【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于油氣田開發(fā)，具體涉及一種厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、目前，注蒸汽開發(fā)是一種廣泛應(yīng)用的稠油提高采收率技術(shù)。不同于陸地油田定向井開發(fā)，海上基于“少井高產(chǎn)、高速快采”開發(fā)策略，主要采用水平井開發(fā)模式。相比于直井，水平井具有更大的泄油面積，且周期蒸汽注入量更大，具有更高的單井產(chǎn)能。能否準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水平井沿程蒸汽腔發(fā)育情況，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)起到關(guān)鍵性的作用，而定量預(yù)測(cè)蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣是準(zhǔn)確刻畫蒸汽腔發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)。過去的研究工作已經(jīng)建立了數(shù)學(xué)模型來計(jì)算直井的蒸汽吞吐加熱半徑，研究人員考慮了加熱區(qū)地層溫度的非等溫分布，建立了新的直井加熱半徑數(shù)學(xué)模型。此外，還有研究基于平面勢(shì)理論，考慮蒸汽超覆的影響，并建立了直井蒸汽區(qū)前緣移動(dòng)模型。直井加熱半徑計(jì)算模型無法直接用于水平井，但有研究人員基于直井加熱半徑計(jì)算模型，建立了相應(yīng)的水平井注汽模型和加熱半徑計(jì)算模型，為水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)和加熱腔描述提供了參考。已有加熱區(qū)半徑計(jì)算模型中的共同點(diǎn)是將水平井沿程地層加熱范圍看作固定不變，沒有考慮沿程吸汽與井筒流動(dòng)帶來的注汽量損失，也未考慮蒸汽腔橫斷面上由于汽油密度差異導(dǎo)致的腔體水平與垂直傳熱速度差異，同時(shí)未考慮井周地層流動(dòng)模型啟動(dòng)壓力梯度影響，而以上三方面的共同影響將會(huì)導(dǎo)致蒸汽區(qū)或熱流體區(qū)計(jì)算結(jié)果與油田實(shí)際差異較大。綜上，目前還沒有成熟的關(guān)于綜合考慮水平井蒸汽吞吐中沿程吸汽量差異、水平與垂向傳熱能力差異及啟動(dòng)壓力梯度對(duì)加熱半徑影響的研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)是為
2、本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：
4、s1、按照單位長(zhǎng)度對(duì)水平井進(jìn)行等分，將水平井分成n段，并計(jì)算各段節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；
5、s2、基于蒸汽沿水平井二次函數(shù)分布，計(jì)算每一節(jié)點(diǎn)的吸汽量；
6、s3、計(jì)算每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑，并根據(jù)油層垂向與水平方向傳熱能力差異對(duì)蒸汽腔進(jìn)行修正；
7、s4、考慮蒸汽區(qū)和熱流體區(qū)散熱影響，根據(jù)油層熱力平衡計(jì)算注汽時(shí)蒸汽區(qū)和熱流區(qū)平均溫度；
8、s5、考慮熱傳導(dǎo)影響，計(jì)算燜井階段熱流體區(qū)平均溫度及半徑；
9、s6、根據(jù)油層注入與產(chǎn)出熱平衡，計(jì)算產(chǎn)出階段熱流體區(qū)平均溫度；
10、s7、考慮產(chǎn)出熱流體攜熱及散熱影響，計(jì)算產(chǎn)出階段熱流體區(qū)半徑及余熱；
11、s8、以上一輪次末溫度與余熱為初始條件，重復(fù)第二步～第七步，輸出下一輪次計(jì)算結(jié)果。
12、在上述技術(shù)方案中，所述步驟s2每一節(jié)點(diǎn)的吸汽量的計(jì)算方法具體為：考慮蒸汽沿井筒從注入端到指端的吸氣量為二次函數(shù)分布，故而某個(gè)節(jié)點(diǎn)的吸氣量計(jì)算方程為：
13、qi＝q*(10-5*l2-0.0047*l+1.0191)ε/100????(1)
14、式中：qi為水平井某節(jié)點(diǎn)處的吸汽量，單位為t/d；q為日注蒸汽總量，單位為t/d；l為該節(jié)點(diǎn)位置到注入端的距離，單位為m；ε為與水平井長(zhǎng)度相關(guān)的修正函數(shù)；式中，l的含義為該節(jié)點(diǎn)位置到注入端的距離，單位為m；n是指將水平井按長(zhǎng)度均分為n段，無量綱；i是指第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，即第i段，無量綱。
15、在上述技術(shù)方案中，所述步驟s3中每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑的計(jì)算方法具為：將加熱區(qū)分為熱流體區(qū)和蒸汽區(qū)，按照各區(qū)是否到達(dá)邊界分為三個(gè)階段，分別計(jì)算三個(gè)階段下每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑；
16、s31、第一階段每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑的計(jì)算方法為：
17、s311、當(dāng)熱流體區(qū)的邊界未到達(dá)油層邊界時(shí)，注入蒸汽的能量全部被用來加熱地層，由能量守恒得到以下方程：
18、
19、式中：t為注汽時(shí)間，單位為d；hsi為i節(jié)點(diǎn)處蒸汽區(qū)注熱速率，單位為kj/d；qr為余熱，單位為kj；rsi為i節(jié)點(diǎn)處蒸汽區(qū)的半徑，單位為m；mr為油藏?zé)崛荩瑔挝粸閗j/(m3·℃)；ts是注入蒸汽溫度，單位為℃；tr是原始地層溫度，單位為℃；r是半徑，用于表示積分中的被積變量，無實(shí)際意義，單位為m；
20、s312、由上式可得蒸汽區(qū)半徑的計(jì)算公式如下：
21、
22、hsi＝liρilvi+ersi???????????????????????????(4)
23、式中：rsi為i節(jié)點(diǎn)處蒸汽區(qū)的半徑，單位為m；hsi為i節(jié)點(diǎn)處蒸汽區(qū)注熱速率，單位為kj/d；qr為余熱，單位為kj；在第一輪次吞吐時(shí)，qr＝0；mr為油藏?zé)崛荩瑔挝粸閗j/(m3·℃)；dl為微元長(zhǎng)度，單位為m；ts是注入蒸汽溫度，單位為℃；tr是原始地層溫度，單位為℃；ii為i節(jié)點(diǎn)體積流出率，kg/d；ρi為i節(jié)點(diǎn)蒸汽密度，單位為kg/m3；lvi為i節(jié)點(diǎn)的蒸汽潛熱，單位為kj/kg；ersi為i節(jié)點(diǎn)蒸汽區(qū)的上一循環(huán)余熱，單位為kj；t為注汽時(shí)間，單位為d；
24、s313、通過能量守恒原理得到熱流體區(qū)半徑的計(jì)算公式如下：
25、
26、hwi＝iiρi(hwsi-hwri)+erwi????????????????(6)
27、式中：rhi為i節(jié)點(diǎn)處熱流體區(qū)的半徑，單位為m；rsi為i節(jié)點(diǎn)處蒸汽區(qū)的半徑，單位為m；hwi分別為i節(jié)點(diǎn)處熱流體區(qū)注熱速率，單位為kj/d；qr為余熱，單位為kj；
28、在第一輪次吞吐時(shí)，qr＝0；mr為油藏?zé)崛荩瑔挝粸閗j/(m3·℃)；dl為微元長(zhǎng)度，單位為m；th為熱流體區(qū)溫度，單位為℃；tr是原始地層溫度，單位為℃；ii為i節(jié)點(diǎn)體積流出率，kg/d；ρi為i節(jié)點(diǎn)蒸汽密度，單位為kg/m3；hwsi和hwri分別為i節(jié)點(diǎn)蒸汽溫度的水比熱焓和地層溫度的水比熱焓，kj/kg；erwi為i節(jié)點(diǎn)熱流體區(qū)的上一循環(huán)余熱，單位為kj；
29、s32、第二階段每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑的計(jì)算方法為：
30、s321、當(dāng)熱流體區(qū)的邊界達(dá)到上下邊界時(shí)，蒸汽區(qū)的加熱半徑仍由未到達(dá)邊界時(shí)的計(jì)算方法計(jì)算；
31、s322、熱流體區(qū)半徑的計(jì)算通過能量守恒方程經(jīng)拉普拉斯變換后，得到熱流體區(qū)半徑的計(jì)算公式如下：
32、
33、式中：rhi為i節(jié)點(diǎn)處熱流體區(qū)的半徑，單位為m；d為地層厚度的一半，單位為m；hwi分別為i節(jié)點(diǎn)處熱流體區(qū)注熱速率，單位為kj/d；qr為余熱，單位為kj；mr為油藏?zé)崛荩瑔挝粸閗j/(m3·℃)；αs是邊界的熱擴(kuò)散率，單位為m2/d；λs為邊界熱傳導(dǎo)系數(shù)，單位為w/(m·℃)；dl為微元長(zhǎng)度，單位為m；tr是原始地層溫度，單位為℃；thi為i節(jié)點(diǎn)處熱流體區(qū)的溫度，單位為℃；t為注汽時(shí)間，單位為d；t1i為熱流體區(qū)到達(dá)油層邊界的時(shí)間，單位為d；
34、s33、第三階段每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S2每一節(jié)點(diǎn)的吸汽量的計(jì)算方法具體為：考慮蒸汽沿井筒從注入端到指端的吸氣量為二次函數(shù)分布，故而某個(gè)節(jié)點(diǎn)的吸氣量計(jì)算方程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S3中每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑的計(jì)算中將加熱區(qū)分為熱流體區(qū)和蒸汽區(qū)，按照各區(qū)是否到達(dá)邊界分為三個(gè)階段，分別計(jì)算三個(gè)階段下每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑，具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S3根據(jù)油層垂向與水平方向傳熱能力差異對(duì)蒸汽腔進(jìn)行修正的具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S4的注汽時(shí)蒸汽區(qū)和熱流區(qū)的平均溫度計(jì)算公式如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S6產(chǎn)出階段熱流體區(qū)平均溫度的計(jì)算公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S7產(chǎn)出階段熱流體區(qū)半徑及余熱的計(jì)算方法具體包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S8的具體計(jì)算方法為：將步驟S6計(jì)算得到的產(chǎn)出階段熱流體區(qū)平均溫度與步驟S7計(jì)算得到的產(chǎn)出階段熱流體區(qū)余熱作為初始溫度及初始熱值進(jìn)行下一輪次計(jì)算，多次重復(fù)以上步驟即得到逐輪次蒸汽吞吐蒸汽區(qū)半徑與熱流體區(qū)半徑。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟s2每一節(jié)點(diǎn)的吸汽量的計(jì)算方法具體為：考慮蒸汽沿井筒從注入端到指端的吸氣量為二次函數(shù)分布，故而某個(gè)節(jié)點(diǎn)的吸氣量計(jì)算方程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟s3中每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑的計(jì)算中將加熱區(qū)分為熱流體區(qū)和蒸汽區(qū)，按照各區(qū)是否到達(dá)邊界分為三個(gè)階段，分別計(jì)算三個(gè)階段下每一節(jié)點(diǎn)的蒸汽區(qū)半徑和熱流體區(qū)半徑，具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟s3根據(jù)油層垂向與水平方向傳熱能力差異對(duì)蒸汽腔進(jìn)行修正的具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚層稠油水平井蒸汽吞吐加熱腔擴(kuò)展前緣定量預(yù)測(cè)方法，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉東，耿志剛，蔡暉，陳建波，廖輝，鄭文乾，王大為，王朔，吳婷婷，田聰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中海石油中國(guó)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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