CN109025888A - 一种海上热采平台井口放喷和计量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上热采平台井口放喷和计量装置及方法，其包括热采井口、两放喷兼计量分离器、旋流除砂系统和放喷气冷却系统；第一放喷兼计量分离器的入口经放喷兼计量管汇与热采井口相连，该分离器的气相出口和液相出口分别与放喷气冷却系统和旋流除砂系统相连；第二放喷兼计量分离器的入口经第二放喷兼计量管线与热采井口相连，气相出口分别与放喷气冷却系统的入口和第二放喷兼计量分离器的液相出口相连，液相出口与旋流除砂系统相连；旋流除砂系统的入口经生产管汇与热采井口相连，出口与下游生产分离器相连；放喷气冷却系统的出口与海上平台的放空系统和闭排系统相连。本发明可广泛应用于海上平台热采领域中。

Description

一种海上热采平台井口放喷和计量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种井口放喷和计量装置及方法，特别是涉及一种海上热采平台井口放喷和计量装置及方法。

背景技术

稠油热采是通过热力手段提高油藏温度、改善原油流动性、提高单井产能及油田采收率的有效开发方式。渤海油田的稠油储量较大，但是由于油品粘度大，必须通过热采的方式进行开采。海上平台实施热采操作，在很大程度上改变了生产井的特征。热采操作通常会经历注热、焖井、放喷、停喷后换机采管柱等过程。热采工艺最典型的生产特征为生产初期产出液温度高；放喷期间产气量大，峰值高，放喷气中水蒸气和氮气含量高，尤其是放喷初期最为明显；产量变化幅度较大，流量振荡剧烈给单井计量带来困难；热采井出砂风险高等。这些都对海上平台传统的井口工艺生产流程提出了挑战。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上热采平台井口放喷和计量装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：其包括热采井口、第一放喷兼计量分离器、第二放喷兼计量分离器、旋流除砂系统以及放喷气冷却系统；所述第一放喷兼计量分离器的入口通过第一放喷兼计量管汇与所述热采井口相连，所述第一放喷兼计量分离器的气相出口与所述放喷气冷却系统的入口相连，液相出口与所述旋流除砂系统的入口相连；所述第二放喷兼计量分离器的入口通过第二放喷兼计量管线与所述热采井口相连，所述第二放喷兼计量分离器的气相出口通过管线分别与所述放喷气冷却系统的入口和第二放喷兼计量分离器的液相出口相连，所述第二放喷兼计量分离器的液相出口与所述旋流除砂系统的入口相连；所述旋流除砂系统的入口通过生产管汇与所述热采井口相连，所述旋流除砂系统的出口与下游生产分离器相连；所述放喷气冷却系统的出口与海上平台的放空系统和闭排系统相连。

所述第一放喷兼计量分离器的液相出口与所述第二放喷兼计量分离器的入口之间设置有第一分支管线，且所述第一分支管线上设置有第一分支阀门；连接所述第一放喷兼计量分离器的液相出口与所述旋流除砂系统的入口之间的管线上设置有第二分支阀门，所述第一分支阀门和第二分支阀门共同配合，实现物流走向的切换功能。

所述第二放喷兼计量分离器的入口处设置单井加热器。

所述旋流除砂系统包括生产管线、旋流除砂器以及至少一个临时储砂罐；所述旋流除砂器的入口作为所述旋流除砂系统的入口，通过所述生产管线与所述生产管汇相连，所述旋流除砂器的液相出口作为所述旋流除砂系统的液相出口与下游的生产分离器相连，所述旋流除砂器底部通过排放管线与各所述临时储砂罐相连。

所述生产管汇的下游管线还设置有水源井或高含水井液掺入接口，水源井或高含水井通过所述水源井或高含水井液掺入接口与所述旋流除砂器的入口相连通。

所述旋流除砂器与各所述临时储砂罐采用可拆卸快速接头连接。

各所述临时储砂罐为可移动设备，且所述临时储砂罐上设置吊耳。

所述生产管汇、第一放喷兼计量管线、第二放喷兼计量管线上均设置有用于实现热采井口流向选择的切换功能的阀门。

一种海上热采平台井口放喷和计量方法，包括以下步骤：1)当处于放喷工况时，同时打开热采井口与第一放喷兼计量管汇、第一放喷兼计量分离器液相出口与第二放喷兼计量分离器入口之间的阀门，使得热采井的产出物经两级沉降处理后输送至旋流除砂系统和放喷气冷却系统；2)当同时处于低温井计量和热采井放喷两个工况时，打开低温井口与第二放喷兼计量管汇之间的阀门，并关闭第一放喷兼计量分离器和第二放喷兼计量分离器之间的阀门，使得热采井和低温井口分别进入放喷操作和低温处理操作。

所述步骤1)中，热采井的产出物经两级沉降处理后输送至旋流除砂系统和放喷气冷却系统的方法，包括以下步骤：1.1)第一放喷兼计量分离器对热采井的产出物进行缓冲和气液分离后，液相进入放喷兼计量分离器进行计量，气相进入放喷气冷却系统；1.2)第二放喷兼计量分离器对由热采井口和第一放喷兼计量分离器输出的产出物进行缓冲和气液分离；1.3)旋流除砂系统对由生产管汇、第一放喷兼计量分离器和第二放喷兼计量分离器进入的生产物进行除砂处理后，输送至下游的生产分离器进行进一步的油水分离处理，旋流除砂器底部的砂和杂质定期手动排放至各临时储砂罐，临时储砂罐通过支持船定期外运至陆地；1.4)放喷气冷却系统中，放喷气冷却器对高温放喷气进行冷却后，输送至放喷气涤气罐进行气液分离，分离后的气相输送至海上平台放空系统，液相输送至海上平台闭排系统。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在热采井口同时设置有生产处理系统以及两套放喷兼计量系统，能够适应热采井存在放喷工况且放喷期产量变化大的特点，消除了热采井放喷工况给下游流程带来的影响。2、本发明设置的两套放喷兼计量系统，可以实现串/并联切换，适用于热采井的不同工况，提高了对放喷井的计量精度。3、本发明由于设置有放喷气冷却器和放喷器涤气罐，能够对高温放喷气进行冷却沉降处理，避免了高温热采放喷气直接泄放对平台安全产生影响。4、本发明设置有旋流除砂流程，能够应对热采井出砂风险高的特点，同时设计可移动式储砂罐方便脱出砂外运处理。5、本发明在生产管汇下游与旋流除砂器入口连接处，掺入水源井或高含水井液，保证旋流除砂的效果。6、本发明将第二放喷兼计量分离器的气相出口与液相出口相连通，用于将井口氮气含量少的低温井气相回收至工艺系统，避免浪费，且能够现场根据单井化验结果自行判断天然气放空还是回收到工艺系统，灵活性高。因此，本发明可以广泛应用于海上平台热采技术领域中。

附图说明

图1是本发明海上热采平台井口放喷和计量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其包括：热采井口1、第一放喷兼计量分离器2、第二放喷兼计量分离器3、旋流除砂系统4以及放喷气冷却系统5。其中，第一放喷兼计量分离器2的入口通过第一放喷兼计量管汇6与热采井口1相连，第一放喷兼计量分离器2的气相出口与放喷气冷却系统5的入口相连，液相出口与旋流除砂系统4的入口相连；第二放喷兼计量分离器3的入口通过第二放喷兼计量管线7与热采井口1相连，第二放喷兼计量分离器3的气相出口与放喷气冷却系统5的入口和第二放喷兼计量分离器3的液相出口相连，第二放喷兼计量分离器3的液相出口与旋流除砂系统4的入口相连；旋流除砂系统4的入口还通过生产管汇8与热采井口1相连，旋流除砂系统4的出口与下游生产分离器相连；放喷气冷却系统5的出口与海上平台的放空系统和闭排系统相连。

进一步，第一放喷兼计量分离器2的液相出口与第二放喷兼计量分离器3的入口之间设置有第一分支管线，且第一分支管线上设置有第一分支阀门，连接第一放喷兼计量分离器2的液相出口与旋流除砂系统4的入口之间的管线上设置有第二分支阀门，第一分支阀门和第二分支阀门共同配合，实现物流走向的切换功能。

进一步，第二放喷兼计量器3的入口处设置单井加热器9，用于热采井生产后期，井口温度下降时，对热采井产出物进行加热。

进一步，第二放喷兼计量器3的气相出口和液相出口之间的管道上设置有阀门，该阀门的开关根据单井化验结果自行判断，当阀门闭合时，第二放喷兼计量器3的气相随液相共同进入旋流除砂系统进行回收，当阀门开启时，第二放喷兼计量器3的气相经放喷气冷却系统5后放空。

进一步，旋流除砂系统4包括生产管线41、旋流除砂器42以及至少一个临时储砂罐43。其中，旋流除砂器42的入口通过生产管线41与生产管汇8的下游管线相连，旋流除砂器42的液相出口与海上平台的生产分离器相连，旋流除砂器42底部通过排放管线与各临时储砂罐43相连。

进一步，旋流除砂器42与各临时储砂罐43采用可拆卸快速接头连接。

进一步，各临时储砂罐43为可移动设备，临时储砂罐43上设置吊耳，便于将临时储砂罐43吊装至支持船外运至陆地处理。

进一步，放喷气冷却系统5包括放喷气冷却器51和放喷气涤气罐52，放喷气冷却器51对第一、第二放喷兼计量器2、3输出的放喷气进行冷却后输送至放喷气涤气罐52，放喷气涤气罐52对冷却后的放喷气进行气液分离后输送至下游平台冷放空系统和闭排系统。

进一步，第一放喷兼计量管汇6、第二放喷兼计量管汇7、生产管汇8上均设置有阀门，用于实现热采井口流向选择的切换功能。

进一步，生产管汇8的下游管线还设置有水源井或高含水井液掺入接口，水源井或高含水井通过该接口与旋流除砂器42的入口相连通，用于保证旋流除砂器42的旋流除砂效果。

基于上述海上热采平台井口放喷和计量装置，本发明还提供一种海上热采平台井口放喷和计量方法，其包括以下步骤：

1)当处于放喷工况时，同时打开热采井口1与第一放喷兼计量管汇6、第一放喷兼计量分离器2液相出口与第二放喷兼计量分离器3入口之间的阀门，使得热采井的产出物经两级沉降处理后输送至旋流除砂系统4和放喷气冷却系统5；

具体包括以下步骤

1.1)第一放喷兼计量分离器2对热采井的产出物进行缓冲和气液分离后，液相进入放喷兼计量分离器3进行计量，用于提高热采井的计量精度，气相进入放喷气冷却系统；

1.2)第二放喷兼计量分离器3对由热采井口1和第一放喷兼计量分离器2输出的产出物进行缓冲和气液分离；

1.3)旋流除砂系统4对由生产管汇8、第一放喷兼计量分离器2和第二放喷兼计量分离器3进入的生产物进行除砂处理后，输送至下游的生产分离器进行进一步的油水分离处理，旋流除砂器42底部的砂和杂质定期手动排放至各临时储砂罐43，临时储砂罐43通过支持船定期外运至陆地；其中，必要时在生产管汇8后掺入温度和含水较高的水源井或高含水井液，以提高井流物温度和含水率，保证除砂效果；

1.4)放喷气冷却系统5中，放喷气冷却器51对高温放喷气进行冷却后，输送至放喷气涤气罐52进行气液分离，分离后的气相输送至海上平台放空系统，液相输送至海上平台闭排系统。

2)当同时处于低温井计量和热采井放喷两个工况时，打开低温井口与第二放喷兼计量管汇4之间的阀门，并关闭第一放喷兼计量分离器2和第二放喷兼计量分离器3之间的阀门，使得热采井和低温井口分别进入放喷操作和低温处理操作；

具体包括以下步骤：

2.1)放喷井口与第一放喷兼计量分离器2连通，放喷井口的产出物经第一放喷兼计量分离器2进行缓冲和分离处理后进入后续旋流除砂系统4和放喷气冷却系统5；

2.2)低温井口的产出物经单井加热器5加热后，进入第二放喷兼计量分离器7进行分离和计量；

2.3)旋流除砂系统4对第一放喷兼计量分离器2、第二放喷兼计量分离器3和生产管汇8的产出物进行除砂处理；

2.4)放喷气冷却系统5对第一放喷兼计量分离器2和第二放喷兼计量分离器3输出的气相进行冷却处理后输送至海上平台放空系统和闭排系统。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：其包括热采井口、第一放喷兼计量分离器、第二放喷兼计量分离器、旋流除砂系统以及放喷气冷却系统；

所述第一放喷兼计量分离器的入口通过第一放喷兼计量管汇与所述热采井口相连，所述第一放喷兼计量分离器的气相出口与所述放喷气冷却系统的入口相连，液相出口与所述旋流除砂系统的入口相连；

所述第二放喷兼计量分离器的入口通过第二放喷兼计量管线与所述热采井口相连，所述第二放喷兼计量分离器的气相出口通过管线分别与所述放喷气冷却系统的入口和第二放喷兼计量分离器的液相出口相连，所述第二放喷兼计量分离器的液相出口与所述旋流除砂系统的入口相连；

所述旋流除砂系统的入口通过生产管汇与所述热采井口相连，所述旋流除砂系统的出口与下游生产分离器相连；

所述放喷气冷却系统的出口与海上平台的放空系统和闭排系统相连。

2.如权利要求1所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述第一放喷兼计量分离器的液相出口与所述第二放喷兼计量分离器的入口之间设置有第一分支管线，且所述第一分支管线上设置有第一分支阀门；连接所述第一放喷兼计量分离器的液相出口与所述旋流除砂系统的入口之间的管线上设置有第二分支阀门，所述第一分支阀门和第二分支阀门共同配合，实现物流走向的切换功能。

3.如权利要求1所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述第二放喷兼计量分离器的入口处设置单井加热器。

4.如权利要求1所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述旋流除砂系统包括生产管线、旋流除砂器以及至少一个临时储砂罐；所述旋流除砂器的入口作为所述旋流除砂系统的入口，通过所述生产管线与所述生产管汇相连，所述旋流除砂器的液相出口作为所述旋流除砂系统的液相出口与下游的生产分离器相连，所述旋流除砂器底部通过排放管线与各所述临时储砂罐相连。

5.如权利要求4所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述生产管汇的下游管线还设置有水源井或高含水井液掺入接口，水源井或高含水井通过所述水源井或高含水井液掺入接口与所述旋流除砂器的入口相连通。

6.如权利要求4所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述旋流除砂器与各所述临时储砂罐采用可拆卸快速接头连接。

7.如权利要求4所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：各所述临时储砂罐为可移动设备，且所述临时储砂罐上设置吊耳。

8.如权利要求1所述的一种海上热采平台井口放喷和计量装置，其特征在于：所述生产管汇、第一放喷兼计量管线、第二放喷兼计量管线上均设置有用于实现热采井口流向选择的切换功能的阀门。

9.一种采用如权利要求1～8任一项所述装置的海上热采平台井口放喷和计量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)当处于放喷工况时，同时打开热采井口与第一放喷兼计量管汇、第一放喷兼计量分离器液相出口与第二放喷兼计量分离器入口之间的阀门，使得热采井的产出物经两级沉降处理后输送至旋流除砂系统和放喷气冷却系统；

2)当同时处于低温井计量和热采井放喷两个工况时，打开低温井口与第二放喷兼计量管汇之间的阀门，并关闭第一放喷兼计量分离器和第二放喷兼计量分离器之间的阀门，使得热采井和低温井口分别进入放喷操作和低温处理操作。

10.如权利要求9所述的一种海上热采平台井口放喷和计量方法，其特征在于：所述步骤1)中，热采井的产出物经两级沉降处理后输送至旋流除砂系统和放喷气冷却系统的方法，包括以下步骤：

1.1)第一放喷兼计量分离器对热采井的产出物进行缓冲和气液分离后，液相进入放喷兼计量分离器进行计量，气相进入放喷气冷却系统；

1.2)第二放喷兼计量分离器对由热采井口和第一放喷兼计量分离器输出的产出物进行缓冲和气液分离；

1.3)旋流除砂系统对由生产管汇、第一放喷兼计量分离器和第二放喷兼计量分离器进入的生产物进行除砂处理后，输送至下游的生产分离器进行进一步的油水分离处理，旋流除砂器底部的砂和杂质定期手动排放至各临时储砂罐，临时储砂罐通过支持船定期外运至陆地；

1.4)放喷气冷却系统中，放喷气冷却器对高温放喷气进行冷却后，输送至放喷气涤气罐进行气液分离，分离后的气相输送至海上平台放空系统，液相输送至海上平台闭排系统。