SAGD成對水平井原理羅維2012年7月一、SAGD成對水平井技術(shù)概況二、SAGD成對水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)四、新疆SAGD技術(shù)應(yīng)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(chǎn)井（P井）中并被采出。SAGD生產(chǎn)機(jī)理示意圖SAGD開采機(jī)理一、SAGD成對水平井技術(shù)概況機(jī)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(nèi)延伸。對井眼軌道的精確測量和層間位置的準(zhǔn)確計(jì)算提出了很高的要求！二、SAGD成對水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)(±0.5m±1.5m)二、SAGD成對水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)二、SAGD成對水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)SAGD成對水平井對井眼軌道的精確測量和層間位置的準(zhǔn)確計(jì)算提出了很高的要求，磁定位測量技術(shù)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(yīng)用比較廣泛，MGT和RMRS。RMRS（RotatingMagnetRangingSystem）

:旋轉(zhuǎn)磁性導(dǎo)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(dǎo)向鉆井技術(shù)，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(dǎo)向技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)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(diào)研的基礎(chǔ)上，我院開始磁定位系統(tǒng)的立項(xiàng)研究；2011年，成功研制出擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的MGT磁定位系統(tǒng)和RMRS磁定位系統(tǒng)，在進(jìn)行多次測試和完善后，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為國內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)三、磁定位原理XZ-RTCDW型磁定位系統(tǒng)構(gòu)成USB-RS485①稀土磁源②探測器③電纜④接收電路⑥計(jì)算模型及信號處理軟件⑤計(jì)算機(jī)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(qū)動電路驅(qū)動電路驅(qū)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(shù)轉(zhuǎn)換12位模數(shù)轉(zhuǎn)換DSP數(shù)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(guān)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(qū)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(chǎn)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(chǎn)生場強(qiáng)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(qiáng)度和的一半就是地磁場強(qiáng)度；相鄰磁場強(qiáng)度差的一半就是螺線管短節(jié)產(chǎn)生磁場的強(qiáng)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(jì)算②測量法：R磁源線圈qrz傳感器組件r'當(dāng)兩口井水平段近似平行時，因此當(dāng)螺線管短節(jié)經(jīng)過傳感器組時，磁感應(yīng)強(qiáng)度Br分量的幅值會經(jīng)過一個最小值，兩個最大值；且Br幅值達(dá)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(jì)算SeparationDistance

分離距離RMRSTMSensor

傳感器(3)兩井偏離角計(jì)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(jì)算出角γ。式中：ＢＳＭX為螺線管短節(jié)產(chǎn)生磁場的Ｘ軸分量，Ｔ；ＢＳＭY為螺線管短節(jié)產(chǎn)生磁場的Ｙ軸分量，Ｔ。測量原理三、磁定位原理當(dāng)兩口水平井水平段不平行時，兩井水平段的空間位置關(guān)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(jì)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(dǎo)向計(jì)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(jì)算主要步驟為:項(xiàng)目P井I井１井眼軌跡測量信息２井口坐標(biāo)３轉(zhuǎn)盤高度28４地面海拔500501５井身結(jié)構(gòu)三、磁定位原理雙水平井測距導(dǎo)向計(jì)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(shí)際垂直深度、北坐標(biāo)、東坐標(biāo)數(shù)據(jù)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(biāo)系，然后計(jì)算Ｐ井的井口坐標(biāo)。①確定井口坐標(biāo)②確定鉆盤高度

根據(jù)已鉆井與正鉆井的鉆盤平面高度和地面海拔高度，計(jì)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(jì)算軌跡偏移根據(jù)井口坐標(biāo)計(jì)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(dǎo)向計(jì)算的主要步驟(3)采集磁源產(chǎn)生的磁信號。為了保證雙水平井水平段相對位置計(jì)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(jù)估計(jì)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(jī)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(jìn)約2D的距離，記錄下在這段距離內(nèi)探管接收到的磁信號。ＤＤＤ三、磁定位原理雙水平井測距導(dǎo)向計(jì)算的主要步驟(4)對已鉆井與正鉆井進(jìn)行測斜計(jì)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(jì)算結(jié)果，由前面介紹的測距導(dǎo)向計(jì)算方法計(jì)算探管與磁短節(jié)的相對位置，進(jìn)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(dǎo)向計(jì)算的主要步驟FHW101I測斜數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)應(yīng)用情況重32井區(qū)：SAGD井組4對，2009年1月開始循環(huán)預(yù)熱，2009年5月后轉(zhuǎn)入SAGD生產(chǎn)。

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(yù)熱，2010年3月后轉(zhuǎn)入SAGD生產(chǎn)。

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

SAGD試驗(yàn)應(yīng)用情況類型生產(chǎn)層位井?dāng)?shù)平均生產(chǎn)時間（d）50℃粘度（mPa.s）累積產(chǎn)油（t）平均日產(chǎn)油（t）油汽比生產(chǎn)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(chǎn)油和日產(chǎn)油是普通水平井的3.4倍，穩(wěn)產(chǎn)時間長，生產(chǎn)時率高，油汽比相當(dāng)。FHW103井組日產(chǎn)油SAGD井組平均日產(chǎn)油普通水平井平均日產(chǎn)油SAGD方式比常規(guī)水平井優(yōu)勢明顯四、新疆SAGD技術(shù)應(yīng)用情況11對SAGD水平井鉆井基本情況四、新疆SAGD技術(shù)應(yīng)用情況分年產(chǎn)能建設(shè)構(gòu)成圖新疆油田統(tǒng)一部署規(guī)劃目標(biāo)，確定風(fēng)城油田超稠油全生命周期