CN104847324A - 注采辅助装置及其注采系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种注采辅助装置及其注采系统和方法，所述注采辅助装置包括：能下入套管内预设位置的封隔器，其能在所述预设位置坐封以将所述套管密封分隔；所述封隔器包括中心管，所述中心管内能伸入注采管柱；连接在所述封隔器下方的活门机构，其将所述中心管下端封堵；所述活门机构能够在所述注采管柱下入时被所述注采管柱顶开并在所述注采管柱起出后恢复至将所述中心管下端封堵状态。所述活门机构包括封堵件以及连接所述封堵件的弹性件；所述封堵件连接所述中心管的下端并在所述弹性件的拉力作用下将所述中心管的下端封堵。本申请所提供的注采辅助装置及其注采系统和方法能够无须压井即可起出注气管柱。

Description

注采辅助装置及其注采系统和方法

技术领域

本申请涉及稠油开采领域，尤其涉及一种注采辅助装置及其注采系统和方法。

背景技术

随着石油的不断开发，稀油资源不断减少。稠油资源虽丰富，但开发利用困难，主要是因为稠油组成复杂、重质组分(沥青、胶质等)含量高、粘度大、流动性差，导致开采、集输和加工困难。在我国，稠油是指油层温度下粘度大于50毫帕斯卡秒(mPa·S)的原油。提高稠油的采收率、解决集输问题的关键是降低稠油的粘度，为此人们研发了一系列的稠油降粘技术，主要由蚕稀降粘、热力降粘、化学剂降粘、微生物降粘、超声波降粘、水热催化裂解降粘等。

目前，蒸汽吞吐稠油开采技术是热力降粘中的一个重要方式，蒸汽吞吐稠油开采技术是通过先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。在油田实际生产现场运用蒸汽吞吐稠油开采技术时，首先需要向套管内下入注气管柱，通过注气管柱向油层内部注入蒸汽，注气结束后通过工具起出注气管柱；然后进行焖井，焖井结束后下入开采管柱进行采油工作。在进行起下管柱作业时，由于蒸汽向油层传递大量热量导致油层温度过高，使得油层膨胀，油层压力较大进而具备一定的外溢能力。为了保证施工安全必须进行压井，压井时需要通过油管向油层内注入一定的压井液以维持油层压力防止溢油，但是这样会降低油层的温度，破坏井内原油的高温低粘状态并污染油层，所以需要一种装置能够无须压井即可起出注气管柱，以使得在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油9高温低粘状态以及污染油层的问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请提供一种注采辅助装置及其注采系统和方法，以能够无须压井即可起出注气管柱，进而在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油高温低粘状态以及污染油层的问题。

为达到上述目的，本申请提供一种注采辅助装置，包括：

能下入套管内预设位置的封隔器，其能在所述预设位置坐封以将所述套管密封分隔；所述封隔器包括中心管，所述中心管内能伸入注采管柱；

连接在所述封隔器下方的活门机构，其将所述中心管下端封堵；所述活门机构能够在所述注采管柱下入时被所述注采管柱顶开并在所述注采管柱起出后恢复至将所述中心管下端封堵状态。

优选的，所述中心管内设有密封件，其能够将所述封隔器与所述注采管柱之间的环空密封分隔。

优选的，所述活门机构包括封堵件以及连接所述封堵件的弹性件；所述封堵件连接所述中心管的下端并在所述弹性件的拉力作用下将所述中心管的下端封堵。

优选的，所述封隔器为耐高温的丢手封隔器。

本申请还提供一种注采系统，包括：

如上任一所述的注采辅助装置，所述注采辅助装置的活门机构下方连接有筛管，所述筛管下端连接有丝堵；

能够伸入所述注采辅助装置的注采管柱，其包括注气管柱以及采油管柱；所述注气管柱能够顶开所述活门机构并通过所述筛管向油层内注入蒸汽，所述采油管柱能够顶开所述活门机构并通过筛管抽取原油。

优选的，所述注采辅助装置设有所述密封件；所述注气管柱包括顺序连接的第一隔热管、伸缩管、第二隔热管、第一连接管以及第一引鞋；所述密封件能将所述第一连接管与所述中心管之间密封分隔。

优选的，所述注采辅助装置设有所述密封件；所述采油管柱包括顺序连接的抽油泵、反洗阀、单流阀、第二连接管以及第二引鞋；所述密封件能将所述第二连接管与所述中心管之间密封分隔。

本申请还一种采用如上任一所述注采系统的注采方法，包括：

S1、将所述注采辅助装置下入到套管内预设位置并将所述注采辅助装置的所述封隔器坐封在所述预设位置；

S2、将所述注气管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器内，继续下入所述注气管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构；

S3、将蒸汽通过所述注气管柱注入油层内并在蒸汽注入结束后通过提拉将所述注气管柱起出，所述活门机构恢复至将所述封隔器的所述中心管下端封堵状态；

S4、将所述采油管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器内，继续下入所述采油管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构后开始采油。

优选的，在所述步骤S2中，将所述注气管柱下入到所述注气管柱的所述第一连接管与所述注采辅助装置的所述密封件密封接触位置。

优选的，在所述步骤S4中，将所述采油管柱下入到所述采油管柱的所述第二连接管与所述注采辅助装置的所述密封件密封接触位置。

通过以上描述可以看出，本申请所提供的技术方案通过在所述封隔器的下方设置所述活门机构，能够保证在起出所述注气管柱时所述活门机构直接将油井封堵，进而无须压井即可保证原油不会外溢，所以使用本申请所提供的注采辅助装置能够无须压井即可起出注气管柱，进而在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油高温低粘状态以及污染油层的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种实施方式所提供的注采辅助装置结构示意图；

图2是本申请一种实施方式所提供的注气管柱结构示意图；

图3是本申请一种实施方式所提供的采油管柱结构示意图；

图4是本申请一种实施方式所提供的注采方法步骤流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请一个实施方式所提供的一种注采辅助装置，包括：能下入套管内预设位置的封隔器1，其能在所述预设位置坐封以将所述套管密封分隔；所述封隔器1包括中心管，所述中心管内能伸入注采管柱；连接在所述封隔器1下方的活门机构2，其将所述中心管下端封堵；所述活门机构2能够在所述注采管柱下入时被所述注采管柱顶开并在所述注采管柱起出后恢复至将所述中心管下端封堵状态。

如图2、图3所示，所述注采管柱包括注气管柱以及采油管柱。使用上述注采辅助装置进行油田注采作业时，首先可以将所述注采辅助装置下入到套管内预设位置并将所述注采辅助装置的所述封隔器1坐封在所述预设位置；然后将所述注气管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述注气管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2；再将蒸汽通过所述注气管柱注入油层内并在蒸汽注入结束后通过提拉将所述注气管柱起出，所述活门机构2恢复至将所述封隔器1的所述中心管下端封堵状态；最后将所述采油管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述采油管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2后即可开始采油。

通过以上描述可以看出，本实施方式所提供的技术方案通过在所述封隔器1的下方设置所述活门机构2，能够保证在起出所述注气管柱时所述活门机构2直接将油井封堵，进而无须压井即可保证原油不会外溢，所以使用本实施方式所提供的注采辅助装置能够无须压井即可起出注气管柱，进而在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油高温低粘状态以及污染油层的问题。

考虑到所述封隔器1使用环境为高温状态，所述封隔器1可以为耐高温的丢手封隔器1。使用时，可以通过连接油管将其下入到预设位置，在将其下入到预设位置后通过提拉油管即可进行坐封，然后通过油管打压完成所述封隔器1丢手，最后上提管柱即可将所述封隔器1坐封在所述预设位置。所述封隔器1用于将目的油层与其他油层分开，以利于进行分层注气开采作业。通过所述封隔器1将油层分层之后，后续再通过注气管柱进行注气作业时，能够大大提高注气效率和注气干度，进而最大程度提高蒸汽吞吐效果。

请继续参阅图1，在一个优选的实施方式中，所述中心管内可以设有密封件3，其能够将所述封隔器1与所述注采管柱之间的环空密封分隔。具体的，所述密封件3设在所述活门机构2之上，在所述注采管柱伸入所述中心管内进行注气或采油工作时，为防止蒸汽或原油进入所述中心管与所述注采管柱之间的环空内，进而设置所述密封件3。

所述活门机构2下放时可以直接将其下入到目的油层，并淹没在原油液面以下。具体的，所述活门机构2可以包括封堵件以及连接所述封堵件的弹性件；所述封堵件连接所述中心管的下端并在所述弹性件的拉力作用下将所述中心管的下端封堵。

请参阅图1、图2以及图3，本申请另一种实施方式中还提供一种注采系统，包括：如上所述的注采辅助装置，所述注采辅助装置的活门机构2下方连接有筛管4，所述筛管4下端连接有丝堵5；能够伸入所述注采辅助装置的注采管柱，其包括注气管柱以及采油管柱；所述注气管柱能够顶开所述活门机构2并通过所述筛管4向油层内注入蒸汽，所述采油管柱能够顶开所述活门机构2并通过筛管4抽取原油。

使用上述注采系统进行油田注采作业时，首先可以将所述注采辅助装置下入到套管内预设位置并将所述注采辅助装置的所述封隔器1坐封在所述预设位置；然后将所述注气管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述注气管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2；再将蒸汽通过所述注气管柱注入油层内并在蒸汽注入结束后通过提拉将所述注气管柱起出，所述活门机构2恢复至将所述封隔器1的所述中心管下端封堵状态；最后将所述采油管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述采油管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2后即可开始采油。

通过以上描述可以看出，本实施方式所提供的技术方案通过在所述注采辅助装置的所述封隔器1的下方设置所述活门机构2，能够保证在起出所述注气管柱时所述活门机构2直接将油井封堵，进而无须压井即可保证原油不会外溢，所以使用本实施方式所提供的注采系统能够无须压井即可起出管柱，进而在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油高温低粘状态以及污染油层的问题。

请继续参阅图1，所述筛管4可以采用防砂筛管4，并在其下端设置所述丝堵5，进而将其下入到套管内可以完成对目的油层的先期防砂和定时封堵。

所述注采辅助装置可以设有所述密封件3，所述密封件3能够将所述封隔器1与所述注采管柱之间的环空密封分隔。具体的，所述密封件3设在所述活门机构2之上，在所述注采管柱伸入所述中心管内进行注气或采油工作时，为防止蒸汽或原油进入所述中心管与所述注采管柱之间的环空内，进而设置所述密封件3。

所述注气管柱可以包括顺序连接的第一隔热管21、伸缩管22、第二隔热管23、第一连接管24以及第一引鞋25。所述密封件3能将所述第一连接管24与所述中心管之间密封分隔。所述采油管柱可以包括顺序连接的抽油泵31、反洗阀32、单流阀33、第二连接管34以及第二引鞋35。所述密封件3能将所述第二连接管34与所述中心管之间密封分隔。所述注气管柱与所述采油管柱具有不同的下放顺序，在油田实际生产现场中，所述采油管柱可以在起出所述注气管柱后下放至套管内。

所述注气管柱或所述采油管柱下入之后，由所述第一引鞋25或所述第二引鞋35将所述活门机构2顶开，进而形成注气通道或采油通道。当然，所述注采管柱下入过程中，在遇到所述活门机构2时遇阻，此时对油管进行下压即可打开所述活门机构2，继续下放所述注采管柱至工作位置。

所述注气管柱中，所述伸缩管22可以实现所述注气管柱的受热伸长补偿，进而保护管柱。所述采油管柱中，所述反洗阀32可以为防污染防洗阀，所述抽油泵31可以为防砂抽油泵31，所述单流阀33可以防止液体回流。所述第一连接管24与所述第二连接管34可以与所述密封件3相配合，通过所述第一连接管24及所述第二连接管34与所述密封件3相配合，完成油套分隔和管柱定位。

请继续参阅图1、图2、图3以及图4，本申请的一种实施方式还提供一种采用如上所述注采系统的注采方法，包括以下步骤：

S1、将所述注采辅助装置下入到套管内预设位置并将所述注采辅助装置的所述封隔器1坐封在所述预设位置。

所述步骤S1中，所述封隔器1可以采用机械坐封液压丢手式封隔器1。进行本步骤时，可以在井外通过油管连接所述注采辅助装置然后下入至井内。下入到所述预设位置时，可以在井外进行油管打压，使得所述封隔器1完成坐封丢手，最后上提所述油管，即可完成所述封隔器1在目的油层的封隔工作，此时，所述活门机构2处于封堵所述封隔器1状态。

S2、将所述注气管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述注气管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2。

在所述步骤S2中，可以将所述注气管柱下入到所述注气管柱的所述第一连接管24与所述注采辅助装置的所述密封件3密封接触位置。通过所述第一连接管24与所述密封件3的配合，可以实现所述注气管柱的油套分隔以及管柱定位。

在本步骤中，所述注气管柱的所述第一引鞋25在下放过程中，可以将所述活门机构2顶开。在下放过程中，所述注气管柱遇到所述活门机构2会遇阻，此时在井外加压即可。

S3、将蒸汽通过所述注气管柱注入油层内并在蒸汽注入结束后通过提拉将所述注气管柱起出，所述活门机构2恢复至将所述封隔器1的所述中心管下端封堵状态。

考虑到所述蒸汽注入过程中温度过高，所述注气管柱采用所述第一隔热管21及所述第二隔热管23以将高温与套管隔开，进而保护套管。

S4、将所述采油管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器1内，继续下入所述采油管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构2后开始采油。

在所述步骤S4中，将所述采油管柱下入到所述采油管柱的所述第二连接管34与所述注采辅助装置的所述密封件3密封接触位置。通过所述第二连接管34与所述密封件3配合，可以实现所述采油管柱的油套分隔以及管柱定位。

通过以上描述可以看出，本实施方式所提供的技术方案通过在所述注采辅助装置的所述封隔器1的下方设置所述活门机构2，能够保证在起出所述注气管柱时所述活门机构2直接将油井封堵，进而无须压井即可保证原油不会外溢，所以使用本实施方式所提供的注采方法能够无须压井即可起出管柱，进而在蒸汽吞吐作业时不会引起破坏井内原油高温低粘状态以及污染油层的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种注采辅助装置，其特征在于，包括：

能下入套管内预设位置的封隔器，其能在所述预设位置坐封以将所述套管密封分隔；所述封隔器包括中心管，所述中心管内能伸入注采管柱；

连接在所述封隔器下方的活门机构，其将所述中心管下端封堵；所述活门机构能够在所述注采管柱下入时被所述注采管柱顶开并在所述注采管柱起出后恢复至将所述中心管下端封堵状态。

2.如权利要求1所述的注采辅助装置，其特征在于：所述中心管内设有密封件，其能够将所述封隔器与所述注采管柱之间的环空密封分隔。

3.如权利要求1所述的注采辅助装置，其特征在于：所述活门机构包括封堵件以及连接所述封堵件的弹性件；所述封堵件连接所述中心管的下端并在所述弹性件的拉力作用下将所述中心管的下端封堵。

4.如权利要求1所述的注采辅助装置，其特征在于：所述封隔器为耐高温的丢手封隔器。

5.一种注采系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至4任一所述的注采辅助装置，所述注采辅助装置的活门机构下方连接有筛管，所述筛管下端连接有丝堵；

能够伸入所述注采辅助装置的注采管柱，其包括注气管柱以及采油管柱；所述注气管柱能够顶开所述活门机构并通过所述筛管向油层内注入蒸汽，所述采油管柱能够顶开所述活门机构并通过筛管抽取原油。

6.如权利要求5所述的注采系统，其特征在于：所述注采辅助装置设有所述密封件；所述注气管柱包括顺序连接的第一隔热管、伸缩管、第二隔热管、第一连接管以及第一引鞋；所述密封件能将所述第一连接管与所述中心管之间密封分隔。

7.如权利要求5所述的注采系统，其特征在于：所述注采辅助装置设有所述密封件；所述采油管柱包括顺序连接的抽油泵、反洗阀、单流阀、第二连接管以及第二引鞋；所述密封件能将所述第二连接管与所述中心管之间密封分隔。

8.一种采用如权利要求5至7任一所述注采系统的注采方法，其特征在于，包括：

S1、将所述注采辅助装置下入到套管内预设位置并将所述注采辅助装置的所述封隔器坐封在所述预设位置；

S2、将所述注气管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器内，继续下入所述注气管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构；

S3、将蒸汽通过所述注气管柱注入油层内并在蒸汽注入结束后通过提拉将所述注气管柱起出，所述活门机构恢复至将所述封隔器的所述中心管下端封堵状态；

S4、将所述采油管柱下入到所述套管内并伸入到所述注采辅助装置的所述封隔器内，继续下入所述采油管柱使其顶开所述注采辅助装置的所述活门机构后开始采油。

9.如权利要求8所述的注采方法，其特征在于：在所述步骤S2中，将所述注气管柱下入到所述注气管柱的所述第一连接管与所述注采辅助装置的所述密封件密封接触位置。

10.如权利要求8所述的注采方法，其特征在于：在所述步骤S4中，将所述采油管柱下入到所述采油管柱的所述第二连接管与所述注采辅助装置的所述密封件密封接触位置。