稠油水平井火驱采油装置及稠油水平井火驱采油方法与流程

1.本发明涉及石油稠油水平井开发设备技术领域，具体而言，涉及一种稠油水平井火驱采油装置及稠油水平井火驱采油方法。


背景技术：

2.火烧油层是一种用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。水平井火驱结合了火驱及水平井重力泄油的优点，具有驱替距离短、适用条件广、热效率高等优点，该项技术具有广阔的应用前景。
3.在试验现场生产管柱采用常规采油的生产管柱，它主要由油管和抽油泵组成，仅仅具有调节产液速度、防砂功能。由于在水平井火驱过程中，当火线推进至水平井段上方时，水平井段温度将逐步升高至100℃以上，甚至高于300℃以上，因此除了要求提高管柱的耐温性能外，还需要增加调控措施保证水平井段温度低于200℃；在火驱过程中，注采井间的压差变化大，对生产管柱的防砂性能要求更大；火驱过程中产生的硫化物、co2等气体对生产管柱腐蚀严重，管柱的防腐性能要求更高。除此之外，水平井火驱还需要通过生产管柱对火线前缘的位置检测，燃烧状态的分析以及产量的计算和燃烧状态的调控。因此采用常规的热采生产管柱无法满足水平井火驱生产要求。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种稠油水平井火驱采油装置及稠油水平井火驱采油方法，以解决现有技术中的热采生产管柱无法满足水平井火驱生产要求的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种稠油水平井火驱采油装置，包括安装在生产井中的可移动油管及注气管柱，稠油水平井火驱采油装置还包括：测试管柱，测试管柱安装在生产井中，用于测量生产井的水平井段的温度；防砂筛管，防砂筛管安装在水平井段中，并套设于可移动油管、注气管柱及测试管柱。
6.根据本发明的另一个方面，提供了一种稠油水平井火驱采油方法，包括：步骤一：在防砂筛管外周填充砾石，利用砾石与地层砂形成的砾石区进行防砂完井；步骤二：在测试管柱中布置测温装置，并将测试管柱及测温装置下至水平井段，在地面采集测温装置的温度信息；步骤三：将可移动油管下至水平井段，可移动油管用于进行采油采气操作；步骤四；将注气管柱下至水平井段；步骤五：从直井注空气，加热直井内的点火器至500℃以上，使得油层燃烧；步骤六：向注气管柱注入蒸汽或者热水，保持可移动油管的气液比，及水平井段压力；步骤七：通过测试管柱检测水平井段温度，当水平井段温度升高至200℃以上，向外抽动可移动油管。
7.进一步地，步骤二中，测温装置采用热电偶测温设备，热电偶耐温600℃。
8.进一步地，测温装置为多个，多个测温装置间隔设置。
9.进一步地，步骤一中，防砂筛管直径为7in，耐温500℃，砾石粒径0.5mm至0.8mm。
10.进一步地，在步骤三中，可移动油管直径为2in。
11.进一步地，在步骤五中，注入空气速度为4900nm3/d至5100nm3/d，点火器功率为50kw，点火时间为10天。
12.应用本发明的技术方案，当水平井段温度升高至200℃以上，向外抽动可移动油管，通过测试管柱对水平井内部温度的监控，可以及时的对可移动油管进行回抽，防止可移动油管被高温烧毁。
附图说明
13.构成本技术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。在附图中：
14.图1示意性示出了本发明的稠油水平井火驱采油方法的可移动油管未向外抽动时的实施例的示意图；
15.图2示意性示出了本发明的稠油水平井火驱采油方法的可移动油管向外抽动时的实施例的示意图；
16.图3示意性示出了本发明的抽油水平井火驱采油方法的流程图。
17.其中，上述附图包括以下附图标记：
18.1、测试管柱；2、注气管柱；3、可移动油管；4、砾石；5、防砂筛管；6、测温装置；7、原始油层；8、燃烧带；9、已燃区；10、直井井筒；11、立油管。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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。
20.正如背景技术中所记载的，在试验现场生产管柱采用常规采油的生产管柱，它主要由油管和抽油泵组成，仅仅具有调节产液速度、防砂功能。由于在水平井火驱过程中，当火线推进至水平井段上方时，水平井段温度将逐步升高至100℃以上，甚至高于300℃以上，因此除了要求提高管柱的耐温性能外，还需要增加调控措施保证水平井段温度低于200℃；在火驱过程中，注采井间的压差变化大，对生产管柱的防砂性能要求更大；火驱过程中产生的硫化物、co2等气体对生产管柱腐蚀严重，管柱的防腐性能要求更高。除此之外，水平井火驱还需要通过生产管柱对火线前缘的位置检测，燃烧状态的分析以及产量的计算和燃烧状态的调控。因此采用常规的热采生产管柱无法满足水平井火驱生产要求。
21.为了解决上述问题，参见图1至图3所示，本发明的实施例提供了一种稠油水平井火驱采油装置，包括安装在生产井中的可移动油管3及注气管柱2，稠油水平井火驱采油装置还包括测试管柱1和防砂筛管5，测试管柱1安装在生产井中，用于测量生产井的水平井段的温度；防砂筛管5安装在水平井段中，并套设于可移动油管3、注气管柱2及测试管柱1。当水平井段温度升高至200℃以上，向外抽动可移动油管，通过测试管柱对水平井内部温度的监控，可以及时的对可移动油管进行回抽，防止可移动油管被高温烧毁。
22.在一种具体的实施例中，测试管柱上设置有多个测温装置，具体为测温探头。
23.根据本发明的另一方面提供了一种稠油水平井火驱采油方法，包括步骤一：在防砂筛管5外周填充砾石，利用砾石与地层砂形成的砾石区进行防砂完井；步骤二：在测试管柱中布置测温装置6，并将测试管柱1及测温装置下至水平井段，在地面采集测温装置的温
度信息；步骤三：将可移动油管3下至水平井段，可移动油管用于进行采油采气操作；步骤四；将注气管柱2下至水平井段；步骤五：从直井注空气，加热直井内的点火器至500℃以上，使得油层燃烧；步骤六：向注气管柱2注入蒸汽或者热水，保持可移动油管的气液比，及水平井段压力；步骤七：通过测试管柱检测水平井段温度，当水平井段温度升高至200℃以上，向外抽动可移动油管，通过测试管柱对水平井内部温度的监控，可以及时的对可移动油管进行回抽，防止可移动油管被高温烧毁。
24.在一种优选地实施方式中，稠油油藏是指埋藏深度小于1500米且地下原油粘度大于100mpa.s的浅层稠油油藏。
25.在本发明的一优选地实施方式中，在步骤一中，防砂筛管5直径为7in，耐温500℃，抗富氧腐蚀，只要满足上述要求的材料均可，砾石4充填工艺采用“挤压充填 反向循环充填”，施工排量2.1m3/min，最高顶替压力25mpa，筛管外环空容积5m3，砾石粒径0.5～0.8mm。
26.在本发明的一优选地实施方式中，在步骤二中，采用耐高温热电偶测温设备，热电偶耐温600℃，测温装置6为多个，多个测温装置6间隔设置，测试管柱内共12个测温点。
27.在本发明的一优选地实施方式中，在步骤三中，可移动油管直径为2in，可进行下至水平段的末端。
28.在本发明的一优选地实施方式中，在步骤五中，注入空气速度维持在5000nm3/d左右，点火器功率50kw,点火时间为10天左右。
29.在本发明的一优选地实施方式中，在步骤六中，注汽管柱直径为4又1/2in，为了确保生产管柱合理的气液比，维持管柱温度在200℃左右，保持稠油的流动性以及防止火线燃烧水平井井段管柱，一般，从注气管柱注入高温蒸汽和注汽速度在19t/d左右。
30.在本发明的一优选地实施方式中，在所述步骤六中，生产井水平段与注入井水平段之间的注采压差(注气压力与生产压力之差)不超过1.5mpa；水平段注气压力减去水平段排液压力等于注采压差，注气压力可以通过调整注入速度来实现，排液压力可以通过调整油嘴尺寸以及注汽管柱的注汽或注水速度来实现。
31.本发明的采油装置包括测试管柱、可移动油管及防砂筛管的三管管柱结构，主要特点有：采用砾石加筛管防砂，防砂效果好；可移动油管，防止高温烧毁生产油管，防止生产管柱堵塞；温度测试管柱，可实时检测井底温度，及时生产调整；注气管柱，可以保持水平井段气液比，保持压力，实现水平井火驱的自喷生产。其中，图中，7为原始油层，8为燃烧带，9为已燃区，10为直井井筒；11为立油管。
32.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
33.当水平井段温度升高至200℃以上时，向外抽动可移动油管，通过测试管柱对水平井内部温度的监控，可以及时的对可移动油管进行回抽，防止可移动油管被高温烧毁。
34.应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
37.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
39.例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
40.在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。将容易理解的是，如本文一般所描述的及附图所图示说明的，本公开的方面可以在广泛种类的不同的配置中被编排、代替、组合、分开以及设计，所有这些在本文被明确地考虑。
41.根据本技术所描述的特定实施方案的本公开将不受限制，其被意图作为各种方面的图示说明。如对本领域技术人员将是清晰的那样，在不脱离本公开的精神和范围下可以作许多修改和变更。在本公开范围内，功能上等同的方法和设备，除了本文所列举的那些之外，从前述说明书来看对本领域技术人员将是清晰的。这样的修改和变更意图落入所附权利要求书的范围内。本公开将仅由所附权利要求书的条款以及这样的权利要求所给予权利的等同物的全部范围限制。将理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组成或生物系统，其当然可以变化。也将理解的是，本文所使用的术语仅是出于描述特定的实施方案的目的，而并非意图是限制性的。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。