CN106401543A - 一种原油采油装置及采油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原油采油装置，包括：制氮构件，其包括制氮机以及与所述制氮机的出口端连接的增压加热设备；气液混配构件，其包括卧式圆形第一罐体、卧式圆形第二罐体以及容置在所述卧式圆形第二罐体内的加热器，所述卧式圆形第二罐体上设有加热介质入口，所述卧式圆形第一罐体的一端设有氮气入口及降粘剂入口，另一端设有一出口；加热介质存储构件，其通过管道与所述加热介质入口连接，并向卧式圆形第二罐体内输送加热介质。本发明还提供了一种使用原油采油装置进行采油的方法。本发明通过气液同注缩短了单井施工时间，同时倍增了热氮和复合解堵降粘剂在井筒和近井地带及油层的有效反应时间，大大降低了运营成本，规避了传统蒸汽采油的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及原油开采技术领域，更具体地说，本发明涉及一种原油采油装置及采油方法。
背景技术
常规的稠油热采多半采用的是蒸汽轮注伴采，这种稠油开采方式增产效果尽管明显，但维护和运营成本很高，不适应当今国际油价的对应投入。而且蒸汽一旦停注，产能急剧下降。且蒸汽在注入到井筒后随着温度的阶梯式下降将冷凝结水，在蒸汽和化学药剂做复合吞吐开采过程中大大降低了药液浓度及反应效果，影响了药液在近井油层的有效波及面积，同时增加了后期原油的脱水成本。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供了一种能够缩短了单井施工时间，同时倍增了热氮和复合解堵降粘剂在井筒和近井地带及油层的有效反应时间，且大大降低了传统蒸汽化学药剂复合吞吐采油的运营成本，规避传统蒸汽采油的若干弊端的原油采油装置及采油方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种原油采油装置，包括：
制氮构件，其包括制氮机以及与所述制氮机的出口端连接的增压加热设备，以对制氮机产生的氮气进行增压和加热；
气液混配构件，其包括卧式圆形第一罐体、套设所述卧式圆形第一罐体的卧式圆形第二罐体以及容置在所述卧式圆形第二罐体内的加热器，所述卧式圆形第二罐体上设有加热介质入口，所述卧式圆形第一罐体的一端设有氮气入口及降粘剂入口，另一端设有一出口，所述氮气入口通过管线穿过所述卧式圆形第二罐体连接所述增压加热设备的出口端；
加热介质存储构件，其通过管道与所述加热介质入口连接，并向所述卧式圆形第二罐体内输送加热介质，所述加热器对加热介质进行加热，且加热介质将热量传递给降粘剂；
其中，当降粘剂的温度达到一定温度时，所述卧式圆形第一罐体内的氮气携带该降粘剂经所述出口进入井口或者位于所述井口处的油管。
本发明通过气液混配构件将高温高压的氮气携同适应单井原油解堵降粘最佳效果浓度的工作液经井筒入注到井底油层及近井地带，能最大限度的波及到能够采集的油层范围，实现最大能量的热能和化学药剂的有机组合，提升了稠油开采的效率。
将移动式的制氮构件通过外保温高压连接管线连接到气液混配构件，高温高压的氮气和降粘剂在卧式圆形第一罐体内进行热交换，同时卧式圆形第二罐体内的加热介质对卧式圆形第一罐体进行保温，也在一定程度上对降粘剂进行加热，从而将降粘剂加热至一定的温度，此时，高温高压氮气携带加热后的降粘剂通过硬管线连接至井口清蜡闸门清蜡接口端或油管放喷管连接端。
热氮在入井下注的同时携带高温的药剂同时入注井筒进井底油层及近井地带，二者均同时具备足够的热值，且液体的比热容大于常规的任何一种物质，热值轻易不会丢失，再加之氮气特有的惰性的物理性质，隔热效果特别好，入注到井底油层和近井地带的药剂恒温效果持久，可大大延长药剂与稠油组分的反应时间，增大药剂在油层的波及范围，增强原油的流动性，大幅度提升开采效率。热氮属纯干燥惰性气体，在携同复合解堵降粘剂热注时，不会与井下物质发生化学反应，不会稀释降粘剂的浓度和降低降粘剂的功效，在很大程度上助推了化学药剂的性能，同时不会增加原油的水分，因此对原油采出后的脱水炼制没有任何影响。
加热介质存储构件还包括设置有螺旋搅拌器、篮式过滤器、旋塞阀以及手动阀等。
管线和管道为流体无缝钢管，采用不锈钢316材质管汇。
本发明提供的原油采油装置通过热传递原理，将高温热氮的热值传导给用时配定值的降粘剂，例如为复合解堵降粘剂，让注入井筒热氮的热值借助于液体药液携热、保热的功能，从而延长了热氮的有效注井深度和降低了热氮的热损耗，更加有效地延长和增加了热氮在稠油开采领域的独特功效。实现气液同注，既缩短了单井施工时间，同时倍增了热氮和复合解堵降粘剂在井筒和近井地带及油层的有效反应时间，足够持久有效的热值加上氮气和复合解堵剂降粘剂自身的功效，给稠油、超稠油和特超稠油的顺利开采带来了捷径，大大降低了传统蒸汽化学药剂复合吞吐采油的运营成本，规避了传统蒸汽采油的若干弊端。
优选的是，所述的原油采油装置中，所述加热介质为煤油或煤气。
优选的是，所述的原油采油装置中，所述卧式圆形第一罐体内还设置有螺旋盘管。该卧式圆形第一罐体内还设置有压力表，且承压能力大于等于45MPa，并且还可通过调节制氮构件中氮气的加热温度、氮气与降粘剂的配比以及加热介质的加热温度调节卧式圆形第一罐体内降粘剂的温度。
优选的是，所述的原油采油装置中，所述加热介质将所述降粘剂的温度升高至90~200℃。
优选的是，所述的原油采油装置中，该原油采油装置还包括：
第一流量计，其设置在所述加热介质输送构件与所述加热介质入口之间的管道上，以检测所述加热介质的流量；
第二流量计，其设置在所述出口与所述井口或者所述井口处的油管之间的管线上，以检测所述出口处物质的流出速度。
其中，还可增加控制系统，例如为德国西门子的S7-200，通过检测流量计的流量、氮气的压力、降粘剂的温度等，可通过软件计算降粘剂的密度。
优选的是，所述的原油采油装置中，所述卧式圆形第一罐体的容积不大于3m³。
本发明还提供了一种使用所述的原油采油装置进行采油的方法，包括：
通过煤油或者煤气对气液混配构件中的降粘剂进行加热以及通过制氮构件制备的高温高压的氮气在气液混配构件中与降粘剂进行热交换，使得高温高压的氮气携带降粘剂同时进入井底油层和近井地带，以及所述降粘剂对原油进行稀释，从而完成采油过程。
优选的是，所述的原油采油方法，具体包括以下步骤：
步骤一、制氮机制备的氮气进入增压加热设备，所述氮气依次经过所述增压加热设备中的增压泵的增压以及加热器件的加热后，得到高温高压的氮气；
步骤二、将降粘剂加入到卧式圆形第一罐体内，将所述高温高压的氮气通过氮气入口加入到卧式圆形第一罐体内，并调节所述降粘剂和所述高温高压的氮气的比例，然后将加热介质从加热介质存储构件中经加热介质入口输送至卧式圆形第二罐体内，所述卧式圆形第二罐体内的加热器对所述降粘剂进行加热，所述加热介质将热量传递至降粘剂，以使得所述降粘剂的温度升高至90~200℃；
步骤三、所述高温高压的氮气携带加热后的降粘剂经卧式圆形第一罐体的出口进入井口或者位于所述井口处的油管，以使得所述高温高压的氮气和所述加热后的降粘剂同时进入井底油层和近井地带。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明所述的原油采油装置缩短了单井施工时间，同时倍增了热氮和降粘剂在井筒和近井地带及油层的有效反应时间，足够持久有效的热值加上氮气和降粘剂自身的功效，给稠油、超稠油和特超稠油的顺利开采带来了捷径，大大降低了传统蒸汽化学药剂复合吞吐采油的运营成本，规避了传统蒸汽采油的若干弊端。
2、本发明所述的原油采油装置以及采油方法的适用范围广，适用于稠油开采、低产低渗透油井的开采以及井筒清蜡解堵、油层降粘/凝等领域。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例中所述的原油采油装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供了一种原油采油装置，包括：
制氮构件1，其包括制氮机110以及与所述制氮机110的出口端连接的增压加热设备120，以对制氮机110产生的氮气进行增压和加热；
气液混配构件2，其包括卧式圆形第一罐体、套设所述卧式圆形第一罐体的卧式圆形第二罐体以及容置在所述卧式圆形第二罐体内的加热器，所述卧式圆形第二罐体上设有加热介质入口210，所述卧式圆形第一罐体的一端设有氮气入口220及降粘剂入口230，另一端设有一出口240，所述氮气入口220通过管线穿过所述卧式圆形第二罐体连接所述增压加热设备120的出口端；
加热介质存储构件3，其通过管道与所述加热介质入口210连接，并向所述卧式圆形第二罐体内输送加热介质，所述加热器对加热介质进行加热，且加热介质将热量传递给降粘剂；
其中，当降粘剂的温度达到一定温度时，所述卧式圆形第一罐体内的氮气携带该降粘剂经所述出口进入井口4或者位于所述井口4处的油管。
该实施例通过气液混配构件2将高温高压的氮气携同适应单井原油解堵降粘最佳效果浓度的工作液经井筒入注到井底油层及近井地带，能最大限度的波及到能够采集的油层范围，实现最大能量的热能和化学药剂的有机组合，提升了稠油开采的效率。
将移动式的制氮构件1通过外保温高压连接管线连接到气液混配构件2，高温高压的氮气和降粘剂在卧式圆形第一罐体内进行热交换，同时卧式圆形第二罐体内的加热介质对卧式圆形第一罐体进行保温，也在一定程度上对降粘剂进行加热，从而将降粘剂加热至一定的温度，此时，高温高压氮气携带加热后的降粘剂通过硬管线连接至井口清蜡闸门清蜡接口端或油管放喷管连接端。
热氮在入井下注的同时携带高温的药剂同时入注井筒进井底油层及近井地带，二者均同时具备足够的热值，且液体的比热容大于常规的任何一种物质，热值轻易不会丢失，再加之氮气特有的惰性的物理性质，隔热效果特别好，入注到井底油层和近井地带的药剂恒温效果持久，可大大延长药剂与稠油组分的反应时间，增大药剂在油层的波及范围，增强原油的流动性，大幅度提升开采效率。热氮属纯干燥惰性气体，在携同复合解堵降粘剂热注时，不会与井下物质发生化学反应，不会稀释降粘剂的浓度和降低降粘剂的功效，在很大程度上助推了化学药剂的性能，同时不会增加原油的水分，因此对原油采出后的脱水炼制没有任何影响。
加热介质存储构件3还包括设置有螺旋搅拌器、篮式过滤器、旋塞阀以及手动阀等。且管线和管道为流体无缝钢管，采用不锈钢316材质管汇。
该实施例所述的原油采油装置通过热传递原理，将高温热氮的热值传导给用时配定值的降粘剂，例如为复合解堵降粘剂，让注入井筒热氮的热值借助于液体药液携热、保热的功能，从而延长了热氮的有效注井深度和降低了热氮的热损耗，更加有效地延长和增加了热氮在稠油开采领域的独特功效。实现气液同注，既缩短了单井施工时间，同时倍增了热氮和复合解堵降粘剂在井筒和近井地带及油层的有效反应时间，足够持久有效的热值加上氮气和复合解堵剂降粘剂自身的功效，给稠油、超稠油和特超稠油的顺利开采带来了捷径，大大降低了传统蒸汽化学药剂复合吞吐采油的运营成本，规避了传统蒸汽采油的若干弊端。
例如，所述加热介质为煤油或煤气，所述卧式圆形第一罐体内还设置有螺旋盘管。该卧式圆形第一罐体内还设置有压力表，且承压能力大于等于45MPa，并且还可通过调节制氮构件中氮气的加热温度、氮气与降粘剂的配比以及加热介质的加热温度调节卧式圆形第一罐体内降粘剂的温度，所述加热介质将所述降粘剂的温度升高至90~200℃。
在其中一个实施例中，该原油采油装置还包括：
第一流量计，其设置在所述加热介质输送构件与所述加热介质入口之间的管道上，以检测所述加热介质的流量；
第二流量计，其设置在所述出口与所述井口或者所述井口处的油管之间的管线上，以检测所述出口处物质的流出速度。
其中，还可增加控制系统，例如为德国西门子的S7-200，通过检测流量计的流量、氮气的压力、降粘剂的温度等，可通过软件计算降粘剂的密度。
在其中一个实施例中，所述卧式圆形第一罐体的容积不大于3m³。
并且，本发明还提供了一种使用所述的原油采油装置进行采油的方法，包括以下步骤：
步骤一、制氮机制备的氮气进入增压加热设备，所述氮气依次经过所述增压加热设备中的增压泵的增压以及加热器件的加热后，得到高温高压的氮气；
步骤二、将降粘剂加入到卧式圆形第一罐体内，将所述高温高压的氮气通过氮气入口加入到卧式圆形第一罐体内，并调节所述降粘剂和所述高温高压的氮气的比例，然后将加热介质从加热介质存储构件中经加热介质入口输送至卧式圆形第二罐体内，所述卧式圆形第二罐体内的加热器对所述降粘剂进行加热，所述加热介质将热量传递至降粘剂，以使得所述降粘剂的温度升高至90~200℃；
步骤三、所述高温高压的氮气携带加热后的降粘剂经卧式圆形第一罐体的出口进入井口或者位于所述井口处的油管，以使得所述高温高压的氮气和所述加热后的降粘剂同时进入井底油层和近井地带。例如，降粘剂在出口处的温度为90~120℃，降粘剂的氮气在出口处的压力大于等于35MPa，降粘剂的排量为1200L/h，氮气的排量为1200Nm³/h。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种原油采油装置，其特征在于，包括：
制氮构件，其包括制氮机以及与所述制氮机的出口端连接的增压加热设备，以对制氮机产生的氮气进行增压和加热；
气液混配构件，其包括卧式圆形第一罐体、套设所述卧式圆形第一罐体的卧式圆形第二罐体以及容置在所述卧式圆形第二罐体内的加热器，所述卧式圆形第二罐体上设有加热介质入口，所述卧式圆形第一罐体的一端设有氮气入口及降粘剂入口，另一端设有一出口，所述氮气入口通过管线穿过所述卧式圆形第二罐体连接所述增压加热设备的出口端；
加热介质存储构件，其通过管道与所述加热介质入口连接，并向所述卧式圆形第二罐体内输送加热介质，所述加热器对加热介质进行加热，且加热介质将热量传递给降粘剂；
其中，当降粘剂的温度达到一定温度时，所述卧式圆形第一罐体内的氮气携带该降粘剂经所述出口进入井口或者位于所述井口处的油管。
2.如权利要求1所述的原油采油装置，其特征在于，所述加热介质为煤油或煤气。
3.如权利要求1所述的原油采油装置，其特征在于，所述卧式圆形第一罐体内还设置有螺旋盘管。
4.如权利要求1所述的原油采油装置，其特征在于，所述加热介质将所述降粘剂的温度升高至90~200℃。
5.如权利要求1所述的原油采油装置，其特征在于，还包括：
第一流量计，其设置在所述加热介质输送构件与所述加热介质入口之间的管道上，以检测所述加热介质的流量；
第二流量计，其设置在所述出口与所述井口或者所述井口处的油管之间的管线上，以检测所述出口处物质的流出速度。
6.如权利要求1所述的原油采油装置，其特征在于，所述卧式圆形第一罐体的容积不大于3m³。
7.一种使用如权利要求1~6任一项所述的原油采油装置进行采油的方法，其特征在于，包括：
通过煤油或者煤气对气液混配构件中的降粘剂进行加热以及通过制氮构件制备的高温高压的氮气在气液混配构件中与降粘剂进行热交换，使得高温高压的氮气携带降粘剂同时进入井底油层和近井地带，以及所述降粘剂对原油进行稀释，从而完成采油过程。
8.如权利要求7所述的原油采油的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、制氮机制备的氮气进入增压加热设备，所述氮气依次经过所述增压加热设备中的增压泵的增压以及加热器件的加热后，得到高温高压的氮气；
步骤二、将降粘剂加入到卧式圆形第一罐体内，将所述高温高压的氮气通过氮气入口加入到卧式圆形第一罐体内，并调节所述降粘剂和所述高温高压的氮气的比例，然后将加热介质从加热介质存储构件中经加热介质入口输送至卧式圆形第二罐体内，所述卧式圆形第二罐体内的加热器对所述降粘剂进行加热，所述加热介质将热量传递至降粘剂，以使得所述降粘剂的温度升高至90~200℃；
步骤三、所述高温高压的氮气携带加热后的降粘剂经卧式圆形第一罐体的出口进入井口或者位于所述井口处的油管，以使得所述高温高压的氮气和所述加热后的降粘剂同时进入井底油层和近井地带。
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