SAGD成對水平井原理

SAGD成對水平井原理羅維2012年7月一、SAGD成對水平井技術概況二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術四、新疆SAGD技術應用情況及發(fā)展規(guī)劃展三、磁定位原理SAGD(Steam

AssistedGravity

Drainage)——蒸汽輔助重力泄油上部水平井（I井）注入高干度蒸汽，釋放汽化潛熱加熱原油，被加熱的原油和蒸汽冷凝水一起在重力作用下流入下部水平生產井（P井）中并被采出。SAGD生產機理示意圖SAGD開采機理一、SAGD成對水平井技術概況機理：精確控制兩口水平井的水平段，既要獲得固定的空間距離，又要整體控制在儲層砂體內延伸。對井眼軌道的精確測量和層間位置的準確計算提出了很高的要求！二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術關鍵技術(±0.5m±1.5m)二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術SAGD成對水平井對井眼軌道的精確測量和層間位置的準確計算提出了很高的要求，磁定位測量技術就是解決這一需求的核心。目前世界上有兩種類型的磁定位系統(tǒng)應用比較廣泛，MGT和RMRS。RMRS（RotatingMagnetRangingSystem）

:旋轉磁性導向系統(tǒng)，采用磁性短節(jié)與有線接收工具精確控制SAGD雙水平井軌跡。MGT（MagneticGuidanceTool）:磁導向鉆井技術，通過接收磁源信號能精確的測量相對方位和距離。有效測量范圍為25m有效測量距離為80m

SAGD成對水平井—磁定位導向技術MGT和RMRS測量距離MGTTMRMRSTM5-10m

2%ofseparation(0.1–0.2m)5%ofseparation(0.25–0.5m)10-25m5%(0.5–1.25m)5%(0.5-1.25m)25-50+mOutofRange5%(1.25–2.50m)二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術距離哈里伯頓MGT系統(tǒng)研制MGT系統(tǒng)510m2%的誤差(0.10.2m)2%的誤差(0.10.2m)1025m5%的誤差(0.51.25m)5%誤差(0.51.25m)2550+m超出測量范圍超出測量范圍2009年，在充分調研的基礎上，我院開始磁定位系統(tǒng)的立項研究；2011年，成功研制出擁有完全自主知識產權的MGT磁定位系統(tǒng)和RMRS磁定位系統(tǒng)，在進行多次測試和完善后，各項指標均達到設計要求，為國內首家成功研制出MGT和RMRS磁定位系統(tǒng)的單位。二、SAGD成對水平井鉆井關鍵技術三、磁定位原理XZ-RTCDW型磁定位系統(tǒng)構成USB-RS485①稀土磁源②探測器③電纜④接收電路⑥計算模型及信號處理軟件⑤計算機測量原理XYZXYZ測量電路三軸加速度傳感器三軸磁通門傳感器三、磁定位原理測量原理XZ-RTCDW型磁定位系統(tǒng)電路原理圖XYZXYZ激勵電路激勵電路激勵電路驅動電路驅動電路驅動電路輸出電路輸出電路輸出電路輸出電路輸出電路輸出電路24位模數轉換12位模數轉換DSP數字信號處理器RS485單總線井下部分單總線地面部分RS485USB單芯電纜三軸磁通門傳感器三軸加速度傳感器四芯電纜三、磁定位原理測量原理開關乘法器與濾波整形放大共模抑制放大信號輸出激勵信號發(fā)生器二分頻電源磁通門傳感器驅動電路磁通門傳感器隔離變壓器三、磁定位原理測量原理

磁通門傳感器組在測量磁場時，地磁場與螺線管磁源產生的磁場是疊加在一起的。為了把它們分離開，可以在螺線管短節(jié)中通入低頻交變電流或交替通入方向相反、大小相等的直流電。這樣在螺線管短節(jié)周圍將產生場強相等、方向交替變化的磁場，同時地磁場的方向、大小不會改變。因此，磁通門傳感器組在相鄰時刻測得的磁場強度和的一半就是地磁場強度；相鄰磁場強度差的一半就是螺線管短節(jié)產生磁場的強度。Ae=(3+1)/2=2123As=(3-1)/2=1Att1t2(1)地磁信號與磁源信號的分離三、磁定位原理測量原理①公式法：(2)兩井分離距的計算②測量法：R磁源線圈qrz傳感器組件r'當兩口井水平段近似平行時，因此當螺線管短節(jié)經過傳感器組時，磁感應強度Br分量的幅值會經過一個最小值，兩個最大值；且Br幅值達到兩個最大值時，Z的變化量即為兩口水平井水平段的間距。BzBr-R/20R/2Z0③綜合法：三、磁定位原理測量原理(2)兩井分離距的計算SeparationDistance

分離距離RMRSTMSensor

傳感器(3)兩井偏離角計算為控制正鉆井位于已鉆井的正上方，需精確探測γ角。傳感器組包含三軸磁通門傳感器和三軸加速度傳感器，可計算出角γ。式中：ＢＳＭX為螺線管短節(jié)產生磁場的Ｘ軸分量，Ｔ；ＢＳＭY為螺線管短節(jié)產生磁場的Ｙ軸分量，Ｔ。測量原理三、磁定位原理當兩口水平井水平段不平行時，兩井水平段的空間位置關系分解為兩口井會聚／發(fā)散和兩口井異面兩種情況：(4)兩井聚散角、異面角的計算α表征兩口井的會聚／發(fā)散程度，稱為兩口井的聚散角；已鉆井眼β表征兩口井的異面程度，稱為兩口井的異面角。三、磁定位原理測量原理三、磁定位原理雙水平井測距導向計算的主要步驟(1)提取已鉆井與正鉆井的井況信息基于探管接收的磁短節(jié)信號確定雙水平井水平段相對位置的計算主要步驟為:項目P井I井１井眼軌跡測量信息２井口坐標３轉盤高度28４地面海拔500501５井身結構三、磁定位原理雙水平井測距導向計算的主要步驟(2)處理提取的已鉆井與正鉆井的井況信息：N(0E,0N)I井P井(5E,8N)E

在探管和磁源的實際垂直深度、北坐標、東坐標數據上加上或減去上述偏移量。

以Ｉ井井口位置為參考建立全局坐標系，然后計算Ｐ井的井口坐標。①確定井口坐標②確定鉆盤高度

根據已鉆井與正鉆井的鉆盤平面高度和地面海拔高度，計算正鉆井鉆盤平面高度比已鉆井鉆盤平面高度高多少或低多少。③確定軌跡參考是相對于鉆盤平面高度還是地面海拔高度。④計算軌跡偏移根據井口坐標計算P井口相對I井井口的偏移。⑤偏移修正三、磁定位原理雙水平井測距導向計算的主要步驟(3)采集磁源產生的磁信號。為了保證雙水平井水平段相對位置計算的精度，需將探管下入到已鉆井合適位置，而且在測量期間磁短節(jié)移動的距離也不能太小或太大。根據估計的雙水平井水平段的間距D，用吊車、電纜車以及泵車或者修井鉆機將探管下入到已鉆井合適位置，探管到鉆頭的軸向距離約為D。鉆頭繼續(xù)鉆進約2D的距離，記錄下在這段距離內探管接收到的磁信號。ＤＤＤ三、磁定位原理雙水平井測距導向計算的主要步驟(4)對已鉆井與正鉆井進行測斜計算，并繪出已鉆井與正鉆井的井眼軌跡剖面圖，確定雙水平井水平段相對方位的范圍。(5)利用上述處理后的井況信息、磁信號及測斜計算結果，由前面介紹的測距導向計算方法計算探管與磁短節(jié)的相對位置，進而確定已鉆井與正鉆井水平段的相對位置。三、磁定位原理雙水平井測距導向計算的主要步驟FHW101I測斜數據MD

(m)Inc

(°)Azi(azimuth)

(°)TVD

(m)V.Sec

(m)N/S

(m)E/W

(m)DLeg

(°/30m)ClosureDistance

(m)ClosureAzimuth

(°)32.001.65292.0432.000.080.37-0.254.5070.45325.6733.551.80286.2033.540.110.39-0.304.5070.49322.3942.953.90257.3042.930.530.36-0.757.9190.83295.3849.316.10263.0049.271.070.27-1.3010.6261.32281.6552.316.80259.0052.251.390.21-1.638.3141.64277.4861.658.60258.0061.512.61-0.04-2.865.7972.86269.26FHW101P測斜數據MD

(m)Inc

(°)Azi

(°)TVD

(m)V.Sec

(m)N/S

(m)E/W

(m)DLeg

(°/30m)ClosureDistance

(m)ClosureAzimuth

(°)33.821253.133.820.098.7518.023.1810.09235.2043.233.4238.843.220.458.5817.717.790.45240.6451.586.7238.551.541.188.217.0811.8571.19239.386210.1254.661.852.697.6415.6811.8122.69244.3071.5313.3255.171.184.597.1313.8110.0784.6248.7380.9314.3256.580.316.796.5811.643.3656.83251.0590.216.3255.389.259.25.989.276.5539.27252.32四、新疆SAGD技術應用情況重32井區(qū)：SAGD井組4對，2009年1月開始循環(huán)預熱，2009年5月后轉入SAGD生產。

50℃原油粘度2.2-5.2萬厘泊。

重37井區(qū)：雙SAGD水平井7對、單SAGD水平井1口，2009年12月開始循環(huán)預熱，2010年3月后轉入SAGD生產。

50℃原油粘度3.2-6.8萬厘泊。重32SAGD試驗區(qū)重37SAGD試驗區(qū)A=0.2km2N=132×104tA=0.5km2N=279×104t截至2012年5月20日，整個試驗區(qū)累積產油18.3×104t，目前日產油292t，日產油290t以上已持續(xù)40天。

SAGD試驗應用情況類型生產層位井數平均生產時間（d）50℃粘度（mPa.s）累積產油（t）平均日產油（t）油汽比生產時率（d/年）普通水平井J3q22-1+J3q22-21267423000-3000036405.40.21247SAGD井組平均J3q22-1+J3q22-24對67424000-610001252419.00.23308FHW103井組J3q22-1+J3q22-21對67428000-610001460022.00.25346與普通水平井相比，SAGD相同時間的累積產油和日產油是普通水平井的3.4倍，穩(wěn)產時間長，生產時率高，油汽比相當。FHW103井組日產油SAGD井組平均日產油普通水平井平均日產油SAGD方式比常規(guī)水平井優(yōu)勢明顯四、新疆SAGD技術應用情況11對SAGD水平井鉆井基本情況四、新疆SAGD技術應用情況分年產能建設構成圖新疆油田統(tǒng)一部署規(guī)劃目標，確定風城油田超稠油全生命周期