專利名稱：用水平井開采烴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開采地下地層中的烴的方法，特別是從已經(jīng)進(jìn)行了蒸汽壓裂操作的油藏中開采稠油的方法。
背景技術(shù)：
非常規(guī)的稠油油藏，例如中新世硅藻土 (Opal A )，可以通過"蒸汽壓裂，，開采。蒸汽壓裂通過周期性循環(huán)過程發(fā)生，其特征包括注入壓力為大約lOOOpsi ，溫度為±500-550oF 。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5，085，276和No.5,305，829公開了適用于珪藻土地層的周期性注蒸汽過程。這種處理通常包括
注蒸汽注入進(jìn)4亍2-3天(大約1000-1500桶蒸汽/天或BSPD )，直到達(dá)到目標(biāo)量的蒸汽(例如3000-5000桶蒸汽)。蒸汽在大約lOOOpsi下注入，這一壓力通常用于超過地下巖石的破裂梯度，壓裂低滲透性的油藏(5毫達(dá)西或mD)，并且形成次生裂縫滲透性。
吞吐階段在井內(nèi)注入蒸汽后，關(guān)井并"吞吐，，大約2天。高溫為13。API的油提供了必要的粘度降低，并允許油更容易地流動(dòng)。另夕卜，發(fā)生了通常所說的"滲吸"過程，其中冷凝的蒸汽優(yōu)先被(親水性的)硅藻土巖石吸收，并且油被驅(qū)替到裂縫和井筒中。
生產(chǎn)在井進(jìn)行"吞吐"之后，井生產(chǎn)大約20天或更多天。生產(chǎn)導(dǎo)致壓力降低，這促使熱水"閃蒸"為蒸汽，為流體柱提供了舉升能量。因此，只要后續(xù)對井注蒸汽，井就自流并且不需要人工舉升。通常，自流井口構(gòu)造用于在稠油油田進(jìn)行周期性注蒸汽。在一 口井停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后，準(zhǔn)備對該井進(jìn)行下一次的注蒸汽工作。

發(fā)明內(nèi)容
在一實(shí)施例中，提供了一種用于從地下油藏開采烴的鉆井眼方法，所述方法包括鉆出具有基本水平的生產(chǎn)部分的井眼，該基本水平的生產(chǎn)部分位于地下油藏中。該地下油藏被一口或多口在先注入蒸汽的井眼穿透。
在一實(shí)施例中，提供了一種用于從地下油藏開采烴的鉆井眼方法，該方法包括鉆出具有基本水平的生產(chǎn)部分的井眼，該基本水平的生產(chǎn)
部分位于地下油藏中；鉆出一口或多口基本豎直的井眼；根據(jù)所述井眼的基本水平的生產(chǎn)部分的深度，對所述一口或多口基本豎直的井眼進(jìn)行射孔。


附示了典型的實(shí)施例，并且不應(yīng)被認(rèn)為是對范圍的限制。圖l顯示了例子中第一水平井的橫截面。例子中第一水平井的生產(chǎn)層段(割縫襯管)橫斷豎直井的頂部射孔以上的層段。在豎直井的頂部射孔以上的層段被認(rèn)為是由于豎直井注蒸汽(在報(bào)廢之前)而被加熱的并高度壓裂。
圖2顯示了含油飽和度模型的橫截面，描繪了例子中第一水平井的橫向部分。該視圖在地層陡傾處面向北-西北方向，并且示意圖中顯示重力泄油是例子中第一水平井生產(chǎn)機(jī)理的一個(gè)重要部分。
具體實(shí)施例方式
盡管稠油油藏可以通過已知的"蒸汽壓裂"工藝開采，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如通過使用地面測斜儀獲得的數(shù)據(jù)顯示的，在某些蒸汽循環(huán)期間，在上覆巖層(即油藏上方)中會(huì)發(fā)生逃逸蒸汽運(yùn)移。逃逸蒸汽運(yùn)移被認(rèn)為由淺層套管損傷或"區(qū)外"壓裂引起，并導(dǎo)致上覆巖層中壓力高于正常壓力。高于正常壓力的壓力被認(rèn)為導(dǎo)致地表擠出、鉆井問題、修井困難和地表隆起。在本文中，"地表擠出，，是指大量高壓蒸汽和油突破地表并導(dǎo)致可記錄的溢出?？捎涗浀囊绯霾粌H從HES (健康-環(huán)境-安全)的觀點(diǎn)來說損失很大，而且如果注蒸汽因此被縮減，還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量/收益的大量損失。特別是，地表擠出會(huì)導(dǎo)致?lián)p害(或假定損害)的井眼報(bào)廢。
地表擠出會(huì)導(dǎo)致在地表擠出的區(qū)域內(nèi)新替換井或加密井的鉆井/注蒸汽延期，而且會(huì)導(dǎo)致通過傳統(tǒng)的周期性注蒸汽方式來對地表擠出處周圍剩余井的操作延期，以免擾動(dòng)地表擠出。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯づe升(桿式泵)而沒有主動(dòng)蒸汽注入時(shí)，以便有助于減少地表膨脹并在非?？拷乇頂D出處繼續(xù)開釆油藏，這樣的剩余井以超出預(yù)期的生產(chǎn)率生產(chǎn)。
因此，不采用直接周期性注入蒸汽，注蒸汽后的人工舉升(桿式泵)的井的高產(chǎn)油量引起了關(guān)于利用水平井是否能使桿式泵井的性能翻倍的探索。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水平井可以橫斷報(bào)廢豎直井的周期性注蒸汽誘發(fā)裂縫并且不注蒸汽仍能產(chǎn)油。不希望被任何理論約束，據(jù)信油藏中的人工舉升井生產(chǎn)機(jī)理有三重。第一，在陡傾層區(qū)域，重力泄流可能起輔助作用，并且因此油能以單一模式運(yùn)移。第二、建立的開放裂縫(蒸汽誘發(fā)的和天然的)在為低滲透性基質(zhì)巖中的油提供運(yùn)移通道方面起到主要作用。第三、來自在先周期性注蒸汽以及該區(qū)域外圍注蒸汽的剩余熱在油的加熱和粘度降低中都起到重要作用。
靠近地表擠出的區(qū)域的特征在于既存在蒸汽誘發(fā)裂縫又存在已有
天然裂縫。通過詳細(xì)的FMI/EMI (電磁干擾)研究，可以靠近地表擠出記錄天然裂縫的高頻。不希望被任何理論束縛，據(jù)信天然裂縫和蒸汽誘發(fā)裂縫可能形成能用蒸汽供應(yīng)并能成為"加壓的"和進(jìn)一步被加熱的網(wǎng)絡(luò)，這允許通過人工舉升機(jī)理來產(chǎn)油并且不是一定需要對生產(chǎn)井眼進(jìn)行主動(dòng)注入。盡管不清楚在靠近地表擠出的油田區(qū)域內(nèi)蒸汽和壓力通過已有的裂縫能傳播多遠(yuǎn)，但桿式泵對于強(qiáng)烈注蒸汽的反應(yīng)表明本申請公開的方法是用于持續(xù)再生生產(chǎn)的可行機(jī)理。
在本文中，術(shù)語"基本上豎直，，是指與豎直線成大約30?；蚋俚亩ㄏ?，而術(shù)語"基本上水平"是指與水平線成大約30?；蚋俚亩ㄏ?。
從嚴(yán)格的地下角度而言，設(shè)計(jì)水平井的軌跡時(shí)有幾個(gè)基本準(zhǔn)則要遵循。這些準(zhǔn)則用于為井的橫向部分創(chuàng)造"最適合"路線。示例性的準(zhǔn)
7則包括
1) 軌跡應(yīng)當(dāng)在目標(biāo)報(bào)廢井的大約50英尺范圍內(nèi)。
2) 軌跡應(yīng)當(dāng)在報(bào)廢井的頂部射孔上方高度不大于大約160英尺 (TVDSS)處經(jīng)過報(bào)廢井。
3) 軌跡應(yīng)當(dāng)在不低于報(bào)廢井底部射孔的TVDSS高度處經(jīng)過報(bào)廢井。
4) 報(bào)廢井的所謂裂縫網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)定為累積注入大于150,000桶 (CWE)的蒸汽。
如這里公開的，通過利用蒸汽誘發(fā)裂縫和天然裂縫以及熱的流動(dòng) 油的重力泄油的組合，水平的桿式泵井對于熱成熟區(qū)域的周期性注蒸 汽是可行的選擇。示例性的應(yīng)用包括
1) 當(dāng)豎直井先前已注入了累積大于50,000桶的蒸汽(冷水當(dāng)量 或CWE)并且水平井的橫向(生產(chǎn))部分(當(dāng)經(jīng)過這些豎直井時(shí)) 大體在偏移豎直井的頂部射孔深度和底部射孔深度(總的海底豎直深 度或TVDSS)之間時(shí)，鉆水平井以補(bǔ)充現(xiàn)有的豎直井或替換報(bào)廢的豎 直井。在一個(gè)實(shí)施例中，深度范圍是離豎直井的頂部射孔大約200英 尺TVDSS (高度)的距離以內(nèi)或在豎直井的底部射孔以下大約50英 尺TVDSS (深度)的距離以內(nèi)。
2) 根據(jù)上述的相對于偏移豎直井射孔而言的深度的參數(shù)，在熱硅 藻土油田鉆水平井，以使水平井的生產(chǎn)部分位于離所有先前已注入了 大于50,000桶蒸汽(CWE)的現(xiàn)有井或報(bào)廢井大約100英尺的距離 以內(nèi)。在一實(shí)施例中，水平井的生產(chǎn)部分可以限定為在90?；蚋蠼?度的任意完井方式(射孔或割縫襯管)，并且用于油和水的流入。
3) 根據(jù)上述的關(guān)于水平井的生產(chǎn)部分而言的射孔深度的參數(shù)，在 熱硅藻土區(qū)域鉆水平井，隨后進(jìn)行豎直井的鉆進(jìn)和完井。
實(shí)質(zhì)上，這里公開的水平井使用"壓裂/熱回收，，方法來在稠油油田 進(jìn)行生產(chǎn)，例如熱硅藻土環(huán)境。 例子
下列說明性的例子并非試圖限制。地表擠出導(dǎo)致地表擠出周圍半徑500英尺內(nèi)的新替換井或加密井 的鉆進(jìn)/注蒸汽延期。大量(即22個(gè))報(bào)廢井和受限制的注蒸汽策略 導(dǎo)致地表擠出區(qū)域的產(chǎn)量大量損失(大約1000桶/天或BPD)。
盡管地表擠出周圍的數(shù)口活井報(bào)廢，但還有數(shù)口剩余井。這數(shù)口 剩余井不通過傳統(tǒng)的周期性注蒸汽方式操作，以免擾動(dòng)地表擠出。因 此，一口井轉(zhuǎn)換為人工舉升(桿式泵)，以增加Antelope開采，幫助 減少地面膨脹，并且繼續(xù)在非常接近地表擠出處開采油藏。令人驚奇 的是，沒有主動(dòng)蒸汽注入，井以超出預(yù)期的產(chǎn)率生產(chǎn)(大概數(shù)百BPD)， 直到套管損傷迫使轉(zhuǎn)換井報(bào)廢。在轉(zhuǎn)換為桿式泵之后不久，四口其他 生產(chǎn)井也被安裝了桿式泵。這四口附加的轉(zhuǎn)換井的響應(yīng)也是積極的。
當(dāng)設(shè)計(jì)第 一 水平井時(shí)，這里公開的示例性的井設(shè)計(jì)準(zhǔn)則專注于保 證井的軌跡與報(bào)廢井足夠接近，以利用蒸汽誘發(fā)的壓裂和加熱(參見 圖l)。特別地，第一水平井的生產(chǎn)部分或生產(chǎn)層段(割縫襯管)橫斷 豎直井頂部射孔上方的層段。由于豎直井注蒸汽(在報(bào)廢之前)，頂部 射孔上方的橫斷層段被認(rèn)為受熱并高度壓裂。
第一水平井的軌跡以地表擠出區(qū)域內(nèi)的四口以前的報(bào)廢井為目
標(biāo)。第一水平井的鉆進(jìn)和完井用了一個(gè)星期多一點(diǎn)的時(shí)間。井投產(chǎn)初 期產(chǎn)量(IP)超過1000桶油/天(BOPD)。第一水平井的產(chǎn)量持續(xù)超 過該油田中井的平均產(chǎn)量十倍。
在鉆第一水平井之前，假設(shè)的生產(chǎn)機(jī)理是水平井會(huì)通過橫斷蒸 汽誘發(fā)裂縫和天然裂縫而利用該地區(qū)的歷史蒸汽注入年數(shù)，并受益于 油藏和井眼中的重力泄油(根端到趾端的高度變化升高12°)。第一水 平井的表現(xiàn)證實(shí)了假設(shè)并表明了來自橫向部分大部分的貢獻(xiàn)。
除第一水平井之外，確定并利用了油田中兩口附加水平井的機(jī)會(huì)。 這兩口附加水平井被設(shè)計(jì)并鉆成與第一水平井平行，第二和第三附加 水平井軌跡的目標(biāo)分別是地表擠出區(qū)域內(nèi)的六口和五口以前的報(bào)廢 井。
圖2是穿過發(fā)生地表擠出的油田的含油飽和度模型的橫截面，顯 示了地層的陡傾處。不希望被任何理論束縛，相信發(fā)生地表擠出的油田中的地層陡傾以及天然裂縫和蒸汽誘發(fā)裂縫允許這樣的可能性，即 重力泄油是油田中一些水平井的生產(chǎn)機(jī)理的重要組成部分。在油田中
鉆有三口水平井的部分，層傾可以超過45°,并且熱的流動(dòng)油可以順 著陡傾層下泄。如果重力泄油機(jī)理發(fā)生，那么這三口水平井的橫向部 分位于捕獲熱的流動(dòng)油的有利位置。
以前的近井眼體積計(jì)算表明，第一水平井軌跡中相當(dāng)大部分的油 排出在報(bào)廢井25英尺的范圍內(nèi)。然而，同樣的研究對于上述的豎直桿 式泵生產(chǎn)井也得到相似的結(jié)論。第一水平井的實(shí)際表現(xiàn)(如下所述) 以及桿式泵生產(chǎn)對于補(bǔ)償注蒸汽的響應(yīng)表明產(chǎn)油可以來自25英尺以 外(從井底位置)的貢獻(xiàn)，這說明裂縫網(wǎng)絡(luò)存在于地表擠出的成熟區(qū) 域，并且裂縫網(wǎng)絡(luò)可能允許蒸汽和油的運(yùn)移。
這里公開的示例性實(shí)施例的許多修改都是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想 到的?，F(xiàn)在公開的只是試圖為了說明的目的，并且不應(yīng)被看作是限制 意義的。因此，現(xiàn)在公開的將被看作是包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi) 的所有結(jié)構(gòu)和方法。權(quán)利要求中的術(shù)語"包括"意在表示"至少包括"， 因此權(quán)利要求中的要素的列舉是開集或開放的組。同樣地，術(shù)語"包 含"、"具有"和"包括"都意在表示要素的開集或開放的組。除非明確地 排除，"一"及其他單數(shù)術(shù)語意在包括其復(fù)數(shù)形式。
權(quán)利要求
1、一種用于從地下油藏開采烴的鉆井眼方法，所述方法包括鉆出包括基本水平的生產(chǎn)部分的井眼，該基本水平的生產(chǎn)部分位于所述地下油藏中；其中，使所述地下油藏被一口或多口在先注入蒸汽的井眼穿透。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括從所述井眼中生產(chǎn)烴。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由于以前注入的蒸汽，所 述地下油藏已經(jīng)達(dá)到臨界熱成熟度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地下油藏被一口或多 口以前累積注入至少50,000桶蒸汽的井眼穿透。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地下油藏被一口或多 口以前累積注入至少150,000桶蒸汽的井眼穿透。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地下油藏被一口或多 口以前注過蒸汽的基本豎直的井眼穿透。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括將所述井眼的基本水平的 生產(chǎn)部分定位于一口或多口所述基本豎直井眼的大約100英尺的橫向 范圍內(nèi)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括將所述井眼的基本水平的 生產(chǎn)部分定位于由一口或多口所述基本豎直井眼的最頂部射孔和最底 部射孔限定的深度處。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括將所述井眼的基本水平的 生產(chǎn)部分定位于由一口或多口所述基本豎直井眼的最頂部射孔上方大 約200英尺TVDSS作為深度上限和一口或多口所述基本豎直井眼的 最底部射孔下方大約50英尺TVDSS作為深度下限限定的深度范圍 內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括將所述井眼的基本水平 的生產(chǎn)部分定位于由一口或多口所述基本豎直井眼的最頂部射孔上方 大約160英尺TVDSS作為深度上限和不低于一口或多口所述基本豎直井眼的最底部射孔的深度作為深度下限限定的深度范圍內(nèi)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述地下油藏是稠油油藏。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述地下油藏是硅藻土 油藏。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括把所述井眼的基本水平 的生產(chǎn)部分的軌跡設(shè)計(jì)成在一口或多口所述以前注入過蒸汽的井眼的 大約100英尺的橫向范圍內(nèi)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括把所述井眼的基本水平 的生產(chǎn)部分的軌跡設(shè)計(jì)成在一口或多口所述以前注入過蒸汽的井眼的 大約50英尺的橫向范圍內(nèi)。
15、 一種鉆出的井眼，包括位于地下油藏中的基本上水平的生產(chǎn)部分，其中，所述地下油藏 被一口或多口基本豎直的井眼穿透，所述基本上水平的生產(chǎn)部分位于由一口或多口所述基本豎直的井眼的最頂部射孔上方大約200英 尺TVDSS作為深度上限和一口或多口所述基本豎直的井眼的最底部 射孔下方大約50英尺TVDSS作為深度下限限定的深度范圍內(nèi)；和一口或多口所述以前注過蒸汽的井眼的大約IOO英尺的橫向范圍 以內(nèi)。
16、 一種用于從地下油藏開采烴的鉆井眼方法，所述方法包括 鉆出包括基本水平的生產(chǎn)部分的井眼，所述基本水平的生產(chǎn)部分位于所述地下油藏中；鉆一口或多口基本上豎直的井眼；以及根據(jù)所述井眼的基本水平的生產(chǎn)部分的深度，對所述一口或多口 基本豎直的井眼進(jìn)行射孔。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括從所述井眼中生產(chǎn)烴。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，使所述一口或多口基本 豎直的井眼的最頂部射孔不低于所述井眼的基本上水平的生產(chǎn)部分下 方大約200英尺TVDSS，并且使所述一口或多口基本豎直的井眼的最底部射孔不高于所述井眼的基本上水平的生產(chǎn)部分上方大約50英尺 TVDSS。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述地下油藏被一口或 多口以前累積注入至少50,000桶蒸汽的井眼穿透。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括把所述井眼的基本上水 平的生產(chǎn)部分的軌跡設(shè)計(jì)成在一口或多口所述以前注過蒸汽的井眼的 大約100英尺的橫向范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于從地下油藏開采烴的鉆井眼方法，該地下油藏被一口或多口以前注入過蒸汽的井眼穿透，該方法包括鉆出具有基本水平的生產(chǎn)部分的井眼，該基本水平的生產(chǎn)部分位于所述地下油藏中。
文檔編號E21B43/24GK101484662SQ200780023198
公開日2009年7月15日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者P·M·迪爾萊特, P·R·佩里 申請人:雪佛龍美國公司