[发明专利]一种监测蒸汽驱井间连通状况的方法及其系统

摘要

本发明提供了一种监测蒸汽驱井间连通状况的方法及其系统，该监测蒸汽驱井间连通状况的方法包括以下步骤：对汽驱井组进行脉冲试井测试；所述脉冲试井测试是对注汽井的注气排量进行周期性调整的试井过程，在该试井过程中，注汽井为激动井，生产井为观察井；根据脉冲试井测试中生产井和注汽井井口的温度、压力变动情况，对注汽井和生产井的连通性进行定性评价；通过建立数学模型，实现注汽井与对应的生产井吸汽量的定量劈分，从而定量评价蒸汽驱注采井间连通状况。本发明提供的方案是基于物质和能量在地层条件传播和扩散的监测，能更直接反映蒸汽在地层条件对油井产生的实际效果，因此结论是直接的和可靠的。

主权项

1.一种监测蒸汽驱井间连通状况的方法，其特征在于，该方法包括：对汽驱井组进行脉冲试井测试；所述脉冲试井测试是对注汽井的注气排量进行周期性调整的试井过程；在该试井过程中，注汽井为激动井，生产井为观察井；根据脉冲试井测试中生产井和注汽井井口的温度、压力变动情况，对注汽井和生产井的连通性进行定性评价；通过建立数学模型，实现注汽井与对应的生产井吸汽量的定量劈分，从而定量评价蒸汽驱注采井间连通状况；其中，所述建立数学模型，实现注汽井与对应的生产井吸汽量的定量劈分的过程包括以下具体步骤：现场井组相关基础及设计排量值调后相关的监测数据假设如下：注汽井：脉冲周期调整后井口温度：T_z，℃；脉冲周期调整后井底温度：T_zd，℃；生产井：脉冲周期调整后井口温度：T_si，(i＝1，2，……，N)，℃；生产井井底深度：h_i，(i＝1，2，……，N)，m；生产井与注汽井井间距离：L_j(j＝1，2，……，k_i；i＝1，2，……，N)，m；采用理论计算的方式得到脉冲周期调整后生产井井底温度：T_sdi(i＝1，2，……，N)，℃；井口产液温度与井底温度关系式推导如下：当原油沿井筒上升时，由于向周围岩石散热，其温度逐渐降低，在井筒上取井段微元dl，则其能量平衡方程式为：‑wdθ＝λ_t(θ‑t_e)dl                     (1)式(1)中，w—产出液的质量流量与比热的乘积，W/℃；θ—油管中油水混合物的温度，℃；t_e—某一深度下地层的温度，℃；t_e＝t_ed‑al；t_ed—井底原始地层温度，℃；a—地温梯度，℃/m；l—沿井深方向的长度，m；λ_t—井筒不加热时，产液与地层间的导热系数，W/(m·℃)；式(1)为一阶常微分方程，其通解为：式(2)中积分常数C根据边界条件确定；当已知产液井的井口温度，即：l＝h_i，θ＝T_si由式(2)可得：于是：当已知产液井井口温度时，利用式(3)确定产液沿井筒的温度分布；进而求出产液井井底温度，l＝0，即为：建立注汽井与生产井之间的连接地层模型，生产井与注汽井之间的地层被划分成若干小段；每小段假设距离是l_i，则每口生产井与注汽井之间可分为段数k_i＝L_i/l_i(i＝1，2，……，N)；假定油层热效率是R_x，油层厚度为H_i/m，油层基温为T^*/℃，半径r_i＝H_i/2，每口生产井劈分的注汽量为Q_i/m³，且Q_z＝Q₁+Q₂+…….+Q_N；根据监测数据结果，计算每小段温度变化情况及验证劈分注汽量的正确性；计算过程如下：根据热传递的计算公式：M＝C×Q×ΔT                      (5)式(5)中：C—比热(容)，kJ/kg.℃；Q—质量，kg；ΔT—温度变化，℃；注汽井井底总蒸汽含有的热量为：M_z＝Q_z×h_m                      (6)其中，h_m＝(1‑X₀)h_l+X₀×h_g；式(6)中，h_m—湿饱和蒸汽的焓，J/kg；h_l—饱和水的焓，J/kg；h_g—干蒸汽的焓，J/kg；X₀—注汽井井底平均蒸汽干度；注汽井井底温度干度由测试直接获得；因此，在已知数据的基础上，结合公式(5)和公式(6)，可得：其中：Q_ci＝Q_coi+Q_cwi+Q_cyi；Q_coi＝πr_i²l_iφS_oiρ_o；Q_cwi＝πr_i²l_iφ(1‑S_oi)ρ_w；Q_cyi＝πr_i²l_iφ(1‑φ)ρ_y；i＝1，2，……，N；j＝1，2，……，k_i；式(8)中：T_ij—第i口生产井，在生产井与注汽井间第j段油层的温度值，℃；T_iki—第i口生产井，当油层段j＝k_i时，油层的温度值或井底温度值，℃；C_o—原油比热，kJ/kg.℃；C_w—水的比热，kJ/kg.℃；C_y—岩石比热，kJ/kg.℃；φ—孔隙度；ρ_o—原油密度，kg/m³；ρ_w—水的密度，kg/m³；ρ_y—岩石密度，kg/m³；Q_coi—第i口生产井的产油量，kg；Q_cwi—第i口生产井的水油量，kg；Q_cyi—第i口生产井的液油量，kg；S_oi—生产井与注汽井之间的含油饱和度；当T_iki＝T_sdi时，此时的劈分注汽量Q_i视为真值，进而得到注汽量对每口井的蒸汽量劈分，实现连通程度的定量评价。