一种油井伴热生产判断方法
阅读说明：本技术 一种油井伴热生产判断方法 (Oil well heat tracing production judgment method ) 是由 蔡龙浩 李学良 张朝生 李延年 李博 李昕宇 解峰 张挺 张俊 何平 程维华 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种油井伴热生产判断方法,包括以下步骤：步骤1、在间隔第一设定温度和第一设定时间的条件下,测量油井的井口产出的原油样品的粘度；步骤2、制作该原油样品的温度与粘度关系曲线；步骤3、找到该温度与粘度关系曲线的拐点对应的温度,该温度为动态凝固点；步骤4、判断该油井是否需要伴热生产。该油井伴热生产判断方法能够确定原油在井筒流动过程中,不同产液量、含水率条件下的动态凝固点,利用动态凝固点与井口温度的关系,确定油井是否需要伴热生产。(The invention discloses a method for judging heat tracing production of an oil well, which comprises the following steps: step 1, measuring the viscosity of a crude oil sample produced by a wellhead of an oil well under the condition of a first set temperature and a first set time interval; step 2, making a relation curve of the temperature and the viscosity of the crude oil sample; step 3, finding out the temperature corresponding to the inflection point of the temperature and viscosity relation curve, wherein the temperature is a dynamic solidification point; and 4, judging whether the oil well needs heat tracing production. The oil well heat tracing production judging method can determine the dynamic solidification points of crude oil under different liquid production amounts and water content conditions in the flowing process of a shaft, and determine whether the oil well needs heat tracing production or not by utilizing the relation between the dynamic solidification points and the temperature of a well head.)
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体是一种油井伴热生产判断方法。
背景技术
目前我国某些油田已有多口热采井因电缆损坏未下入伴热措施，但仍可以正常生产，分析原因为部分井已进入高含水阶段，含水率已超过95％，这类井在井筒流动的过程中油水混合液以水包油的形式流动，粘度较低无需伴热生产；部分热采井由于产量较大，在井筒流动的过程中与地层换热不充分，原油自身依然保持较高的温度，粘度较低同样无需伴热生产。目前常用的凝固点测试方法无法模拟不同产液量、含水率条件下原油在井筒流动过程中粘度的变化，因此无法判断油井是否需要伴热生产。
发明内容
为了确定油井是否需要伴热生产，本发明提供了一种油井伴热生产判断方法，该油井伴热生产判断方法能够确定原油在井筒流动过程中，不同产液量、含水率条件下的动态凝固点，利用动态凝固点与井口温度的关系，确定油井是否需要伴热生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种油井伴热生产判断方法，包括以下步骤：
步骤1、在间隔第一设定温度和第一设定时间的条件下，测量油井的井口产出的原油样品的粘度；
步骤2、制作该原油样品的温度与粘度关系曲线；
步骤3、找到该温度与粘度关系曲线的拐点对应的温度，该温度为动态凝固点；
步骤4、判断该油井是否需要伴热生产。
在步骤1中，所述第一设定温度为1℃。
在步骤1中，所示第一设定时间的计算公式为：
t为第一设定时间，单位为min；
E为地温梯度，单位为℃/100m；
Q为油井的原油产量，单位为m3/d；
d为油管的内径，单位为mm。
在步骤1中，所述原油样品为含水原油。
所述步骤1含有以下步骤：
步骤1.1、使所述原油样品加热至第一目标温度；
步骤1.2、测量该原油样品的粘度值；
步骤1.3、使所述原油样品降低所述第一设定温度并间隔所述第一设定时间；
步骤1.4、测量该原油样品的粘度值；
步骤1.5、多次重复步骤1.3至步骤1.4，直至所述原油样品达到第二目标温度。
在步骤4中，当所述油井井口的温度高于所述动态凝固点时，该油井无需伴热生产；当所述油井井口的温度低于所述动态凝固点时，该油井需要伴热生产。
当该油井需要伴热生产时，所述油井伴热生产判断方法还包括以下步骤：
步骤5、确定该油井的伴热生产界限深度。
在步骤5中，确定该油井的井下温度场，所述井下温度场中与该动态凝固点相同温度对应的深度为该油井的伴热生产界限深度，该油井的伴热生产界限深度至所述井口需要伴热生产；该油井的伴热生产界限深度以下不需要伴热生产。
本发明的有益效果是：该油井伴热生产判断方法能够确定原油在井筒流动过程中，不同产液量、含水率条件下的动态凝固点，利用动态凝固点与井口温度的关系，确定油井是否需要伴热生产。当所述油井井口的温度高于所述动态凝固点时，该油井无需伴热生产；当所述油井井口的温度低于所述动态凝固点时，该油井需要伴热生产。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是油井伴热生产判断方法的流程图。
图2是水浴锅的示意图。
图3是烧杯的示意图。
图4是原油样品的温度与粘度关系曲线。
图5是油井的井下温度场。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种油井伴热生产判断方法，包括以下步骤：
步骤1、在间隔第一设定温度和第一设定时间的条件下，测量油井的井口产出的原油样品的粘度；
步骤2、制作该原油样品的温度与粘度关系曲线；
步骤3、找到该温度与粘度关系曲线的拐点对应的温度，该温度为动态凝固点；
步骤4、判断该油井是否需要伴热生产，如图1所示。
在步骤1中，所述第一设定温度为1℃，即在该原油样品每升高或降低1℃就测量一次粘度。在步骤1中，所述原油样品为含水原油，即所述原油样品为所述油井的井口直接采集且不做任何处理的原油样品(即未脱水原油样品)，该原油样品含有原油和水。在步骤1中，测量该原油样品的粘度在室内进行。
在步骤1中，所示第一设定时间的计算公式为：
t为第一设定时间，单位为min；此时，t即为该原油样品每升高或降低1℃间隔(也可以称为等待)的时间；
E为地温梯度，单位为℃/100m；该地温梯度可以通过实际测量获得，该地温梯度一般为3℃/100m，本实施例中下述计算均采用3℃/100m。
Q为油井的原油产量，单位为m3/d，可以通过在该油井的井口收集获得；
d为油管的内径，单位为m，可以通过直接测量获得。
原油静凝固点测试采用的是脱水后原油测试固定时间间隔。不同于原油静凝固点，本发明所述动态凝固点的测试考虑产量对含水原油温度的影响，测试结果反映油井正常生产时井筒内原油的流动性。测试方法：根据产液量计算不同尺寸油管内的流速，依据地温梯度计算出温度每下降1℃对应的原油在井筒中流动的距离，进而得出不同流速经过该井筒距离所需要的时间。通过室内实验测试该时间间隔下的原油粘温关系曲线确定油样在该产液量、含水率下的动态凝固点。
下面以所述油井中的油管的内径88.9mm或73mm为例，介绍该原油样品每升高或降低1℃间隔的测试时间，如表1所示。
表1
其中，例如油井的原油产量为10m3/d、油管内径为88.9mm，则该原油样品每升高或降低1℃且间隔21.7min测量一次粘度。例如油井的原油产量为20m3/d、油管内径为88.9mm，则该原油样品每升高或降低1℃且间隔10.8min测量一次粘度。例如油井的原油产量为15m3/d、油管内径为73mm，则该原油样品每升高或降低1℃且间隔9.6min测量一次粘度。
所述步骤1含有以下步骤：
步骤1.1、使所述原油样品加热至第一目标温度(如60℃-70℃)；
步骤1.2、测量该原油样品的粘度值；
步骤1.3、使所述原油样品降低所述第一设定温度(如1℃)并间隔所述第一设定时间；
步骤1.4、测量该原油样品的粘度值；
步骤1.5、多次重复步骤1.3至步骤1.4，直至所述原油样品达到第二目标温度(如20℃-30℃)。
在此过程中，记录每个测量原油样品的粘度值和对应的温度值。下面以油井的原油产量为10m3/d、油管内径为88.9mm为例详细说明，其中原油粘度值的测量方法可以参考SY/T 0520-2008《原油粘度测定旋转粘度计平衡法》,原油粘度值采用美国博勒飞公司的DV3T流变仪测量，该流变仪含有水浴锅、旋转粘度计、度探头和转子。
具体操作过程如下：
步骤1.1、启动水浴锅，将温度升至60℃，将该原油样品倒入烧杯中，将该烧杯2置于水浴锅中，从而使所述原油样品加热至60℃；
步骤1.2、启动旋转粘度计，将仪器调零归位，安装温度探头、转子并置于该烧杯的该原油样品中，将转子转速调到设定值，待仪器显示待测油样粘度稳定不变后进行实验记录，即测量出此时该原油样品的粘度值，为N1；
步骤1.3、将水浴锅的温度降低1℃，等待21.7min；
步骤1.4、记录该仪器显示的该原油样品的粘度值，即测量出此时该原油样品的粘度值，为N2；
步骤1.5、多次重复步骤1.3至步骤1.4，直至水浴锅(和所述原油样品)的温度达到20℃，如图2和图3所示。
实验结束，关闭电源，清洗整理仪器。在上述的测量过程中共得到31组对应的粘度值和温度值。然后按照步骤2所述，将31组对应的粘度值和温度值制作成该原油样品的温度与粘度关系曲线，如图4所示。
步骤3、找到该温度与粘度关系曲线的拐点对应的温度，该温度为动态凝固点。找到该温度与粘度关系曲线的拐点可以采用现有的数学方法。例如，如图4所示，该温度与粘度关系曲线的拐点对应的温度为45℃。该温度为所述油井中未脱水原油的动态凝固点(45℃)。
在步骤4中，当所述油井井口的温度高于所述动态凝固点时，该油井无需伴热生产；当所述油井井口的温度低于所述动态凝固点时，该油井需要伴热生产。所述油井井口的温度可以通过实际测量获得。例如，通过实际测量获得所述油井井口的温度为50℃，该油井无需伴热生产；或者，通过实际测量获得所述油井井口的温度为30℃，该油井需要伴热生产。
当该油井需要伴热生产时，所述油井伴热生产判断方法还包括以下步骤：步骤5、确定该油井的伴热生产界限深度。也就是确定该油井的整个井深范围内是否全部需要伴热生产，或仅一定深度范围内需要伴热生产，以及具体哪一深度范围内需要伴热生产。
具体的，在步骤5中，首先确定该油井的井下温度场，该井下温度场为井下深度与温度的关系曲线，通常井下温度的温度随着井深的增加而温度逐渐增大，该井下温度场可以通过实际测量或采样后软件模拟获得。所述井下温度场中与该动态凝固点相同温度对应的深度为该油井的伴热生产界限深度，该油井的伴热生产界限深度至所述井口需要伴热生产；该油井的伴热生产界限深度以下不需要伴热生产。
例如，所述油井的总深度为2500米，该油井的井口的温度为16℃，距离的井口1100米处的温度为45℃，与上述油井中原油的动态凝固点45℃相同，则1100米为该油井的伴热生产界限深度，井口至井下1100米的范围内需要伴热生产，如图5所示。如果，距离的井口1500米处的温度为45℃，与上述油井中原油的动态凝固点45℃相同，则1500米为该油井的伴热生产界限深度，井口至井下1500米的范围内需要伴热生产，图5中水平虚线以上的深度为需要伴热生产的深度。
该油井伴热生产判断方法可以在室内的实验室进行，能够确定原油在井筒流动过程中，不同产液量、含水率条件下的动态凝固点，利用动态凝固点与井口温度的关系，确定油井是否需要伴热生产。当所述油井井口的温度高于所述动态凝固点时，该油井无需伴热生产；当所述油井井口的温度低于所述动态凝固点时，该油井需要伴热生产。利用动态凝固点可以实现判定油井伴热界限、优化伴热参数，以降低伴热成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
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