CN103953321B - 斜井火烧油层连续管电点火管柱及点火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种斜井火烧油层连续管电点火管柱及点火方法。管柱包括油管，在油管中设有电点火电缆和监测电缆，在油管管段之间设有至少一个导向扶正器，且在油管的底端设有导向限位器；电点火电缆穿设导向扶正器而被悬挂在油管中，电点火电缆的底端连接电点火器，电点火器支承于导向限位器中；监测电缆分别穿设导向扶正器和导向限位器而被悬挂在油管中，并且监测电缆的底端伸出油管而连接有传感器。借此，实现大斜度井点火过程中空气的均匀加热，改善了大斜度井点火效果；此外监测电缆设置于油管内，在起出油管的过程中，监测电缆不会被封隔器卡住，实现了监测电缆的回收重复使用，减少了投资成本。

Description

斜井火烧油层连续管电点火管柱及点火方法

技术领域

本发明涉及火烧油层采油技术领域，尤指一种斜井火烧油层连续管电点火管柱及点火方法。

背景技术

火烧油层是通过把空气或氧气气体注入到油层里，使其在油层中与一部分油层内重质组分起反应，用反应产生的热量和反应尾气将原油驱出地面。该技术是一种具有明显技术优势和潜力的热力采油方法，具有驱油效率高、单位热成本低、油藏适应范围广等特点。

火烧油层成功的关键是油层点火。目前所采用的点火方式主要有自燃点火、化学点火和电点火三种方式，其中电点火是应用最多的一种点火方式，该方式具有配套技术成熟、易于实现点火控制、点火成功率高的特点。

现场应用较多的是采用连续管电点火器，它是把井下集中电加热器并与连续管电缆预制为等径一体式的电点火器，在注气过程中，利用连续管注入装置将电点火器下入到预定位置，然后通电点火对注入空气进行加热。待油层完全点燃后，作业提出连续管点火器，可重复利用电点火器。

目前连续管电点火器点火过程中存在以下3个问题：

（1）因电点火器直径小，在大斜度点火井井筒中，点火器受重力贴靠于注气井注入油管下侧的管壁上，导致注入油层的热空气受热不均匀，点火器的功率损失较大；

（2）连续管电点火器下入的位置无法精确确定，如若没有到达设计位置进行点火，将会引起加热空气的热量损失（加热完的空气要经过一段更长距离后进入油层）；如果超过设计位置或超过油管最下端，将会导致部分空气还未加热好就注入油层，严重降低了火驱效率；

（3）连续管采用热电偶测温，目的是监测点火过程中注气温度，及时调整点火器功率，保证成功而高效点火，热电偶上部连接测温电缆，测温电缆捆绑在油管外，通过电缆封隔器下至油管注气出口位置，点火完毕后，因封隔器的存在，在取出管柱时，连续管测温电缆会卡在封隔器的位置无法取出和回收，这给火驱生产带来很大浪费（每根测温管线大约50万左右），不利于节省成本。

发明内容

本发明的目的，即是提供一种斜井火烧油层连续管电点火管柱及点火方法，通过在管柱中设计导向限位器和导向扶正器，克服背景技术中所述的缺陷。

上述目的，可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种斜井火烧油层连续管电点火管柱，所述管柱在油管中设有电点火电缆和监测电缆，在油管管段之间设有至少一个导向扶正器，且在油管的底端设有导向限位器；所述电点火电缆穿设所述导向扶正器而被悬挂在油管中，电点火电缆的底端连接电点火器，所述电点火器支承于所述导向限位器中；所述监测电缆分别穿设所述导向扶正器和导向限位器而被悬挂在油管中，并且监测电缆的底端伸出油管而连接有传感器。

其中，导向扶正器可以参照如下的具体实施例：

如上所述的管柱，所述导向扶正器呈管状，其两端分别连接上下两根油管管段，且具有沿轴向设置、用以穿置电点火电缆的第一导引孔以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆的第二导引孔。

如上所述的管柱，所述第一导引孔设于导向扶正器的轴心位置，所述第二导引孔设置在该第一导引孔的径向外侧，且第一导引孔的孔径大于第二导引孔的孔径。

如上所述的管柱，所述第一导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

如上所述的管柱，所述第二导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

如上所述的管柱，所述导向扶正器具有多个第二导引孔，各第二导引孔间隔且周向排列在所述第一导引孔的径向外侧。

导向限位器可以参照如下的具体实施例：

如上所述的管柱，所述导向限位器呈管状，其具有用以支承电点火器的承托体以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆的探头导引孔。

如上所述的管柱，所述承托体设于导向限位器的轴心位置，其顶部具有用以容置所述传感器的内凹的承托碗，所述探头导引孔设置在该承托体的径向外侧。

如上所述的管柱，所述承托体的顶部具有向外扩径的导引锥面。

如上所述的管柱，所述探头导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

如上所述的管柱，所述导向限位器具有多个探头导引孔，各探头导引孔间隔且周向排列在所述承托体的径向外侧。

本发明还提供一种应用如上所述的斜井火烧油层连续管电点火管柱的电点火方法，包括：

在油管最下端安装导向限位器，在油管管段之间连接导向扶正器；

将油管下入斜井套管中，并用封隔器封隔油套管环空；

将电点火器连接电点火电缆，将电点火器沿油管内下入并贯穿各导向扶正器，直至电点火器下入至受导向限位器承托；

将传感器连接监测电缆，将传感器沿油管内下入并贯穿各导向扶正器，最后贯穿导向限位器，使传感器暴露于油管底端外；

对油井进行注气；

达到预定初期注气量后，连通电点火器电源，同时继续注气；

电源连通后，通过传感器监测电点火器的井下工作温度，同时通过电点火器的地面控制系统，控制其温度在设定的工作温度范围内；

达到设计点火时间后，关断电点火电源，起出电点火器，点火过程结束，继续注气并监测井筒温度。

借由以上技术方案，本发明的优点和特点在于：

1.本发明通过导向扶正器实现电点火器在油管中的扶正和监测电缆的顺利起下，通过导向限位器实现对电点火器的井下导向和准确下入深度的控制，通过电点火器、导向限位器、监测电缆、导向扶正器的综合运用及点火管柱的优化设计，实现大斜度井点火过程中空气的均匀加热，改善了大斜度井点火效果；

2.本发明的监测电缆设置于油管内，在起出油管的过程中，监测电缆不会被封隔器卡住，实现了监测电缆的回收重复使用，减少了投资成本。

附图说明

为令本发明的目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，以下进行详细说明，并请一并参阅附图及部件标号。

图1为本发明连续管电点火管柱的整体结构示意图；

图2为本发明的导向扶正器的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本发明的导向限位器的俯视图；

图5为图4的B-B剖视图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种斜井火烧油层连续管电点火管柱，所述管柱在油管1中设有电点火电缆21和监测电缆31，在油管1管段之间设有至少一个导向扶正器6，且在油管1的底端设有导向限位器5；所述电点火电缆21穿设所述导向扶正器6而被悬挂在油管1中，电点火电缆21的底端连接电点火器22，所述电点火器22支承于所述导向限位器5中；所述监测电缆31分别穿设所述导向扶正器6和导向限位器5而被悬挂在油管1中，并且监测电缆31的底端伸出油管1而连接有传感器32，传感器32可以是注气井温压探头。

如图1所示的点火管柱，通过油管扶正器12扶正在套管9内，油管1管段之间可以连接伸缩管15，在井下电点火区段，油管1外套设有隔热管11，隔热管11通过隔热管扶正器13扶正于套管9中，在井底油层位置，套管9具有多个炮眼，并在套管9内设置筛管92，筛管92通过筛管悬挂器91固定。油管1和套管9之间还设置用来封隔上下部油套管环空的封隔器14。

其中，导向扶正器6可以参照如下的具体实施例：

请参阅图2和图3，导向扶正器6呈管状，其两端分别连接上下两根油管管段，且具有沿轴向设置、用以穿置电点火电缆21的第一导引孔61以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆31的第二导引孔62。

较佳地，所述第一导引孔61设于导向扶正器6的轴心位置，所述第二导引孔62设置在该第一导引孔61的径向外侧，且第一导引孔61的孔径大于第二导引孔62的孔径。因为电点火电缆21的直径大于监测电缆31的直径，所以当首先下入电点火电缆21时，可以设置第二导引孔62的孔径不足以穿置该电点火电缆21，使得电点火电缆21能自动伸入第一导引孔61中。

较佳地，所述第一导引孔61的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面，如图3中所示的下入导引锥面63和起出导引锥面64，以利于电点火电缆21顺利导入该导引孔中。

较佳地，所述第二导引孔62的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面，如图3中所示的下入导引锥面65和起出导引锥面66，以利于监测电缆31顺利导入该导引孔中。

较佳地，请参阅图2，所述导向扶正器6具有多个第二导引孔62，各第二导引孔62间隔且周向排列在所述第一导引孔61的径向外侧，图2中示出具有四个第二导引孔62。

一般地，为了与油管连接，导向扶正器6具有上接头67和下接头68，连接部位较佳为螺纹连接，以与现有油管适配，如图3。而各个导引孔的位置和构型可以通过扶正托架69限定。

导向限位器5可以参照如下的具体实施例：

请参阅图4和图5，导向限位器5呈管状，其具有用以支承电点火器22的承托体51以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆31的探头导引孔52。

所述承托体51设于导向限位器5的轴心位置，其顶部具有用以容置所述传感器32的内凹的承托碗511，所述探头导引孔52设置在该承托体51的径向外侧。因为设置探头导引孔52的孔径小于电点火器22的尺寸，所以承托碗511能够将电点火器22限位在导向限位器5中，只要在下入管柱时设定导向限位器5的位置，就能够控制电点火器22的下入位置。此外，承托碗511的构型不限于内凹碗状，也可以是其他内凹形状，甚至不限于内凹，只要能将电点火器22限位在导向限位器5中，就应属于本发明的设计宗旨。

较佳地，所述承托体51的顶部具有向外扩径的导引锥面512，如图5所示，以利于电点火器22顺利导入该承托碗511中。

较佳地，所述探头导引孔52的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面，如图5中所示的下入导引锥面521和起出导引锥面522，以利于监测电缆31顺利导入该导引孔中。

较佳地，请参阅图4，所述导向限位器5具有多个探头导引孔52，各探头导引孔52间隔且周向排列在所述承托体51的径向外侧，图4中示出具有四个探头导引孔62。

一般地，为了与油管连接，导向限位器5具有上接头54，也可具有下接头55，连接部位较佳为螺纹连接，以与现有油管适配，如图5。而各个导引孔的位置和构型可以通过限位托架53限定。

本发明还提供一种应用如上所述的斜井火烧油层连续管电点火管柱的电点火方法，包括：

在油管1最下端安装导向限位器5，在油管1管段之间连接导向扶正器6；

将油管1下入斜井套管9中，并用封隔器14封隔油套管环空；

将电点火器22连接电点火电缆21，将电点火器22沿油管1内下入并贯穿各导向扶正器6的第一导引孔61，直至电点火器22下入至导向限位器5的承托碗511中；

将传感器32连接监测电缆31，将传感器32沿油管1内下入并贯穿各导向扶正器6的第二导引孔62，最后贯穿导向限位器5，使传感器32暴露于油管1底端外；

油井作业完井后，按照采油工程方案设计的注气量、注气速度等注入参数对火烧井进行注气；达到初期注气量后，连通电点火器电源，同时继续注气；电源连通后，通过监测系统（传感器32）监测电点火器的井下工作温度，同时通过电点火器的地面控制系统，控制其温度在设定的工作温度范围内；达到设计点火时间后，关断电点火电源，起出电点火器，点火过程结束，并继续注气并监测井筒温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种斜井火烧油层连续管电点火管柱，其特征在于，所述管柱在油管中设有电点火电缆和监测电缆，在油管管段之间设有至少一个导向扶正器，且在油管的底端设有导向限位器；所述电点火电缆穿设所述导向扶正器而被悬挂在油管中，电点火电缆的底端连接电点火器，所述电点火器支承于所述导向限位器中；所述监测电缆分别穿设所述导向扶正器和导向限位器而被悬挂在油管中，并且监测电缆的底端伸出油管而连接有传感器；

所述导向扶正器呈管状，其两端分别连接上下两根油管管段，且具有沿轴向设置、用以穿置电点火电缆的第一导引孔以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆的第二导引孔。

2.根据权利要求1所述的管柱，其特征在于，所述第一导引孔设于导向扶正器的轴心位置，所述第二导引孔设置在该第一导引孔的径向外侧，且第一导引孔的孔径大于第二导引孔的孔径。

3.根据权利要求2所述的管柱，其特征在于，所述第一导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

4.根据权利要求2所述的管柱，其特征在于，所述第二导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

5.根据权利要求2所述的管柱，其特征在于，所述导向扶正器具有多个第二导引孔，各第二导引孔间隔且周向排列在所述第一导引孔的径向外侧。

6.根据权利要求1所述的管柱，其特征在于，所述导向限位器呈管状，其具有用以支承电点火器的承托体以及沿轴向设置、用以穿置监测电缆的探头导引孔。

7.根据权利要求6所述的管柱，其特征在于，所述承托体设于导向限位器的轴心位置，其顶部具有用以容置所述传感器的内凹的承托碗，所述探头导引孔设置在该承托体的径向外侧。

8.根据权利要求7所述的管柱，其特征在于，所述承托体的顶部具有向外扩径的导引锥面。

9.根据权利要求7所述的管柱，其特征在于，所述探头导引孔的内壁上下两端均具有向外扩径的导引锥面。

10.根据权利要求7所述的管柱，其特征在于，所述导向限位器具有多个探头导引孔，各探头导引孔间隔且周向排列在所述承托体的径向外侧。

11.一种应用如权利要求1-10任一项所述的斜井火烧油层连续管电点火管柱的电点火方法，包括：

在油管最下端安装导向限位器，在油管管段之间连接导向扶正器；

将油管下入斜井套管中，并用封隔器封隔油套管环空；

将电点火器连接电点火电缆，将电点火器沿油管内下入并贯穿各导向扶正器，直至电点火器下入至受导向限位器承托；

将传感器连接监测电缆，将传感器沿油管内下入并贯穿各导向扶正器，最后贯穿导向限位器，使传感器暴露于油管底端外；

对油井进行注气；

达到预定初期注气量后，连通电点火器电源，同时继续注气；

电源连通后，通过传感器监测电点火器的井下工作温度，同时通过电点火器的地面控制系统，控制其温度在设定的工作温度范围内；

达到设计点火时间后，关断电点火电源，起出电点火器，点火过程结束，继续注气并监测井筒温度。