改建储气库的方法及其分层注采系统

摘要

本发明公开了一种改建储气库的方法及分层注采系统，所述改建储气库的方法包括：获取油气藏地层参数；在所述油气藏上分别设置注采气井和观察井；在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；在所述注采气井中下入注采气管柱，进行注气；在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。本发明所述改建储气库的方法及分层注采系统，能够有效降低油气藏内剩余水含量，增加储气库的库容。

权利要求

1.一种改建储气库的方法，其特征在于，其包括：

获取油气藏地层参数；

在所述油气藏上分别设置注采气井和观察井；

在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；

在所述注采气井中下入注采气管柱，进行注气；

在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；

根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。

2.如权利要求1所述的改建储气库的方法，其特征在于：所述注采气井设置在油气藏的中部；所述观察井设置在油气藏的边部，位于所述注采气井周围。

3.如权利要求2所述的改建储气库的方法，其特征在于：所述注采气井为水平井，其沿着重力方向，根据所述油气藏地层参数间隔分布。

4.如权利要求1所述的改建储气库的方法，其特征在于：所述分层排水管柱的射孔段与满足预定渗透率和孔隙度的小层相连通。

5.如权利要求1所述的改建储气库的方法，其特征在于，所述小层测试方法包括：分段开启所述射孔段，使所述分层排水管柱与预定小层相连通；

获取所述分层排水管柱内分层流入的样品；

根据所述样品的性质，获取小层测试结果，以确定关闭或开启对应的小层。

6.一种用于如权利要求1所述的改建储气库的方法的分层注采系统，其特征在于：其包括用于注气、采气的注采气管柱和用于观测、排水的分层排水管柱，所述注采气管柱设置在注采气井内，其包括直井段和水平段，所述直井段内设置有第一套管，设置在所述第一套管内的第一油管，以及依次设置在所述第一油管上的井下安全阀、滑套、封隔器、堵塞器坐落短接、测试坐落短接，所述堵塞器坐落短接与所述测试坐落短接之间的第一油管上设置有多个通孔；

所述分层排水管柱设置在观察井内，其包括第二套管，设置在所述第二套管内的第二油管，以及依次设置在所述第二油管上的井下安全阀、至少一个滑套、至少一个封隔器、堵塞器坐落短接、测试坐落短接，所述第二套管上设置有射孔段，所述射孔段的位置与预定小层相连通。

7.如权利要求6所述的分层注采系统，其特征在于：所述井下安全阀的两端设置有流动短接，所述流动短接为变直径接头，其直径较大的一端与油管连接，直径较小的一端与所述井下安全阀连接。

8.如权利要求6所述的分层注采系统，其特征在于：所述油气藏分两层以上，所述分层排水管柱上的封隔器、滑套的数量与油气藏层数一致。

9.如权利要求7所述的分层注采系统，其特征在于：相邻两个所述封隔器之间的第二油管上设置有所述滑套，通过打开所述滑套，能使所述分层排水管柱与预定小层相连通。

10.如权利要求6所述的分层注采系统，其特征在于：所述第一油管靠近水平段的下端设置有喇叭口。

说明书

改建储气库的方法及其分层注采系统

技术领域

[0001] 本发明涉及油气藏改建储气库开发领域，特别涉及一种改建储气库的方法及分层注采系统。

背景技术

[0002] 地下储气库是储存天然气的一种方式。一般地下储气库是在较深的地下，找到一个完全封闭的构造体，在地面用泵送的办法把天然气注入到这个构造中储存起来。当需要时，又通过生产井把天然气采出到地面输送到用户。地下储气库具有储气量大；安全系数高，不易引发火灾及爆炸；经济效益好，与金属气罐相比储气成本低等优点。此外，地下储气库能够协调供求关系与调峰，实施战略储备，保证供气的可靠性和连续性，且能有助于优化生产系统和输气管网的运行，对于国家安全与区域天然气使用具有极其重要的作用。现有的改建储气库领域中，常见的一种方式为将废弃的油气藏改建为储气库。

[0003] 一般的，地层发育往往是不均匀的，废弃的油气藏纵向储层上渗透率、孔隙度等参数差异较大，通常废弃的油气藏纵向储层上存在含水层，例如比较典型的为边底水油藏等。针对此类含水层的油气藏，现有的改建方式主要是在地层中靠近油层顶界布置多口注采气井，地层边部布置观察井，通过顶部注气，边部排水，期望通过把气注入水层，用天然气把水挤到边缘，使天然气占据储层空间，以实现改建地下储气库的扩容需求。

[0004] 但是由于地层发育的不均匀性，特别是气体在油层中的流动往往是向着渗透率较好的位置运动，当向在注采气井中注入天然气时，很可能大部分有效气量进入地层中含水层以下，造成气体锥进，从而不仅浪费了天然气，而且不能够将地层中部的水向边部驱赶，不能达到预期设定库容。而相应地，在边部观察井排水过程中，观察井往往出现气、水同产现象，甚至只产气不产水的现象，最终导致注采气井持续高压不能有效注入，边部观察井只产气不产水不能实现有效扩容的目的。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种改建储气库的方法及分层注采系统，能够有效降低油气藏内剩余水含量，增加储气库的库容。

[0006] 本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

[0007] 一种改建储气库的方法，其包括：

[0008] 获取油气藏地层参数；

[0009] 在所述油气藏上分别设置注采气井和观察井；

[0010] 在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；

[0011] 在所述注采气井中下入注采气管柱，进行注气；

[0012] 在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；

[0013] 根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。

[0014] 在优选的实施方式中，所述注采气井设置在油气藏的中部；所述观察井设置在油气藏的边部，位于所述注采气井周围。

[0015] 在优选的实施方式中，所述注采气井为水平井，其沿着重力方向，根据所述油气藏地层参数间隔分布。

[0016] 在优选的实施方式中，所述分层排水管柱的射孔段与满足预定渗透率和孔隙度的小层相连通。

[0017] 在优选的实施方式中，所述小层测试方法包括：

[0018] 分段开启所述射孔段，使所述分层排水管柱与预定小层相连通；

[0019] 获取所述分层排水管柱内分层流入的样品；

[0020] 根据所述样品的性质，获取小层测试结果，以确定关闭或开启对应的小层。

[0021] 一种用于改建储气库的方法的分层注采系统，其包括用于注气、采气的注采气管柱和用于观测、排水的分层排水管柱，

[0022] 所述注采气管柱设置在注采气井内，其包括直井段和水平段，所述直井段内设置有第一套管，设置在所述第一套管内的第一油管，以及依次设置在所述第一油管上的井下安全阀、滑套、封隔器、堵塞器坐落短接、测试坐落短接，所述堵塞器坐落短接与所述测试坐落短接之间的第一油管上设置有多个通孔；

[0023] 所述分层排水管柱设置在观察井内，其包括第二套管，设置在所述第二套管内的第二油管，以及依次设置在所述第二油管上的井下安全阀、至少一个滑套、至少一个封隔器、堵塞器坐落短接、测试坐落短接，所述第二套管上设置有射孔段，所述射孔段的位置与预定小层相连通。

[0024] 在优选的实施方式中，所述井下安全阀的两端设置有流动短接，所述流动短接为变直径接头，其直径较大的一端与油管连接，直径较小的一端与所述井下安全阀连接。

[0025] 在优选的实施方式中，所述油气藏分两层以上，所述分层排水管柱上的封隔器、滑套的数量与油气藏层数一致。

[0026] 在优选的实施方式中，相邻两个所述封隔器之间的第二油管上设置有所述滑套，通过打开所述滑套，能使所述分层排水管柱与预定小层相连通。

[0027] 在优选的实施方式中，所述第一油管靠近水平段的下端设置有喇叭口。

[0028] 本发明的特点和优点是：本发明提供一种改建储气库的方法及分层注采系统，所述改建储气库的方法通过结合油气藏地层参数，在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；并在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。所述方法能够针对性地降低油藏内剩余水含量，有效增加储气库的库容，且通过小层测试，能提高注采气井内注入的天然气的利用率，从而在有限油藏储层空间内实现最大限度降低建库成本的目的，特别适用于边底水油藏、高含水油藏等含水层油藏。

附图说明

[0029] 图1是本发明实施例中一种改建储气库的方法的流程图；

[0030] 图2是本发明实施例中一种改建储气库井网分布示意图；

[0031] 图3是本发明实施例中一种改建储气库的方法中小层测试的流程图；

[0032] 图4是本发明实施例中一种注采气井内注采气管柱的结构示意图；

[0033] 图5是本发明实施例中一种观察井内分层排水管柱的结构示意图。

具体实施方式

[0034] 下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

[0035] 本发明的目的是提供一种改建储气库的方法及分层注采系统，能够有效降低油气藏内剩余水含量，增加储气库的库容。

[0036] 请参阅图1，为本发明实施例中一种改建储气库的方法的流程图。本发明所述改建储气库的方法包括：

[0037] S1：获取油气藏地层参数；

[0038] S2：在所述油气藏上分别设置注采气井和观察井；

[0039] S3：在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔；

[0040] S4：在所述注采气井中下入注采气管柱，进行注气；

[0041] S5：在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；

[0042] S6：根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。

[0043] 由于地层发育往往是不均匀的，废弃的油气藏纵向储层上渗透率、孔隙度等参数差异较大，通常废弃的油气藏纵向储层上存在含水层，因此在改造之前，需要对获取所改造的废弃油气藏的地层参数。所述地层参数包括油气藏的埋深、厚度、孔隙度、渗透率、温度、压力系统、油藏类型等。

[0044] 请参阅图2，为本发明实施例中一种改建储气库井网分布示意图。所述注采气井1设置在油气藏的中部，所述观察井2设置在油气藏的边部，位于所述注采气井1周围。所述注采气井1的个数通常为多个。所述注采气井1为水平井，其沿着重力方向，根据所述油气藏地层参数间隔分布。例如根据油藏的埋深和厚度等参数，将注采气井1的水平段分布在预定的深度。

[0045] 所述注采气井1采用水平井相对现有的直井来说，更适用于油气藏本身为边底水油藏、高含水油藏等含水型油藏。以边底水油藏为例，利用直井进行开发时，初期产量较高，但是由于水锥现象比较严重，而且后期含水上升快，边底水油藏边底水活跃，地层能力多，压降小，从而导致油藏的采收率大大降低。而当利用水平井进行开发时，由于水平井通过扩大油层泄油面积来提高油井产量，可以大幅度提高单井产量，实现少井高产并可提高油藏最终采收率，增加可采储量。特别的，应用水平井技术开采边底水油藏的过程中，其可以有效控制边底水，以达到高效开采这类油藏的目的。

[0046] 所述分层排水管柱的射孔段位于满足预定渗透率和孔隙度的小层上，使得所述分层排水管柱的射孔能与满足预定渗透率和孔隙度的小层相连通。

[0047] 通过已知的油藏地层参数，确定分层排水管柱射孔的具体位置。具体的，由于油藏本身不可能完全发育，各油层之间可能存在不连通的隔夹层，可按照隔夹层分段进行射孔。

[0048] 所述观察井2与其内部的分层排水管柱之间通过设置封隔器将所述射孔段封隔。相应地，在所述分层排水管柱上与所述射孔段对应的位置，设置有可将所述分层排水管柱与所述观察井的油套环空相连通的开关。所述开关通常为连接于油管上的滑套。所述滑套可实现反复开启和关闭油套环空。

[0049] 在所述观察井2中进行小层测试，获取小层测试结果。具体的，请参阅图3，本发明实施例中一种改建储气库的方法中小层测试的流程图。所述小层测试方法包括：

[0050] S51：分段开启所述射孔段，使所述分层排水管柱与预定小层相连通；

[0051] S52：获取所述分层排水管柱内分层流入的样品；

[0052] S53：根据所述样品的性质，获取小层测试结果，以确定关闭或开启对应的小层。

[0053] 若所述样品主要为水时，使所述分层排水管柱与所述预定小层保持连通状态，以利于将油藏中的水从所述观察井中排出，以利于有效扩大储气库的库容。当所述样品主要为气时，关闭滑套，使所述分层排水管柱与预定小层相封隔，从而使节约从注采气井注入的天然气，提高其利用率。

[0054] 本发明还对应的提出一种用于所述的改建储气库的方法的分层注采系统，其包括用于注气、采气的注采气管柱和用于观测、排水的分层排水管柱。

[0055] 请参阅图4，为本发明实施例中一种注采气井内注采气管柱的结构示意图。所述注采气管柱是保证为储气库进行正常注气、采气而设计的井下管柱。

[0056] 所述注采气管柱设置在注采气井1内其包括直井段10和水平段101，所述直井段10内设置有第一套管1A，设置在所述第一套管1A内的第一油管1B，以及依次设置在所述第一油管1B上的流动短接11、井下安全阀12、滑套13、封隔器14、堵塞器坐落短接15、测试坐落短接17，所述堵塞器坐落短接15与所述测试坐落短接17之间的第一油管1B上设置有多个通孔16。

[0057] 所述流动短接11具体可为变直径接头。其可设置在所述井下安全阀12的两端，分别的一端与油管连接，另一端与所述井下安全阀12连接。与所述井下安全阀12连接的一端相对所述与第一油管1B连接的一端内径小，其能够防止所述井下安全阀12在缩径作用下被冲蚀，从而能够保护所述井下安全阀12，延长其使用寿命。

[0058] 所述井下安全阀12，为由液控管线120控制的一种自动井下关井装置，其能够在气井采气出现异常压力需要关井时实现自动关井。

[0059] 所述滑套13，用于打开第一套管1A与所述第一油管1B形成的油套环空，以便于在所述油套环空内进行下入的工具；或在所述油套环空内循环替入套管保护液；或在后期需要更换上部管柱进行压井循环作业。所述滑套13可为循环滑套，可反复开启或关闭所述油套环空。

[0060] 所述封隔器14，为避免封隔器14之上油套环空承受高压的井下工具。具体的，所述封隔器14为可取封隔器。

[0061] 所述堵塞器坐落短接15，为辅助封隔器14进行打压坐封时的一个井下工具。具体的，其为具有内台阶面的井下工具，所述台阶面用于和堵塞器相匹配。打压坐封时，将堵塞器投至所述堵塞器坐落短接15上，以封闭油管进行打压作业。

[0062] 所述测试坐落短接17，用于在井下安置测试工具。具体的，其为具有内台阶面的井下工具，所述台阶面用于和测试工具相匹配。

[0063] 在进行生产测试时，需要在所述测试坐落短接17上长期投入井下压力测试工具，为了不影响正常生产，在所述堵塞器坐落短接15与所述测试坐落短接17之间的第一油管1B上设置有多个通孔16，作为备用生产通道。

[0064] 所述第一油管1B靠近水平段101的下端设置有喇叭口18。所述喇叭口18，沿着重力方向直径逐渐变大，当通过所述第一油管1B向下注气时，其与下部的水具有较大的接触面积，从而有利于更好地将水沿着水平段101向观察井2推进。

[0065] 请参阅图5，为本发明实施例中一种观察井内分层排水管柱的结构示意图。所述观察井2布置于储气库边界，在所述观察井2内设置分层排水管柱，不仅能够用于监测压力并进行后期排水扩容，同时还具有注采气井的部分功能。

[0066] 所述分层排水管柱设置在观察井2内，其包括第二套管2A，设置在所述第二套管2A内的第二油管2B，以及依次设置在所述第二油管2B上的流动短接11、井下安全阀12、至少一个滑套13、至少一个封隔器14、堵塞器坐落短接15、测试坐落短接17，所述第二套管2A上设置有射孔段，所述射孔段的位置与预定小层相连通。

[0067] 所述第二油管2B上的流动短接11、井下安全阀12、滑套13、封隔器14、堵塞器坐落短接15、测试坐落短接17其结构和作用与所述第一油管1B上的相同。

[0068] 所述压力计托筒19能在后期测试、生产时用于监测后期测试、生产时井筒内压力和温度。

[0069] 一般的，所述油气藏分两层以上，所述分层排水管柱上的封隔器、滑套的数量与油气藏层数一致。如图5所述，当所述油气藏分两层，即所述预定小层3包括：第一油气层31和第二油气层32。相应地，所述滑套13包括第一滑套131和第二滑套132；所述封隔器14包括：上下布置的第一封隔器141和第二封隔器142。相邻两个所述封隔器14之间的第二油管2B上设置有所述第二滑套132，通过打开所述第二滑套132，能使所述分层排水管柱与预定小层3相连通。

[0070] 进行扩容时，在所述注采气井1中进行注气；在所述观察井2中进行小层测试，获取小层测试结果，根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。具体的，先使所述第二油气层32在所述分层排水管柱保持连通，并对所述对流入所述分层排水管柱内的物质进行取样分析。若所取得的样品为水，则保持所述第二油气层32与所述分层排水管柱保持连通；若所取得的样品主要为气体，可通过投入堵塞器关闭下层，使所述第二油气层32与所述分层排水管柱之间不连通。

[0071] 若所述第二油气层32内产出为水，则在所述分层排水管柱内投入堵塞器，使其坐落在所述堵塞器坐落短接15上，以使所述分层排水管柱不与所述第二油气层32相连通。

[0072] 打开所述第二滑套132使所述分层排水管柱与第一油气层31相连通，获取所述分层排水管柱内分层流入的样品；并对所述对流入所述分层排水管柱内的样品进行取样分析，若所取得的样品为水，则保持所述第一油气层31与所述分层排水管柱保持连通；若所取得的样品主要为气体，则关闭所述第二滑套132，使所述第以油气层32与所述分层排水管柱之间不连通。

[0073] 本发明提供一种改建储气库的方法及分层注采系统，所述改建储气库的方法通过结合油气藏地层参数，在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；并在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。所述方法能够针对性地降低油藏内剩余水含量，有效增加储气库的库容，且通过小层测试，能提高注采气井内注入的天然气的利用率，从而在有限油藏储层空间内实现最大限度降低建库成本的目的，特别适用于边底水油藏、高含水油藏等含水层油藏。

[0074] 以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。