CN102587879A - 以蒸汽动力举升稠油的采油方法 - Google Patents
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Abstract
一种以蒸汽动力举升稠油的采油方法，以稠油区块地面已有高压注汽锅炉或蒸汽发生器所提供的高压蒸汽源，应用分汽包或换热器机组经过流量控制和计量后，将高压蒸汽用空心杆或同心管或油管输送到井下，以高压蒸汽为动力气举或驱动井下泵组运行，通过空心抽油杆与油管之间环空、或同心管与油管环空或油套环空将稠油降粘驱至地面以实现井筒加热采油目的。
Description
技术领域：
本发明涉及一种以蒸汽动力举升稠油的采油方法，具体地讲是以蒸汽为动力源举升驱动各种泵进行采油的方法。
背景技术：
目前，稠油开采技术是以蒸汽驱或蒸汽吞吐为主，它解决了稠油由地层流向井底这一关键问题，但在采油方式上仍然采用传统的有杆泵抽或无杆液力泵及电泵等传动方式，虽然应用了隔热管技术，但井筒的热损失导致的稠油温度下降，粘度增加，使这些常规方式达不到应用的时效，存在着光杆缓下，载荷增加，管杆偏磨等诸多问题，甚至有些油井由于井筒温度较低，稠油粘度较大而无法开采。
发明内容：
本发明的目的是提供一种以蒸汽动力举升稠油的采油方法，以克服已有技术存在的缺陷，解决油田稠油采油方式存在的诸多问题。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：
以稠油区块地面已有高压注汽锅炉或蒸汽发生器所提供的高压蒸汽源，应用分汽包或换热器机组经过流量控制和计量后，将高压蒸汽用空心杆或同心管或油管输送到井下，以高压蒸汽为动力气举或驱动井下泵组运行，通过空心抽油杆与油管之间环空、或同心管与油管环空或油套环空将稠油降粘驱至地面以实现井筒加热采油目的；蒸汽驱动采油包括以下几种方式：
a)蒸汽气举法采油
应用高压蒸汽注入油套环形空间（或油管内）并经过油管（或油套环形空间）将产液举升到地面的一种方法。蒸汽气举方式有连续和间隙两种形式：1、将高压蒸汽连续地从油套管环形空间注入井内，进入油管内与液体混合，使其密度降低，在油管和地层间形成足够的生产压差，从而导致产液喷出地面。2、通过蒸汽气举控制器和阀，使蒸汽定期地注入井中，从聚集在油管中的液体段塞下面，象推动活塞似的把段塞一段一段地推至地面。
b)蒸汽射流泵采油
与水力射流泵原理相同。当高压蒸汽从油管注入井中并流过喷嘴时，其压能几乎全部变成高速度的动能，在喉管区周围形成低压区，由于压差作用，地层液进入混合室，与蒸汽混合后一起流进扩散管，扩散管将一部分速度能再转换为大于油套环形空间静液柱的压能，使地层液与乏蒸汽的混合采出液上升到地面。
c)蒸汽活塞泵采油
高压蒸汽从油管进入井下泵组，驱动井下蒸汽活塞往复运动，蒸汽活塞带动抽油泵的柱塞做往复运动，使抽油泵的固定阀和游动阀交替打开和关闭，实现吸油和排油动作，乏蒸汽和抽汲的原油，一起从油套环形空间排到地面。其工作原理与抽油机抽油相同。
d)蒸汽马达采油
高压蒸汽从油管进入井下泵组，驱动井下蒸汽马达旋转运动，蒸汽马达带动采油离心泵或者是轴流泵转动，抽出地层液，采出液自下向上流动，与乏蒸汽混合，一起进入油套环形空间排出井口。
本发明与现有技术相比具有的优点是：充分利用了地面注汽设备所提供的高压蒸汽源，解决了井筒加热降粘这一稠油开采瓶颈，为提高稠油开采时效奠定了基础，并解决了有杆泵稠油开采水平井、斜井所带来的杆管偏磨问题，延长了油井的作业周期。
附图说明：
图1-蒸汽气举法采油无固定阀管柱结构示意图；
图2-蒸汽气举法采油有固定阀管柱结构示意图；
图3-蒸汽射流泵采油管柱结构示意图；
图4-蒸汽活塞泵采油管柱结构示意图；
图5-蒸汽马达采油管柱结构示意图。
具体实施方式：
为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：
a)蒸汽气举法采油，如图1、图2
1-高压蒸汽井口 2-启动阀 3-工作阀 4-产液出口5-固定阀6-油套环形空间7-油管。
高压蒸汽从高压蒸汽进口1注入油套环形空间6（或油管7内）并经过油管7（或油套环形空间6）将产液举升到地面。蒸汽气举方式有连续和间隙两种形式：1.将高压蒸汽从高压蒸汽进口1连续地从油套管环形空间6注入井内，进入油管7内与液体混合，使其密度降低，在油管和地层间形成足够的生产压差，从而导致产液从产液出口4喷出地面。2.通过蒸汽气举控制器和启动阀2、工作阀3，使高压蒸汽1定期地注入井中，从聚集在油管中的液体段塞下面，象推动活塞似的把段塞一段一段地推至地面。
b)蒸汽射流泵采油，如图3：1-高压蒸汽进口2-泵筒3-套管4-喷嘴5-混合室6-喉管7-扩散管8-混合液出口9-地层液。
与水力射流泵原理相同。当高压蒸汽从高压蒸汽进口1从油管注入井中并流过喷嘴4时，其压能几乎全部变成高速度的动能，在喉管6区周围形成低压区，由于压差作用，地层液9进入混合室5，与蒸汽混合后一起流进扩散管7，扩散管7将一部分速度能再转换为大于油套环形空间静液柱的压能，使地层液与乏蒸汽混合从混合液出口8上升到地面，进入集输管网。
c)蒸汽活塞泵采油，如图4：
1-套管2-固定阀3-泵工作筒4-乏蒸汽5-液马达6-油管7-高压蒸汽进口8-井口捕捉器9-井口四通阀10-混合液出口11-抽油泵12产液13-封隔器。
高压蒸汽从高压蒸汽进口进入油管6，7从油管6进入井下泵组，驱动井下蒸汽活塞往复运动，蒸汽活塞带动抽油泵11的柱塞做往复运动，使抽油泵的固定阀2和游动阀交替打开和关闭，实现吸油和排油动作，乏蒸汽4和抽汲原油的混合从混合液出口液10，一起从油管6套管1的环形空间排到地面。其工作原理与抽油机抽油相同。
D）蒸汽马达采油示意图，如图5：
1-高压蒸汽 2-油管 3-混合液 4-蒸汽马达 5-轴流涡轮级6-套管 7-离心式过滤器 8-直推轴承 9-轴流泵级 10-乏蒸汽流道 11-混合腔 12-地层液 13-封隔器
高压蒸汽1从油管2进入井下泵组，驱动井下蒸汽马达3旋转运动，蒸汽马达3带动轴流涡轮级5及轴流泵级9转动，将地层液12自下向上吸入混合腔11，与乏蒸汽流道10内自上向下的乏蒸汽形成混合液，混合液依次经过轴流泵级9、离心式过滤器7及轴流涡轮级5到达混合液出口4，然后进入油管2和套管6的环形空间排出。
Claims (1)
1.一种以蒸汽动力举升稠油的采油方法，以稠油区块地面已有高压注汽锅炉或蒸汽发生器所提供的高压蒸汽源，应用分汽包或换热器机组经过流量控制和计量后，将高压蒸汽用空心杆或同心管或油管输送到井下，以高压蒸汽为动力气举或驱动井下泵组运行，通过空心抽油杆与油管之间环空、或同心管与油管环空或油套环空将稠油降粘驱至地面以实现井筒加热采油目的；蒸汽驱动采油包括以下几种方式：a)蒸汽气举法采油应用高压蒸汽注入油套环形空间（或油管内）并经过油管（或油套环形空间）将产液举升到地面的一种方法；蒸汽气举方式有连续和间隙两种形式：1、将高压蒸汽连续地从油套管环形空间注入井内，进入油管内与液体混合，使其密度降低，在油管和地层间形成足够的生产压差，从而导致产液喷出地面；2、通过蒸汽气举控制器和阀，使蒸汽定期地注入井中，从聚集在油管中的液体段塞下面，象推动活塞似的把段塞一段一段地推至地面；b)蒸汽射流泵采油与水力射流泵原理相同；当高压蒸汽从油管注入井中并流过喷嘴时，其压能几乎全部变成高速度的动能，在喉管区周围形成低压区，由于压差作用，地层液进入混合室，与蒸汽混合后一起流进扩散管，扩散管将一部分速度能再转换为大于油套环形空间静液柱的压能，使地层液与乏蒸汽的混合采出液上升到地面；c)蒸汽活塞泵采油高压蒸汽从油管进入井下泵组，驱动井下蒸汽活塞往复运动，蒸汽活塞带动抽油泵的柱塞做往复运动，使抽油泵的固定阀和游动阀交替打开和关闭，实现吸油和排油动作，乏蒸汽和抽汲的原油，一起从油套环形空间排到地面；其工作原理与抽油机抽油相同；d)蒸汽马达采油高压蒸汽从油管进入井下泵组，驱动井下蒸汽马达旋转运动，蒸汽马达带动采油离心泵或者是轴流泵转动，抽出地层液，采出液自下向上流动，与乏蒸汽混合，一起进入油套环形空间排出井口。
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