CN107989578B - 一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法，属于石油开采领域。本发明提供的排液系统包括井下系统及地面系统，所述井下系统包括连续油管、射流泵、封隔器等工具；所述地面系统包括：与所述连续油管密封连通的第一管线；与环形空间密封连通的第二管线，在所述第二管线上设置有与所述第一管线连通的气液分离器；以及分别与所述第一管线和所述气液分离器连通的第三管线，在所述第三管线上设置有氮气入口；且在所述第三管线上、靠近所述气液分离器的一端设置有第一阀。本发明提供的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法可使氮气循环再利用，达到有效排出井下地层产出液，降低氮气的用量，节约费用以及提高排液效果的目的。

Description

一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法。

背景技术

在油田的油、气井试油过程中，许多井由于射孔后不具备自喷能力，或者在油、气井措施改造后，靠其自身能力不足以把措施改造液排出，需要进行排液作业，尤其是对于低孔低渗储层和低压储层，需要进行排液作业的井更多，因此随着油气田开发的不断深入，油田对排液技术的需求更加强烈。在多数低产低渗透油田的勘探开发工作中，排液技术成为影响油田油气试油产量和后期生产的重要因素之一。

目前，国内外在油气生产中通常利用连续油管氮气排液技术进行排液作业，其原理是将小尺寸连续油管下到油管或套管内，用制氮泵车或液氮泵车往连续油管内注入氮气，以降低井内回压，增加地层生产压差，进行排液。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的连续油管氮气排液技术不能够使氮气进行循环利用，造成氮气浪费、生产费用较高、且不能有效地排出井内流体。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统，包括地面系统及井下系统，所述井下系统包括：底部密封的套管；位于所述套管的内部的油管；以及位于所述油管的内部、且与所述油管形成有环形空间的连续油管，在所述连续油管的下方设置有射流泵和用于座封于所述油管上的封隔器；所述地面系统包括：

与所述连续油管密封连通的第一管线；

与所述环形空间密封连通的第二管线，在所述第二管线上设置有与所述第一管线连通的气液分离器；

以及分别与所述第一管线和所述气液分离器连通的第三管线，在所述第三管线上设置有氮气入口，且在所述第三管线上、靠近所述气液分离器的一端设置有第一阀。

优选地，所述封隔器为卡瓦封隔器。

进一步地，在所述第二管线上还设置有液灌，所述液灌通过第三阀与所述气液分离器连通，且通过第二阀与所述环形空间连通；且所述气液分离器与所述环形空间之间还设置有第四阀。

进一步地，在所述第三管线上还设置有氮气出口，且在所述氮气出口处设置有用于关闭所述氮气出口的第五阀，在所述氮气入口处设置有用于关闭所述氮气入口的第六阀；在所述第三管线与所述第一管线连接处还设置有第七阀。

进一步地，在所述第一管线上设置有增压机。

优选地，所述第一管线通过连续油管车与所述连续油管连接。

进一步地，在所述油管和所述套管的上方还设置有采油树，所述连续油管穿过所述采油树与所述第一管线连通；所述环形空间通过所述采油树与所述第二管线连通。

优选地，在所述连续油管和所述采油树的连接处还设置有连续油管防喷器。

优选地，在所述采油树和所述第二管线之间还设置有生产阀门。

进一步地，本发明还提供一种连续油管可再循环氮气射流泵排液方法，包括以下步骤：

步骤一：连接所述地面系统和所述井下系统，下放所述连续油管；具体操作为：

连接所述地面系统，将连接有所述封隔器和所述射流泵的所述连续油管下放到所述油管的预定位置处，使所述封隔器座封所述油管；

步骤二：供氮气，启动所述增压机，排出井内流体；具体操作为：

关闭所述第一阀、所述第三阀、所述第四阀和所述第五阀，打开所述第二阀、所述第六阀和所述第七阀，启动所述增压机，从所述氮气入口开始供氮气，氮气经所述增压机进入所述连续油管中，并通过所述射流泵泵入所述油管中，进而使井内流体进入所述封隔器以上的所述环形空间中，并通过与所述环形空间连通的所述第二管线排出，进入所述液罐中；

步骤三：变换流体的出液方向，使流体进入所述气液分离器中；具体操作为：

待在流体出口见到氮气时，关闭所述第二阀，打开所述第三阀和所述第四阀，变换流体的出液方向，使流体进入所述气液分离器，流体经所述气液分离器分离后，分离出的液体经过所述第三阀进入所述液罐中，分离出的气体经过所述第一阀和所述第七阀进入所述增压机；

步骤四：停止供氮气，持续进行连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

当从所述氮气入口进入所述排液系统的氮气满足排液氮气量时，关闭所述第六阀，停止供氮气，在此过程中，从所述气液分离器分离出的氮气经所述增压机进入所述连续油管中，并通过所述射流泵泵入所述油管中，使井内流体进入所述封隔器以上的所述环形空间中，并通过与所述环形空间连通的所述第二管线排出，进入所述气液分离器中，流体经所述气液分离器分离后，分离出的液体经过所述第三阀进入所述液罐中，分离出的气体经过所述第一阀和所述第七阀又进入所述增压机，实现氮气的循环；

步骤五：停止连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

待排液量满足要求时，关闭所述增压机，待所述液灌中无返出流体后，关闭所述第七阀，打开所述第五阀，排出氮气；待不再有氮气从所述氮气出口排出时，起出连接有所述封隔器和所述射流泵的所述连续油管，拆除所述地面系统。

进一步地，该排液方法还包括：在排液之前，收集待排液井的资料，根据所述资料选择满足所述排液井要求的所述地面系统和所述井下系统的规格。

优选地，所述收集待排液井的资料包括油藏类型、原始地层压力、原始地层温度、生产层厚度、油层中部深度、油管下入深度、井下工具情况、套管外径、套管内径、油管外径、油管内径、储层平均孔隙度、储层平均渗透率、含油饱和度、产油量、产水量和产气量数据等。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：提供一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法，解决了现有的连续油管氮气排液技术无法循环利用氮气的问题。具体地，本发明实施例通过设置合理的地面系统和井下系统，分离井下排出的流体，使氮气循环再利用，实现氮气可再循环排液，达到有效排出井下地层产出液，降低氮气的用量，节约费用以及提高排液效果的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、油管；

2、连续油管；

3、封隔器；

4、第一管线；

5、第二管线；

6、第三管线；

7、液罐；

8、气液分离器；

9、增压机；

10、氮气入口；

11、氮气出口；

12、连续油管车；

13、射流泵；

14、采油树；

15、连续油管防喷器；

16、生产阀门；

17、套管；

18、第一阀；19、第二阀；20、第三阀；21、第四阀；22、第五阀；

23、第六阀；24、第七阀；

X、环形空间。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本发明实施例提供一种连续油管可再循环氮气射流泵排液系统，如图1所示，该排液系统包括地面系统及井下系统，所述井下系统包括：底部密封的套管17；位于套管17的内部的油管1；以及位于油管1的内部、且与油管1形成有环形空间X的连续油管2，在连续油管2的下方设置有射流泵13和用于座封于油管1上的封隔器3；所述地面系统包括：

与连续油管2密封连通的第一管线4；

与环形空间X密封连通的第二管线5，在第二管线5上设置有与第一管线4连通的气液分离器8；

以及分别与第一管线4和气液分离器8连通的第三管线6，在第三管线6上设置有氮气入口10，且在第三管线6上、靠近气液分离器8的一端设置有第一阀18。

需要说明的是，射流泵13设置在连续油管2的下方靠近封隔器3的位置上，射流泵13用于将氮气泵入油管1中，并为井内流体的返出提供动力。且在实际操作中，根据待排液井的实际情况，选择并连接满足待排液井要求的地面系统和井下系统。

本发明实施例提供的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统的工作原理为：将连接有增压机9和射流泵13的连续油管2下放到油管1中某预定位置处，使封隔器3座封油管1的环形空间X。关闭第一阀18，从氮气入口10开始供氮气，氮气经第一管线4进入连续油管2中，并经射流泵13泵入油管1中，进而使井内流体进入封隔器3以上的环形空间X中，并进一步通过与环形空间X连通的第二管线5排出，进入气液分离器8中进行分离(进入气液分离器8内的流体夹杂氮气和少量可燃气体，比如甲烷)；然后打开第一阀18，分离出的液体从气液分离器8的底部排出，而由于气液分离器8与第一管线4连通，分离出的气体又进入第一管线4，并进一步通过连续油管2和射流泵13泵入油管1中，从而实现氮气的循环再利用。

本发明实施例提供的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统通过设置合理的地面系统和井下系统，分离井下排出的流体，使氮气循环再利用，实现氮气可再循环排液，解决了现有的连续油管氮气排液技术无法循环利用氮气的问题，达到有效排出井下地层产出液，降低氮气的用量，节约费用以及提高排液效果的目的。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，由于在排液的前期，大量排出的流体只夹杂少量的氮气，为了减少气液分离器8的消耗，可在排液的前期，直接将流体排出到液灌7中，由此，在第二管线5上还可设置有液灌7，液灌7通过第三阀20与气液分离器8连通，且通过第二阀19与环形空间X连通；进一步地，气液分离器8与环形空间X之间还可设置有第四阀21。第二阀19、第三阀20、第四阀21用来控制所排出的流体的流向，也就是说，当关闭第三阀20和第四阀21，打开第二阀19时，从环形空间X返出的流体可直接流入液灌7中；当关闭第二阀19，打开第三阀20和第四阀21时，从环形空间X返出的流体可先流入气液分离器8中，被分离出的液体再流入液灌7中。在排液的初期，关闭第三阀20和第四阀21，打开第二阀19，使流体直接流入液灌7中，待在流体出口(该流体出口设置在采油树14和第二管线5之间，图未示出)见到足够多氮气时，关闭第二阀19，打开第三阀20和第四阀21，使得从环形空间X返出的流体可先流入气液分离器8中，被分离出的液体再流入液灌7，被分离出的氮气进入第一管线4中。这样一来，能大大减少气液分离器8的消耗，节约成本。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，封隔器3用于座封油管1，便于射流泵13泵出井内流体，本发明对封隔器3的类型没有具体限定，例如可以为卡瓦封隔器，具体操作中，当封隔器3随连续油管2一同下放到油管1中后，先上提连续油管2，再下放连续油管2即可实现封隔器3的座封。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，在第三管线6上还可设置有氮气出口11，且在氮气出口11处可设置有用于关闭氮气出口11的第五阀22，在氮气入口10处可设置有用于关闭氮气入口10的第六阀23；在第三管线6与第一管线4连接处还可设置有第七阀24。设置第五阀22、第六阀23和第七阀24用于控制氮气的流向。例如，打开第六阀23和第七阀24，关闭第五阀22时，可从氮气入口10供氮气，当排液完成后，关闭第六阀23和第七阀24，打开第五阀22，排液系统中的氮气从氮气出口11排出，其中在氮气出口11处可连接有点火头(图中未示出)，用于点燃从井中排出的少量的可燃气体，避免环境污染。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一管线4、第二管线5和第三管线6可以为单一管线，也可以为管线区域或管线网，例如，第三管线6是指将氮气输入到系统中或将氮气从系统中输出的管线区域或管线网，第一管线4是指将输入到系统中的氮气输送到连续油管2中的单一管线，第二管线5是指将氮气伴随井下流体直接输送到液灌7或经气液分离器8分离后输送到液灌7的管线区域或管线网，其中在第一管线4、第二管线5和第三管线6上可设置有多个阀(如上文所述)，以用来控制氮气和返出流体的流向，从而实现气液的分离以及氮气的循环。具体参照图1，本发明不限于这种管线和阀的设置方式，例如，也可将氮气入口10和氮气出口11设置在不同的管线上。且此外，可进一步地根据实际生产需要，在第一管线4、第二管线5和第三管线6上设置更多阀(比如在靠近各组件处设置阀)，以更有效地控制氮气和返出流体的流向。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，在第一管线4上设置有增压机9。增压机9用于增大输入到系统中的氮气的压力，为氮气进入所述井下系统提供动力。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，第一管线4通过连续油管车12与连续油管2连接，以便于将连续油管2下放到油管1中。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，在油管1和套管17的上方还设置有采油树14，设置采油树14一方面用于密封井口，另一方面便于与第一管线4和第二管线5连接。连续油管2可穿过采油树14与第一管线4连通；环形空间X可通过采油树14与第二管线5连通。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，在连续油管2和采油树14的连接处还设置有连续油管防喷器15，连续油管防喷器15用于密封连续油管2和采油树14的连接处，防止油管1或环形空间X中的井液从连接处溅出。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统中，进一步地，在采油树14和第二管线5之间还设置有生产阀门16，以方便对该排液系统进行生产控制。

本发明进一步地还提供了一种连续油管可再循环氮气射流泵排液的方法，包括以下步骤：

步骤一：连接所述地面系统和所述井下系统，下放连续油管2，具体操作为：

连接所述地面系统，将连接有封隔器3和射流泵13的连续油管2下放到油管1的预定位置处，使封隔器3座封油管1；

步骤二：供氮气，启动增压机9，排出井内流体；具体操作为：

关闭第一阀18、第三阀20、第四阀21和第五阀22，打开第二阀19、第六阀23和第七阀24，启动增压机9，从氮气入口10开始供氮气，氮气经增压机9进入连续油管2中，并通过射流泵13泵入油管1中，进而使井内流体进入封隔器3以上的环形空间X中，并通过与环形空间X连通的第二管线5排出，进入液罐7中；

步骤三：变换流体的出液方向，使流体进入气液分离器8中；具体操作为：

待在流体出口(该流体出口设置在采油树14和第二管线5之间，图未示出)见到足够多氮气时，关闭第二阀19，打开第三阀20和第四阀21，变换流体的出液方向，使流体进入气液分离器8，流体经气液分离器8分离后，分离出的液体经过第三阀20进入液罐7中，分离出的气体经过第一阀18和第七阀24进入增压机9；

步骤四：停止供氮气，持续进行连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

当从氮气入口10进入排液系统的氮气满足排液氮气量时，关闭第六阀23，停止供氮气，在此过程中，从气液分离器8分离出的氮气经增压机9进入连续油管2中，并通过射流泵13泵入油管1中，使井内流体进入封隔器3以上的环形空间X中，并通过与环形空间X连通的第二管线5排出，进入气液分离器8中，流体经气液分离器8分离后，分离出的液体经过第三阀20进入液罐7中，分离出的气体经过第一阀18和第七阀24又进入增压机9，实现氮气的循环；

步骤五：停止连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

待排液量满足要求时，关闭增压机9，待液灌7中无返出流体后，关闭第七阀24，打开第五阀22，排出氮气；待不再有氮气从氮气出口11排出时，起出连接有封隔器3和射流泵13的连续油管2，拆除地面系统。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液方法中，该排液方法还包括：在排液之前，收集待排液井的资料，根据所述资料选择满足所述排液井要求的地面系统和井下系统的规格；连接所述地面系统和所述井下系统；进一步地，可对地面系统进行试压。

在上述的连续油管可再循环氮气射流泵排液方法中，所述收集待排液井的资料包括油藏类型、原始地层压力、原始地层温度、生产层厚度、油层中部深度、油管下入深度、井下工具情况、套管外径、套管内径、油管外径、油管内径、储层平均孔隙度、储层平均渗透率、含油饱和度、产油量、产水量和产气量数据等，根据这些资料可选择地面系统和井下系统的规格，并预估待排液量和待排液井所需的排液氮气量。

本发明实施例提供的连续油管可再循环氮气射流泵排液系统及方法能根据具体井况，通过设置合理的地面系统及井下系统，分离井下排出的流体，使氮气循环再利用，实现氮气可再循环排液，达到有效排出井下地层产出液，降低氮气的用量，节约费用以及提高排液效果的目的。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，所述连续油管可再循环氮气射流泵排液系统包括地面系统及井下系统，所述井下系统包括：底部密封的套管(17)；位于所述套管(17)的内部的油管(1)；以及位于所述油管(1)的内部、且与所述油管(1)形成有环形空间(X)的连续油管(2)，在所述连续油管(2)的下方设置有射流泵(13)和用于座封于所述油管(1)上的封隔器(3)；所述地面系统包括：

与所述连续油管(2)密封连通的第一管线(4)；

与所述环形空间(X)密封连通的第二管线(5)，在所述第二管线(5)上设置有与所述第一管线(4)连通的气液分离器(8)；

以及分别与所述第一管线(4)和所述气液分离器(8)连通的第三管线(6)，在所述第三管线(6)上设置有氮气入口(10)，且在所述第三管线(6)上、靠近所述气液分离器(8)的一端设置有第一阀(18)；

在所述第二管线(5)上还设置有液罐(7)，所述液罐(7)通过第三阀(20)与所述气液分离器(8)连通，且通过第二阀(19)与所述环形空间(X)连通；且所述气液分离器(8)与所述环形空间(X)之间还设置有第四阀(21)；

在所述第三管线(6)上还设置有氮气出口(11)，且在所述氮气出口(11)处设置有用于关闭所述氮气出口(11)的第五阀(22)，在所述氮气入口(10)处设置有用于关闭所述氮气入口(10)的第六阀(23)；在所述第三管线(6)与所述第一管线(4)连接处还设置有第七阀(24)；

在所述第一管线(4)上设置有增压机(9)；

所述使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法包括以下步骤：

步骤一：连接所述地面系统和所述井下系统，下放所述连续油管(2)；具体操作为：

连接所述地面系统，将连接有所述封隔器(3)和所述射流泵(13)的所述连续油管(2)下放到所述油管(1)的预定位置处，使所述封隔器(3)座封所述油管(1)；

步骤二：供氮气，启动所述增压机(9)，排出井内流体；具体操作为：

关闭所述第一阀(18)、所述第三阀(20)、所述第四阀(21)和所述第五阀(22)，打开所述第二阀(19)、所述第六阀(23)和所述第七阀(24)，启动所述增压机(9)，从所述氮气入口(10)开始供氮气，氮气经所述增压机(9)进入所述连续油管(2)中，并通过所述射流泵(13)泵入所述油管(1)中，进而使井内流体进入所述封隔器(3)以上的所述环形空间(X)中，并通过与所述环形空间(X)连通的所述第二管线(5)排出，进入所述液罐(7)中；

步骤三：变换流体的出液方向，使流体进入所述气液分离器(8)中；具体操作为：

待在流体出口见到氮气时，关闭所述第二阀(19)，打开所述第三阀(20)和所述第四阀(21)，变换流体的出液方向，使流体进入所述气液分离器(8)，流体经所述气液分离器(8)分离后，分离出的液体经过所述第三阀(20)进入所述液罐(7)中，分离出的气体经过所述第一阀(18)和所述第七阀(24)进入所述增压机(9)；

步骤四：停止供氮气，持续进行连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

当从所述氮气入口(10)进入所述排液系统的氮气满足排液氮气量时，关闭所述第六阀(23)，停止供氮气，在此过程中，从所述气液分离器(8)分离出的氮气经所述增压机(9)进入所述连续油管(2)中，并通过所述射流泵(13)泵入所述油管(1)中，使井内流体进入所述封隔器(3)以上的所述环形空间(X)中，并通过与所述环形空间(X)连通的所述第二管线(5)排出，进入所述气液分离器(8)中，流体经所述气液分离器(8)分离后，分离出的液体经过所述第三阀(20)进入所述液罐(7)中，分离出的气体经过所述第一阀(18)和所述第七阀(24)又进入所述增压机(9)，实现氮气的循环；

步骤五：停止连续油管可再循环氮气射流泵排液；具体操作为：

待排液量满足要求时，关闭所述增压机(9)，待所述液罐(7)中无返出流体后，关闭所述第七阀(24)，打开所述第五阀(22)，排出氮气；待不再有氮气从所述氮气出口(11)排出时，起出连接有所述封隔器(3)和所述射流泵(13)的所述连续油管(2)，拆除所述地面系统。

2.根据权利要求1所述的使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，所述第一管线(4)通过连续油管车(12)与所述连续油管(2)连接。

3.根据权利要求2所述的使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，在所述油管(1)和所述套管(17)的上方还设置有采油树(14)，所述连续油管(2)穿过所述采油树(14)与所述第一管线(4)连通；所述环形空间(X)通过所述采油树(14)与所述第二管线(5)连通。

4.根据权利要求3所述的使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，在所述连续油管(2)和所述采油树(14)的连接处还设置有连续油管防喷器(15)。

5.根据权利要求1所述的使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，该方法还包括：在排液之前，收集待排液井的资料，根据所述资料选择满足所述排液井要求的所述地面系统和所述井下系统的规格。

6.根据权利要求5所述的使用连续油管可再循环氮气射流泵排液系统进行排液的方法，其特征在于，所述收集待排液井的资料包括油藏类型、原始地层压力、原始地层温度、生产层厚度、油层中部深度、油管下入深度、井下工具情况、套管外径、套管内径、油管外径、油管内径、储层平均孔隙度、储层平均渗透率、含油饱和度、产油量、产水量和产气量数据。

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