CN102352744A - 一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺，在井内，套管与油管之间装有隔温管，形成油管与隔温管之间的内环形空间，和隔温管与套管之间的外环形空间，内外两环形空间在隔温管下端连通；在隔温管以下、油层上部的深层套管与油管之间安装一个封隔器，封堵稠油进入油套环形空间；地面上，用管线将加热设备，泵车，回水保温罐，输水泵，与互通的双环形空间连接。回水保温罐接收外环空的回水，输水泵把回水泵到加热设备加热，并送达泵车，泵车给加热回水增压，增压热水从井口进入内环空，到达隔热管下端，从外环空返回到井口，形成加热水循环通路，循环水对油管内稠油持续加热，使稠油始终保持熔融流动状态，实现稠油顺利采出地面；本发明的方法和生产系统，结构简单，功率大，运行成本低，可操作性强。

Description

一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺

技术领域

本发明涉及一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺，属于深井稠油开采领域。

背景技术

深地层中的稠油与浅层中稠油有显著的区别：浅层稠油，由于埋藏浅，地层温度低，往往呈粘稠、半凝固状态，甚至呈凝固状态，地层压力也很低。深层稠油，由于埋藏深度深，地层温度高，稠油都是流动状态，通常地层压力也高。国内外现有的浅层稠油开采经验都不适用开采深层稠油，即使能够把稠油采到地面上来，也由于成本高昂或者工艺过度复杂，被采油厂家搁置起来。根据国内外稠油开采现状进行分析，蒸汽发生器的工作压力最高达不到40兆帕，受压力限制，蒸汽无法下达五六千米的深度，无法实现蒸汽吞吐采稠油工艺。电加热杆由于能量有限，生产稠油不能被及时加热，加上运行成本高也被否决。即使用空心稠油杆循环热水，也由于循环空间太小不能满足足够的换热能量而被否决。化学降粘技术由于成本高或工艺复杂或发生爆炸也基本上都被否决了。现在唯一被采取的是掺稀采稠油技术。掺稀是用昂贵的稀油，开采品质恶劣的价格低廉的稠油，稀油被卖成稠油价格，开采成本巨大，严重影响了经济效益。

事实上，由于深地层温度高，深埋地层中的稠油流动性非常好，只是由于稠油在不断流出过程中，地层温度不断降低，稠油也因压力降低减压膨胀吸热降温，二种因素共同作用，稠油温度随之不断降低。当稠油降低到凝固拐点温度后就会凝固在井内，无法流动，稠油根本采不出地面。这就需要我们采取措施帮助稠油维持足够的温度，保持较好的流动性，被采出地面。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺，其特点在于克服现有稠油开采技术的缺陷，用给稠油加热的简单方法解决了超深井热采稠油的难题，提供一个结构简单，功率强大，加热深度深，可控温度范围大，降粘效果好，运行成本低，能够连续生产，增产效果显著，可操作性强的稠油热采系统及其热采工艺。

本发明的技术方案是：一种循环热水超深井稠油热采系统，包括：加热设备，泵车，回水保温罐，输水泵，连接用保温管线，隔热套管四通，套管四通，采油四通，隔热管，套管，油管，封隔器；其特征在于，在原井的油管与套管之间加装一隔温管，形成油管与隔温管之间的内环形空间，和隔温管与套管之间的外环形空间，上述两个内外环形空间在隔温管底部，互相连通；在隔温管以下，油层上部，油管与套管之间还要安装有一个特种封隔器，封堵油层稠油进入油套环形空间；

地面上，用保温管线将回水保温罐，输水泵，加热设备，泵车，与上述互通的内外双环形空间连接起来；

由所述回水保温罐接收井口外环空的回水，输水泵把回水泵送到加热设备进行加热，并送达泵车 ，泵车给加热回水增压提供动力，增压热水从井口进入内环空，到达隔热管下端，从外环空循环返回到井口，形成加热水循环通路，循环热水对油管内稠油持续加热，使稠油始终保持良好的熔融流动状态，实现稠油被顺利采出地面的目的；

所述油管、隔热管、套管，分别安装在与之匹配的采油四通、隔热套管四通、和套管四通上。

所述隔热管下入深度要求该深度地层温度必须高于稠油凝结的拐点温度。

一种循环热水超深井稠油热采工艺，使用所述的一种循环热水超深井稠油热采系统，具体工艺步骤是，⑴首先加热设备对循环水进行加热，泵车为循环水提供主要动力；⑵进入井内内环空的循环水对伴行油管内稠油进行加热，直达隔温管下端；然后从外环空返回的回水经井口返回到地面；⑶输水泵泵送回水到加热设备重新加热，并送达泵车；如此循环往复。

所述的井内的循环水被连续加热，维持整个循环过程的热量损失，使油管与隔温管之间环空中的水温维持在合理的水平；循环水对油管稠油持续加热，使稠油能够从井底到井口的温度始终超过稠油的拐点温度，保证稠油始终保持在熔融状态下，稠油因此被顺利采出地面。 

本发明克服了蒸汽吞吐热采稠油工艺间歇生产的缺陷，能够连续生产，大幅度降低稠油开采运行成本，大幅度提高稠油产量。由于隔温管下入深度能够调节，循环水可控温度范围又大，解决了深井、超深井热采稠油、超稠油的技术难题。如果地层能量不足，还可以很方便的加用抽油杆进行生产，这是其它热采技术难以完成的。

本发明克服了现有稠油开采技术的缺陷，用给稠油加热的简单方法解决了超深井热采稠油的难题，提供一个结构简单，功率强大，加热深度深，可控温度范围大，降粘效果好，运行成本低，能够连续生产，增产效果显著，可操作性强的的稠油热采系统和热采工艺。

附图说明

图1是本发明的一种循环热水超深井稠油热采系统的运行原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的说明，图1是本发明的一种循环热水超深井稠油热采系统的运行原理示意图。从附图可以看出，本发明的工作原理就是，在原井身结构基础上增下合适深度的隔温管，建立油管与隔温管之间的内环形空间和隔温管与套管之间的外环形空间，内外两环形空间在隔温管下端互相连通。地面上只须用普通加热设备燃烧廉价的燃料即可对水进行加热。加热后的水用普通泵车泵入油管与隔温管间的内环形空间，对油管进行加热，到达隔温管下端，然后从隔温管与套管之间的外环空空间返回地面，返回到加热设备重新加热。如此循环，井内的水不断被加热，油管与隔温管间的内环空空间的水维持在合理的温度，对油管内的稠油进行加热，保证油管内稠油的温度从井口到井底始终超过稠油凝结的拐点温度，井内稠油始终保持在熔融状态下，稠油因此可以顺利流出地面。本发明克服了蒸汽吞吐热采稠油工艺间歇生产的缺陷，能够连续生产，大幅度降低稠油开采成本，大幅度提高稠油产量。由于隔温管下入深度能够调节，循环水可控温度范围又大，解决了超深井超稠油采油技术的难题。如果地层能量不足，还可以很方便的加用抽油杆进行生产，这是其它热采技术难以完成的。

本发明具体的实施方案是：一种循环热水超深井稠油热采系统，包括：加热设备，泵车，回水保温罐，输水泵，连接用保温管线，隔热套管四通，采油四通，套管四通，隔热管，油管，套管，封隔器；在原井的油管与套管之间加装一隔温管，形成油管与隔温管之间的内环形空间，和隔温管与套管之间的外环形空间，上述两个内外环形空间在隔温管底部，互相连通；在隔温管以下，油层上部，油管与套管之间还要安装有一个特种封隔器，封堵油层稠油进入油套环形空间；

地面上，用保温管线将回水保温罐，输水泵，加热设备，泵车，与上述互通的内外双环形空间连接起来；

由所述回水保温罐接收井口外环空的回水，输水泵把回水泵送到加热设备进行加热，并送达泵车 ，泵车给加热回水增压提供动力，增压热水从井口进入内环空，到达隔热管下端，从外环空返回到井口，形成加热水循环通路，循环热水对油管内稠油持续加热，使稠油始终保持良好的熔融流动状态，实现稠油被顺利采出地面的目的；

所述油管、隔热管、套管，分别安装在与之匹配的采油四通、隔热管四通、套管四通上。

所述隔热管下入深度要求该深度地层温度必须高于稠油凝结拐点温度。

一种循环热水超深井稠油热采工艺，使用所述的一种循环热水超深井稠油热采系统，具体工艺步骤是，⑴首先加热设备对循环水进行加热，泵车为循环水提供主要的动力；⑵进入井内内环空的循环水对伴行油管进行加热，直达隔温管下端；然后从外环空返回的回水经井口返回到地面；⑶输水泵泵送回水到加热设备重新加热，并送达泵车；如此循环往复。

所述的井内的循环水被连续加热，维持整个循环过程的热量损失，使油管与隔温管之间环空中的水温维持在合理的水平；循环水对油管稠油持续加热，使稠油能够从井底到井口的温度始终超过稠油的拐点温度，保证稠油始终保持在熔融状态下，稠油因此被顺利采出地面。

在实施过程中应当注意的是：

1.根据具体的地层温度梯度和稠油拐点温度，确定合理的隔热管下入深度。

2.根据图示下入的套管，按井控要求安装在与之匹配的套管四通；下入的隔热管，按井控要求安装在与之匹配的隔热管四通上；下入油管和封隔器组成的采油管柱，封隔器座封后，按井控要求安装在与之匹配的采油四通上。

3.按井控规程要求对井口各个设备进行试压。

4.地面上，按图示要求，连接好各种地面设备。

5.施工前对井筒充分洗井2-3周，保证循环水纯洁干净。

6.对井筒内循环水要充分预热，泵车需要保持合适排量用以满足循环工艺要求。为了井控安全，可以在循环出口适当节流控制，附加一定的压力，抵消加热密度降低带来的压力损失。

7.当全井筒各处预热温度达到合理温度后，即可开井采油，就像正常采油一样把稠油开采到地面。正常采油期间，加热设备输出功率能够维持循环热量损耗，保证稠油具有良好流动性即可，没有过度苛刻的工艺要求。要想提高控制温度，提高相应的加热功率，即可顺利实现对循环水温的控制。

综上所述，本发明克服了现有稠油开采技术的缺陷，用给稠油加热的简单方法解决了超深井热采稠油的难题，提供了一个结构简单，功率强大，加热深度深，可控温度范围大，降粘效果好，运行成本低，能够连续生产，增产效果显著，可操作性强的稠油热采系统及其热采工艺。

本发明提供的一种循环热水超深井稠油热采系统及其工艺，是一种全新的深井稠油热采系统及其工艺，具有实质性特点和进步。本领域技术人员，可以在本发明的构思指导下，推导出多个相似的技术方案，但是每个技术方案都在本发明的权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种循环热水超深井稠油热采系统，包括：加热设备，泵车，回水保温罐，输水泵，连接用保温管线，隔热管，隔热套管四通，套管四通，采油四通，套管，油管，封隔器；其特征在于，在原井的油管与套管之间加装一隔温管，形成油管与隔温管之间的内环形空间，和隔温管与套管之间的外环形空间，上述两个内外环形空间在隔温管底部，互相连通；在隔温管以下，油层上部，油管与套管之间还要安装有一个特种封隔器，封堵油层稠油进入油套环形空间；

地面上，用保温管线将回水保温罐，输水泵，加热设备，泵车，与上述互通的内外双环形空间连接起来；

由所述回水保温罐接收井口外环空的回水，输水泵把回水泵送到加热设备进行加热，并送达泵车 ，泵车给加热回水增压提供动力，增压热水从井口进入内环空，到达隔热管下端，从外环空循环返回到井口，形成加热水循环通路，循环热水对油管内稠油持续加热，使稠油始终保持良好的熔融流动状态，实现稠油被顺利采出地面的目的；

所述油管、隔热管、套管，分别安装在与之匹配的采油四通、隔热套管四通和套管四通上。

2.按照权利要求1所述的一种循环热水超深井稠油热采系统，其特征在于，所述隔热管下入深度要求该深度地层温度必须高于稠油凝结的拐点温度。

3.一种循环热水超深井稠油热采工艺，其特征在于，使用所述的一种循环热水超深井稠油热采系统，具体工艺步骤是，⑴首先加热设备对循环水进行加热，泵车为循环水提供主要的动力；⑵进入井内内环空的循环水对伴行油管进行加热，直达隔温管下端；然后从外环空返回的回水经井口返回到地面；⑶输水泵泵送回水到加热设备重新加热，并送达泵车；如此循环往复。

4.按照权利要求3所述的一种循环热水超深井稠油热采工艺，其特征在于，所述的井内的循环水被连续加热，维持整个循环过程的热量损失，使油管与隔温管之间环空中的水温维持在合理的水平，循环水对油管稠油持续加热，使稠油能够从井底到井口的温度始终超过稠油的拐点温度，保证稠油始终保持在熔融状态下，稠油因此被顺利采出地面。

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