一定程度后，产生的冷凝水引起黏土矿物膨胀，对储层造成伤害，影响降黏后的原油流入井筒。

发明内容

为了提高稠油开采的效率。本发明提供了一种直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构和方法，该直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构和方法采用多分支井水平段和直井分层注入高热蒸汽的方式，利用高热蒸汽辅助重力泄油，它解决了单一水平井受效面积小，单井产量不高和冷凝水引起损害储层性质等问题，扩大了多分支井的受效面积，提高了热利用率，提高了油汽比，使得稠油开采的效果显著提升。

本发明解决其技术问题所采用的技术发明是：

一种直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构，包括一口多分支水平井和多口直井，该多分支水平井含有一条竖直段和多条分支水平段，多口直井位于该多分支水平井的竖直段的周围，所述分支水平段位于上部油层或下部油层，所述多条分支水平段在水平面上的投影交错排布，直井位于相邻的两条所述分支水平段之间。

一种直井分层注汽多分支水平井开采的方法，包括以下步骤：

步骤1、确定主力油层；

步骤2、钻出上述的直井；

步骤3、钻出上述的多分支水平井，形成上述的直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构；

步骤4、通过直井向油层内注入高热蒸汽；

步骤5、水平井采油。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的纵向立体，平面交错井网部署方法提高每口井的利用效率，多分支井明显增大了波及面积，较大地提高了单井产量。

2、注入的高热蒸汽比常规的湿饱和蒸汽少，增大了油汽比，大幅度降低蒸汽成本，具有明显效果。

3、相较于水平井，多分支井共用同一井筒，较大地降低了钻井费用。

4、高热蒸汽具有更高的热焓值和比容，加热半径更大，可使油层中的液态水蒸发，驱替作用和蒸汽蒸馏作用更好。

5、多分支井水平段和直井的交错配置关系，极大地提高了油层地动用程度。

6、多分支水平井和直井分别采用分层采油与分层注汽，使得各层开发互不影响，同时也降低了成本投资。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构的立体示意图。

图2是图1中A方向的示意图。

图3是图1中第二分支水平段向右转动90°后的剖视示意图。

10、水平井；20、直井；30、上部油层；40、下部油层；

11、第一分支水平段；12、第二分支水平段；13、第三分支水平段；14、第四分支水平段；

21、第一直井；22、第二直井；23、第三直井；24、第四直井。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构，包括一口多分支水平井10和多口直井20，该多分支水平井10含有一条竖直段和多条分支水平段，多口直井20位于该多分支水平井10的竖直段的周围，所述分支水平段位于上部油层30或下部油层40，所述多条分支水平段在水平面上的投影交错排布，直井20位于相邻的两条所述分支水平段之间，如图1至图3所示。

直井20贯穿上部油层30和下部油层40，直井20用于分层系注入高热蒸汽，利用注入的高热蒸汽携带的热量使稠油的粘度降低，流动性增强，并且高热蒸汽避免了冷凝水的问题。多分支水平井10的多条分支水平段是油层中流动原油通往地面的通道；多条分支水平段在水平面的投影并不是正对，而是相互交错的。直井的高热蒸汽注入位置应处于油层的中上部，多条分支水平段应处在油层的下部位置，充分利用重力作用泄油。

多分支水平井10的分支水平段的数量和具体的设置方式可以根据实际的需要而定，直井20的数量和具体的设置方式可以根据实际的需要而定。在本实施例中，仅以该多分支水平井10含有四条分支水平段以及四口直井20为例进行详细的介绍。沿多分支水平井10的竖直段的周向，该四条分支水平段分别为第一分支水平段11、第二分支水平段12、第三分支水平段13和第四分支水平段14。第一分支水平段11和第三分支水平段13均位于上部油层30的下部，第二分支水平段12和第四分支水平段14均位于下部油层40的下部，如图1所示。

在本实施例中，第一分支水平段11和第三分支水平段13位于同一条水平的直线上，第二分支水平段12和第四分支水平段14位于同一条水平直线上，上述两条水平的直线垂直。第一分支水平段11和第二分支水平段12在水平面上的投影之间的夹角为90°。第一分支水平段11的长度、第二分支水平段12的长度、第三分支水平段13的长度和第四分支水平段14的长度相同。第一分支水平段11的长度可以选择小于400米。

在本实施例中，该直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构包括四口直井20，沿多分支水平井10的竖直段的周向，四口直井20分别为第一直井21、第二直井22、第三直井23和第四直井24。四口直井20呈正方形排布，即四口直井20在水平面上的投影位于正方形的四个角。

四口直井20均匀的分布在多分支水平井10的竖直段的周围，第一直井21位于第一分支水平段11和第二分支水平段12之间，第一直井21到第一分支水平段11和第二分支水平段12的距离相同。第二直井22位于第二分支水平段12和第三分支水平段13之间，第二直井22到第二分支水平段12和第三分支水平段13的距离相同。第三直井23位于第三分支水平段13和第四分支水平段14之间，第三直井23到第三分支水平段13和第四分支水平段14的距离相同。第四直井24位于第四分支水平段14和第一分支水平段11之间，第四直井24到第四分支水平段14和第一分支水平段11的距离相同。

下面介绍一种直井分层注汽多分支水平井开采的方法，所述直井分层注汽多分支水平井开采的方法包括以下步骤：

步骤1、确定主力油层；

通过相关地质资料和邻近区块的钻井、生产资料，确定主力油层，该主力油层含有上下分布的上部油层30和下部油层40，认识清楚主力油层的岩性、物性和含油性质。

步骤2、钻出上述的直井20；

通过钻井资料，充分认识和控制储层，从而有效地降低钻多分支水平井的钻井风险，提高钻遇率；

步骤3、钻出权利要求1中所述的多分支水平井10，形成上述的直井分层注汽多分支水平井开采的立体井网结构；

多分支井水平段长度主要与储层物性、温度、流体物性、含蜡量和地质因素等有关，一般水平段长度小于400m，实际应用中应根据具体情况来确定；在确定直井与多分支井的相对位置时，需要根据相关研究，直井位于多分支井水平段的侧上方的开发效果优于直井位于多分支井水平段的正上方，侧上方分布方式，井间更易形成热联通，蒸汽腔除了垂向发育外，侧向发育也好，蒸汽腔扩展好，扫油范围大。

步骤4、通过直井20向油层内注入高热蒸汽；

利用分层注入技术通过直井20将高热蒸汽注入到相应的主力油层(上部油层30和下部油层40)中，由热交换、热扩散和热辐射将稠油粘度降低，高热蒸汽的温度为300℃～550℃。

步骤5、多分支水平井10采油。

通过将直井的注蒸汽位置确定在油层中上部，多分支井水平段处在油层下部位置，则加热降黏之后的原油可以借助弹性能和重力势能流入水平井段。稠油粘度降低，达到流动状态，进而流入同层位的多分支井水平段，最终被举升至地面。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。