CN109057764B - 分层火驱管柱及其点火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层火驱管柱及其点火方法，其涉及油井生产技术领域，分层火驱管柱包括：分层注汽井口装置；连接在分层注汽井口装置下端的油管；连接在油管下端的坐落短接，坐落短接的侧壁上具有贯穿孔；设置在油管中的加热电缆；设置在坐落短接中的连接件，连接件的上端面和下端面相连通，连接件上具有导向槽，导向槽与贯穿孔相对；连接在坐落短接下端的油管电点火器，油管电点火器包括连接管和缠绕在连接管上的加热丝，加热电缆通过导向槽、贯穿孔与加热丝相连接；连接在油管电点火器下端的封隔器；加热电缆穿过连接件，加热电缆的下端连接有电点火器。本申请能够实现火驱过程中两个油层同时点火和定量注气，从而减少作业时间。

Description

分层火驱管柱及其点火方法

技术领域

本发明涉及油井生产技术领域，特别涉及一种分层火驱管柱及其点火方法。

背景技术

火驱也称为火烧油层，指一种用电、化学等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层内注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。在火驱开发过程中，油藏在纵向动用程度上存在着较大差异，各层吸气不均，存在单层突进，导致注气井注空气参数提高难度大，生产井则表现为构造高部位先见效，构造低部位后见效，且存在见效不均并有突进现象的问题。吸气剖面监测结果表明：火驱总体动用程度整体达到75％，但是纵向上动用状况存在较大差异。为改善火驱油层纵向动用状况，解决注气不均的矛盾，有必要开展火驱分层注气技术的研究与现场试验，以实现注气井的相对均匀注气，改善火驱开发效果。分层火驱是在常规火驱的基础上，人为的将开发目的层进行分层，实现分层火驱开发。保证分层火驱开发效果的重点是每小层的成功点火和注气，从而形成平稳的燃烧前缘，实现地下原油的顺利驱替。

其中，火烧油层成功的关键是油层点火的成功。油层点火主要有化学点火、电点火两种，在电点火的过程中，点火器对周围油藏进行加热，井口辅助空气注入使油层发生自燃点火。点火成功后需要根据油层燃烧特性持续注入定量空气使油层易燃部分保持燃烧，从而使高凝油受热流动而采出。电点火技术能够通过电加热器获取更高的点火温度，适用于油层燃烧门槛温度较高的油井，但是现阶段单井电点火受制于管柱结构，只能进行单层点火单层定量注气，而多层点火多层分别定量注气现阶段虽已逐步实现，但只能逐层进行点火。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种分层火驱管柱及其点火方法，其能够实现火驱过程中两个油层同时点火和定量注气，从而减少作业时间。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种分层火驱管柱，所述分层火驱管柱包括：

分层注汽井口装置；连接在所述分层注汽井口装置下端的油管；连接在所述油管下端的坐落短接，所述坐落短接的侧壁上具有贯穿孔；设置在所述油管中的加热电缆；设置在所述坐落短接中的连接件，所述连接件的上端面和下端面相连通，所述连接件上具有导向槽，所述导向槽与所述贯穿孔相对；连接在所述坐落短接下端的油管电点火器，所述油管电点火器包括连接管和缠绕在所述连接管上的加热丝，所述加热电缆与所述加热丝之间通过所述导向槽、所述贯穿孔达到连接目的；连接在所述油管电点火器下端的封隔器；所述加热电缆穿过所述连接件，所述加热电缆的下端连接有电点火器。

在一种优选的实施方式中，所述分层注汽井口装置具有第一注汽输入端和第二注汽输入端，所述第一注汽输入端能与油管和油井套管之间的环空相连通，所述第二注汽输入端能与油管内部相连通。

在一种优选的实施方式中，所述封隔器用于设置在第一油层和第二油层之间。

在一种优选的实施方式中，所述加热电缆上设置有接线装置，所述接线装置用于连接电点火器、油管电点火器。

在一种优选的实施方式中，所述连接件的中部具有贯穿通孔，所述连接件的上端面开设有所述导向槽，所述导向槽沿所述连接件的径向方向延伸，所述导向槽与贯穿通孔、所述连接件的侧壁相连通，所述连接件上开设有多个镂空部，所述镂空部绕所述贯穿通孔呈周向分布，所述镂空部使得所述连接件的上端面和下端面连通。

在一种优选的实施方式中，所述坐落短接的侧壁上沿竖直方向开设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述贯穿孔相连接，所述油管电点火器和所述电点火器具有接线器，所述接线器用于与接线装置相对接，所述接线器设置在连接件处。

在一种优选的实施方式中，所述连接管的侧壁上沿竖直方向开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽相对，以使部分所述连接线设置在所述第二凹槽中，进而与所述加热丝相连接。

在一种优选的实施方式中，所述坐落短接下端开设有外螺纹，所述连接管上端开设有内螺纹，所述坐落短接与所述连接管相螺纹连接，当坐落短接与所述连接管连接在一起时，所述第二凹槽与所述第一凹槽相对准。

在一种优选的实施方式中，所述封隔器的下端连接有隔热管。

一种采用如上述所述的分层火驱管柱的点火方法，所述点火方法包括以下步骤：

将分层火驱管柱中的油管、坐落短接、连接件、油管电点火器、封隔器和电点火器组装成型，然后下入至油井中；

在所述分层火驱管柱下入油井的过程中，将所述封隔器下入至第一油层和第二油层之间，之后将所述油管上端与分层注汽井口装置相连接；

将所述封隔器进行坐封，以使所述第一油层和所述第二油层分隔开；

将带有接线装置的加热电缆下入至接线器处，从而使所述接线器与所述接线装置进行对接；

通过加热电缆对油管电点火器进行加热以对第一油层进行点火，并通过分层注汽井口装置向油管和油井套管之间的环空进行注空气；

通过加热电缆对电点火器进行加热以对第二油层进行点火，并通过分层注汽井口装置向油管内部进行注空气。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

将本申请中的分层火驱管柱油管以下部分下入至油井中，并使得封隔器到达第一油层和第二油层之间，所述分层注汽井口装置具有第一注汽输入端和第二注汽输入端，油管连接在分层注汽井口装置下端，从而使所述第一注汽输入端能与油管和油井套管之间的环空相连通，所述第二注汽输入端与油管内部相连通。然后通过坐封封隔器实现第一油层和第二油层之间的分层。接着通过连接件的导向槽、坐落短接的贯穿孔，使加热电缆与油管电点火器的连接管上的加热丝相电性连接，进而油管电点火器对封隔器上部的第一油层进行加热点火，空气通过分层注汽井口装置的第一注汽输入端由油管和油井套管之间的环空定量注入至封隔器上部的第一油层；同时通过电点火器对封隔器下部的第二油层进行加热点火，空气通过分层注汽井口装置的第二注汽输入端由油管内部定量注入，空气穿过连接件后到达封隔器下部的第二油层。通过上述方式可以实现火驱过程中两个油层同时点火和定量注气，从而减少作业时间。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中分层火驱管柱的结构示意图；

图2为本发明实施例中连接件的立体示意图；

图3为本发明实施例中坐落短接的结构示意图；

图4为本发明实施例中油管电点火器的结构示意图；

图5为本发明实施例中分层火驱管柱的点火方法的流程图。

以上附图的附图标记：

1、分层注汽井口装置；2、油管；3、坐落短接；31、贯穿孔；32、第一凹槽；4、加热电缆；5、连接件；51、上端面；52、下端面；53、导向槽；54、贯穿通孔；55、镂空部；6、油管电点火器；61、连接管；611、第二凹槽；62、加热丝；7、封隔器；71、隔热管；8、电点火器；9、接线装置；10、第一油层；20、第二油层；30、套管。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够实现火驱过程中两个油层同时点火和定量注气，从而减少作业时间，在本申请中提出了一种分层火驱管柱，图1为本发明实施例中分层火驱管柱的结构示意图，如图1所示，该分层火驱管柱包括：分层注汽井口装置1；连接在分层注汽井口装置1下端的油管2；连接在油管2下端的坐落短接3，坐落短接3的侧壁上具有贯穿孔31；设置在油管2中的加热电缆4；设置在坐落短接3中的连接件5，连接件5的上端面51和下端面52相连通，连接件5上具有导向槽53，导向槽53与贯穿孔31相对；连接在坐落短接3下端的油管电点火器6，油管电点火器6包括连接管61和缠绕在连接管61上的加热丝62，加热电缆4通过导向槽53、贯穿孔31与加热丝62相连接；连接在油管电点火器6下端的封隔器7；加热电缆4穿过连接件5，加热电缆4的下端连接有电点火器8。

将本申请中的分层火驱管柱油管2以下部分下入至油井中，并使得封隔器7到达第一油层10和第二油层20之间，分层注汽井口装置1具有第一注汽输入端和第二注汽输入端，油管2连接在分层注汽井口装置1下端，从而使第一注汽输入端能与油管2和油井套管30之间的环空相连通，第二注汽输入端与油管2内部相连通。然后通过坐封封隔器7实现第一油层10和第二油层20之间的分层。接着通过连接件5的导向槽53、坐落短接3的贯穿孔31，使加热电缆4与油管电点火器6的连接管61上的加热丝62相电性连接，进而油管电点火器6对封隔器7上部的第一油层10进行加热点火，空气通过分层注汽井口装置1的第一注汽输入端由油管2和油井套管30之间的环空定量注入至封隔器7上部的第一油层10；同时通过电点火器8对封隔器7下部的第二油层20进行加热点火，空气通过分层注汽井口装置1的第二注汽输入端由油管2内部定量注入，空气穿过连接件5后到达封隔器7下部的第二油层20。通过上述方式可以实现火驱过程中两个油层同时点火和定量注气，从而减少作业时间。

为了能够更好的了解本申请中的分层火驱管柱，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，分层注汽井口装置1可以具有第一注汽输入端和第二注汽输入端。油管2连接在分层注汽井口装置1下端，当分层注汽井口装置1安装在井口上时，第一注汽输入端能与油管2和油井套管30之间的环空相连通，第二注汽输入端能与油管2内部相连通。

如图1所示，坐落短接3连接在油管2下端，其可以与油管2通过螺纹相连接，坐落短接3的侧壁上沿径向方向开设有贯穿孔31。连接件5设置在坐落短接3中。加热电缆4设置在油管2中，其从分层注汽井口装置1向下延伸，其用于向电点火器8、油管电点火器6供电。

图2为本发明实施例中连接件的立体示意图，如图2所示，连接件5的上端面51和下端面52相连通，连接件5上具有导向槽53，导向槽53与贯穿孔31相对。在一种实施方式中，连接件5的中部具有贯穿通孔54，该贯穿通孔54用于供加热电缆4穿过以使其与电点火器8相连接。连接件5的上端面51开设有导向槽53，导向槽53沿连接件5的径向方向延伸，导向槽53与贯穿通孔54、连接件5的侧壁相连通，通过该方式可以使得加热电缆4沿导向槽53、贯穿通孔54穿出至坐落短接3侧壁的贯穿孔31，从而穿出坐落短接3，后续能够与油管电点火器6中的加热丝62相连接。连接件5上开设有多个镂空部55，镂空部55绕贯穿通孔54呈周向分布，镂空部55使得连接件5的上端面51和下端面52连通，如此在通过油管2给第二油层20进行注气时，气体能够通过该镂空部55穿过连接件5。

图3为本发明实施例中坐落短接的结构示意图，如图3所示，坐落短接3的侧壁上沿竖直方向开设有第一凹槽32，第一凹槽32与贯穿孔31相连接。坐落短接3下方的侧壁上开设有用于与油管电点火器6相连接的外螺纹。

图4为本发明实施例中油管电点火器的结构示意图，如图4所示，油管电点火器6连接在坐落短接3的下端。油管电点火器6包括连接管61和缠绕在连接管61上的加热丝62，连接管61上方的内壁可以开设有用于与坐落短接3相连接内螺。连接管61下方的的侧壁上可以开设有外螺纹，其用于连接封隔器7。在该实施方式下，连接管61上端的侧壁上沿竖直方向开设有第二凹槽611，第二凹槽611与第一凹槽32相对，当坐落短接3与连接管61连接在一起时，第二凹槽611与第一凹槽32相对准。通过上述方式，加热电缆4可以顺着第一凹槽32进入第二凹糟，进而与加热丝62相连接，第一凹槽32和第二凹槽611可以使得加热电缆4得以隐藏，避免损伤。

如图1所示，封隔器7连接在油管电点火器6下端，在一种可行的实施方式中，封隔器7的下端可以连接有隔热管71。加热电缆4穿过连接件5，加热电缆4的下端连接有电点火器8。电点火器8可以位于隔热管71附近，如此，隔热管71可以减少电点火器8位置处热量的损失。

在一种优选的实施方式中，加热电缆4上设置有接线装置9，接线装置9用于与电点火器8、油管电点火器6相连接。在本实施方式中，油管电点火器6和电点火器8具有接线器，接线器用于与接线装置9相对接，接线器设置在连接件5处。当加热电缆4与接线装置9下入至连接件5处时，加热电缆4的接线装置9与连接件5处的接线器相对接，从而使得加热电缆4能够对电点火器8、油管电点火器6进行供电。接线器与油管电点火器6的加热丝62之间的导线可以穿过导向槽53、贯穿孔31、第一凹槽32、第二凹槽611，从而达到相对接的目的。

在本申请中还提出了一种分层火驱管柱的点火方法，图5为本发明实施例中分层火驱管柱的点火方法的流程图，如图5所示，点火方法包括以下步骤：将分层火驱管柱中的油管2、坐落短接3、连接件5、油管电点火器6、封隔器7和电点火器8组装成型，然后下入至油井中。在分层火驱管柱下入油井的过程中，将封隔器7下入至第一油层10和第二油层20之间，之后将油管2上端与分层注汽井口装置1相连接。将封隔器7进行坐封，以使第一油层10和第二油层20分隔开，如此，后期在对油管2和油井套管30之间的环空、油管2内部进行注气时相互不会影响。将带有接线装置9的加热电缆4下入至接线器处，从而使接线器与接线装置9进行对接，这样便使得油井内的油管电点火器6、电点火器8能够进行通电，采用该方式是为了在下入管柱时可以方便管柱的下入，不受到加热电缆4的影响，待管柱下入封隔器7分隔后再入下加热电缆4以使其与油管电点火器6、电点火器8相对接。通过加热电缆4对油管电点火器6进行加热以对第一油层10进行点火，在此过程中，加热电缆4对油管电点火器6的连接管61外的加热丝62进行供电使其加热，通过空气以对第一油层10进行点火，并通过分层注汽井口装置1向油管2和油井套管30之间的环空进行注空气，该注入的空气用于维持第一油层10易燃部分的燃烧；在对第一油层10进行点火的过程的同时，通过加热电缆4对电点火器8进行加热以对第二油层20进行点火，并通过分层注汽井口装置1向油管2内部进行注空气，该注入的空气用于维持第二油层20易燃部分的燃烧。

上述分层火驱管柱的点火方法中使用的管柱结构简单，管柱易下入油井，同时一次下入管柱就可以实现两层油层的同时点火，点火后并能实现同时注空气，从而实现分层注气的要求。相比于现有技术而言，本申请有效减少作业时间及作业成本，其具有较好的推广价值。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分层火驱管柱，其特征在于，所述分层火驱管柱包括：

分层注汽井口装置；连接在所述分层注汽井口装置下端的油管；连接在所述油管下端的坐落短接，所述坐落短接的侧壁上具有贯穿孔；设置在所述油管中的加热电缆；设置在所述坐落短接中的连接件，所述连接件的上端面和下端面相连通，所述连接件上具有导向槽，所述导向槽与所述贯穿孔相对；连接在所述坐落短接下端的油管电点火器，所述油管电点火器包括连接管和缠绕在所述连接管上的加热丝，所述加热电缆与所述加热丝之间通过所述导向槽、所述贯穿孔达到连接目的；连接在所述油管电点火器下端的封隔器；所述加热电缆穿过所述连接件，所述加热电缆的下端连接有电点火器；所述分层注汽井口装置具有第一注汽输入端和第二注汽输入端，所述第一注汽输入端能与油管和油井套管之间的环空相连通，所述第二注汽输入端能与油管内部相连通；所述封隔器用于设置在第一油层和第二油层之间。

2.根据权利要求1所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述加热电缆上设置有接线装置，所述接线装置用于连接电点火器、油管电点火器。

3.根据权利要求1所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述连接件的中部具有贯穿通孔，所述连接件的上端面开设有所述导向槽，所述导向槽沿所述连接件的径向方向延伸，所述导向槽与贯穿通孔、所述连接件的侧壁相连通，所述连接件上开设有多个镂空部，所述镂空部绕所述贯穿通孔呈周向分布，所述镂空部使得所述连接件的上端面和下端面连通。

4.根据权利要求2所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述坐落短接的侧壁上沿竖直方向开设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述贯穿孔相连接，所述油管电点火器和所述电点火器具有接线器，所述接线器用于与接线装置相对接，所述接线器设置在连接件处。

5.根据权利要求4所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述连接管的侧壁上沿竖直方向开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽相对，以使部分连接线设置在所述第二凹槽中，进而使所述接线器与所述加热丝相连接。

6.根据权利要求5所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述坐落短接下端开设有外螺纹，所述连接管上端开设有内螺纹，所述坐落短接与所述连接管相螺纹连接，当坐落短接与所述连接管连接在一起时，所述第二凹槽与所述第一凹槽相对准。

7.根据权利要求1所述的分层火驱管柱，其特征在于，所述封隔器的下端连接有隔热管。

8.一种采用如权利要求4所述的分层火驱管柱的点火方法，其特征在于，所述点火方法包括以下步骤：

将分层火驱管柱中的油管、坐落短接、连接件、油管电点火器、封隔器和电点火器组装成型，然后下入至油井中；

在所述分层火驱管柱下入油井的过程中，将所述封隔器下入至第一油层和第二油层之间，之后将所述油管上端与分层注汽井口装置相连接；

将所述封隔器进行坐封，以使所述第一油层和所述第二油层分隔开；

将带有接线装置的加热电缆下入至接线器处，从而使所述接线器与所述接线装置进行对接；

通过加热电缆对油管电点火器进行加热以对第一油层进行点火，并通过分层注汽井口装置向油管和油井套管之间的环空进行注空气；

通过加热电缆对电点火器进行加热以对第二油层进行点火，并通过分层注汽井口装置向油管内部进行注空气。

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