CN109488267A - 采收系统及采收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采收系统，通过管道组将注水装置、注气装置、控制装置和采收装置连接，采收系统中第一管道与油管既构成注水通道又构成采油通道，第二管道与油管构成注气通道。第一管道上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器、第一节流器、第一计量器，第二管道上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器、第二计量器、单向阀、第二节流器。本发明的采收系统，节约了生产成本，提高了管道利用率。本发明还提供一种采收方法，通过打开和关闭控制装置中的阀门组以及第一管道T型端的第一阀门和第五阀门切换作业流程，解决了现有技术中恢复油井能量的装置单一问题，同时克服了注水和/或注气装置所在油井不能用于生产的缺陷，大大提高油井的采收率。

Description

采收系统及采收方法

技术领域

本发明涉及油田采油工程领域，尤其涉及一种采收系统及采收方法。

背景技术

在油田开采过程中，随着油井的常规生产，油井内的压力会逐渐衰减，不能满足油井自喷能力，从而影响油井的采收率。

为了较快提升油井的采收率，通常需要对油井的亏空补充足够的能量。现有技术中仅限于单一的注水装置或者注气装置实现对油井能量的补充，使其快速恢复压力后进入生产流程。

然而，对于单一的注水装置或者注气装置所在的油井而言，该油井只提供注水或者注气功能，实现周边油井压力恢复和生产，而本油井不能用于生产。

发明内容

本发明提供一种采收系统及采收方法，解决了现有技术中恢复油井能量的装置单一问题，同时，克服了注水和/或注气装置所在油井不能用于生产的缺陷。

第一方面，本发明提供一种采收系统，包括注水装置、注气装置、控制装置以及采收装置；

所述注水装置通过第一阀门与第一管道的一端连接，所述第一管道的另一端与所述控制装置连接，所述第一管道上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器、第一节流器、第一计量器；

所述注气装置通过第二管道与所述控制装置连接，所述第二管道上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器、第二计量器、单向阀、第二节流器；

所述控制装置包括与第一管道和第二管道水平连通的第三管道以及竖直方向的与所述第三管道连通的第四管道，所述第三管道与所述第一管道的连接处设置有第二阀门，所述第三管道与所述第二管道的连接处设置有第三阀门，所述第四管道与所述第三管道连接处的下端设置有第四阀门，且所述第四管道的下端与油管连接，所述油管上设置有封隔器；

所述第一管道与所述油管构成注水通道，所述第二管道与所述油管构成注气通道；

所述采收装置通过第五阀门与所述第一管道的一端连接，所述第一管道与所述油管构成采油通道。

进一步的，所述注水装置包括相互连接的水罐和水泵。

进一步的，所述注气装置包括依次连接的空气净化系统、制气装置、储气罐和增压机。

进一步的，所述制气装置产生的气体为惰性气体。

进一步的，所述第四管道靠近油管的一端还连通有水平的第五管道，所述第五管道的左右两侧分别设置有第六阀门和第七阀门。

进一步的，所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道上设置有多个压力表。

第二方面，本发明提供一种采收方法，采用权利要求1-6任一项所述的采收系统，所述方法包括：

通过所述注水通道进行注水作业，和/或，通过所述注气通道进行注气作业；

在所述注水作业和/或注气作业完成后，通过所述采油通道进行采油。

进一步的，在通过所述注水通道进行注水作业之前，还包括：

打开所述第一阀门、所述第二阀门、所述第四阀门，关闭所述第三阀门、所述第五阀门，以使所述注水通道贯通。

进一步的，在通过所述注气通道进行注气作业之前，还包括：

打开所述第三阀门、所述第四阀门，关闭所述第一阀门、所述第二阀门、所述第五阀门，以使所述注气通道贯通。

进一步的，在通过所述采油通道进行采油之前，还包括：

打开所述第二阀门、所述第四阀门、所述第五阀门，关闭所述第一阀门、所述第三阀门，以使所述采油通道贯通。

本发明提供的采收系统，通过管道组将注水装置、注气装置、控制装置和采收装置连接，采收系统中第一管道与油管既构成注水通道又构成采油通道，第二管道与油管构成注气通道。第一管道上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器、第一节流器、第一计量器，第二管道上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器、第二计量器、单向阀、第二节流器。本发明的采收系统，节约了生产成本，提高了管道利用率。本发明提供的采收方法，通过打开和关闭控制装置中的阀门组以及第一管道T型端的第一阀门和第五阀门切换作业流程，解决了现有技术中恢复油井能量的装置单一问题，同时克服了注水和/或注气装置所在油井不能用于生产的缺陷，大大提高油井的采收率。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的采收系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的采收系统的管道示意图；

图3为本发明实施例二提供的采收方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-第一阀门； 2-第一管道；

3-第一过滤器； 4-第一节流器；

5-第一计量器； 6-第二管道；

7-第二过滤器； 8-第二计量器；

9-单向阀； 10-第二节流器；

11-第三管道； 12-第四管道；

13-第二阀门； 14-第三阀门；

15-第四阀门； 16-油管；

17-封隔器； 18-第五阀门；

19-水罐； 20-水泵；

21-空气净化系统； 22-制气装置；

23-储气罐； 24-增压机；

25-第五管道； 26-第六阀门；

27-第七阀门； 28-压力表；

29-第八阀门； 30-采收装置；

31-套管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的采收系统的结构示意图，图2为本发明实施例一提供的采收系统的管道示意图。参见图1和图2，本发明提供的采收系统，包括注水装置、注气装置、控制装置以及采收装置30。

注水装置通过第一阀门1与第一管道2的一端连接，第一管道2的另一端与控制装置连接，第一管道2上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器3、第一节流器4、第一计量器5；其中，

第一管道2靠近第一阀门1的一端为三叉型管道，具体可以为T型管道，如图1所述T型管道的上部设置有与注水装置连接的第一阀门1，T型管道的下部设置有与采收装置30连接的第五阀门18。第一管道2靠近控制装置的一端通过法兰连接第三管道11。

上述第五阀门18包括打开和关闭两种开关状态。

水流通过第一阀门1自上而下流入第一管道2中，第一阀门1包括打开和关闭两种开关状态。第一管道2上沿水流方向依次设置有第一过滤器3、第一节流器4、第一计量器5：

第一过滤器3用于过滤第一管道2水流的杂质，起到净化水流的作用；

第一节流器4用于根据压力表28的检测数据调节水流的流量，起到控制水流的作用；具体的，第一节流器4可以为角阀，除了有打开和关闭两种开关状态之外，还可以调节阀门的大小来控制水流的流量。

第一计量器5用于计量第一管道2中水流的流量。

需要说明的是，在水流方向上，第一过滤器3的位置固定，第一节流器4和第一计量器5的位置可以互换，不影响各自执行的功能，本实施例对第一节流器4和第一计量器5的位置不作具体的限定。

注气装置通过第二管道6与控制装置连接，第二管道6上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器7、第二计量器8、单向阀9、第二节流器10；其中，

注气装置通过第二管道6与控制装置连接，具体的，第二管道6靠近控制装置的一端通过法兰连接第三管道11。气流通过第二管道6进入第三管道11的方向上依次设置有第二过滤器7、第二计量器8、单向阀9、第二节流器10：

第二过滤器7用于过滤第二管道6中的气体杂质，起到净化气体的作用；

第二计量器8用于计量第二管道6中气流的流量；

单向阀9用于控制第二管道6中的气体流向，避免由于控制装置内的压力大于第二管道中的压力，造成气体流向变化；

第二节流器10用于控制根据压力表28的检测数据调节气流的流量，起到控制气流的作用。具体的，第二节流器10可以为角阀，除了有打开和关闭两种开关状态之外，还可以调节阀门的大小来控制气流的流量。

需要说明的是，在气流方向上，第二过滤器7的位置固定，第二计量器8、单向阀9、第二节流器10之间的位置可以互换，不影响各自执行的功能，本实施例对第二计量器8、单向阀9、第二节流器10之间的位置不作具体的限定。

控制装置包括与第一管道2和第二管道6水平连通的第三管道11以及竖直方向的与第三管道11连通的第四管道12，第三管道11与第一管道2的连接处设置有第二阀门13，第三管道11与第二管道6的连接处设置有第三阀门14，第四管道12与第三管道11连接处的下端设置有第四阀门15，且第四管道12的下端与油管16连接，油管16上设置有封隔器17；其中，

上述第二阀门13、第三阀门14和第四阀门15包括打开和关闭两种开关状态。

水平方向的第三管道11与垂直方向的第四管道12连通，在第三管道11与第四管道12交汇处的上端设置有第八阀门29，第八阀门29的顶端还设置有法兰盘，第八阀门29包括打开和关闭两种开关状态。

在本实施例的应用场景中，第八阀门29处于关闭状态；

在特殊情况下，例如清蜡作业或者试井作业中，可以通过打开第八阀门29进行清蜡或试井作业。

可选的，上述第二阀门13、第三阀门14和第四阀门15的数量还可以为两个。确保单独进行注水作业或者采油作业时，第三阀门14处于关闭的状态，或者，

确保单独进行注气作业时，第二阀门13处于关闭的状态

在上述实施例的连接关系下，第一管道2与油管16构成注水通道，第二管道6与油管16构成注气通道。

另外，采收装置30通过第五阀门18与第一管道2的一端连接，第一管道2与油管16构成采油通道。

具体的，图1所示的采收装置30设置在第一管道2的T型端的下部，通过第五阀门18与第一管道2连接。由图1可知，第一管道2与油管16即可以构成注水作业中的注水通道，又可以构成采油作业中的采油通道，通道内的流体不同，且实际作业中流体的流向也是相反的。

具体的，注水作业中的水流方向为自左至右，采油作业中的油体流动方向为自右至左，由于第一管道2内的流体是可以双向流动，因此没有第二管道6中的设置单向阀。

本实施例的一种具体实现方式中，注水装置包括相互连接的水罐19和水泵20。其中，

水罐19和水泵20通过管道相互连接，水罐19用于储存注水作业中需要大量使用的水，水泵20用于将水罐19中的水高压注入第一管道2中。

在实际应用中，由于采油地点较为偏僻且取水困难，因此，通常采用水罐车和水泵车，为注水作业提供水源和注水的动力。

本实施例的一种具体实现方式中，注气装置包括依次连接的空气净化系统21、制气装置22、储气罐23和增压机24。

注气装置中的空气净化系统21、制气装置22、储气罐23和增压机24通过管道依次连接。其中，

空气净化系统21用于在制气之前去除空气中的杂质，起到净化空气的作用；

制气装置22用于制备气体；该气体注入油井中填补井底的能量亏空，可以理解，该气体不能与井内原油发生化学反应，影响原油质量，因此，在本实施例中，制气装置22产生的气体为惰性气体。具体的，

该惰性气体可以为氮气、二氧化碳等气体，不同的惰性气体需要的制气装置22不同，制气原理也不同，在本实施例中，对于惰性气体及其制气装置22不作具体的限定。

储气罐23用于将制气装置22中制得的气体储存，在注气作业中提供气源。

增压机24用于将储气罐23中的气体注入第二管道6中，此处还可以包括压缩机，其作用同增压机24，本实施例对此不作具体的限定。

本实施例的一种具体实现方式中，第四管道12靠近油管16的一端还连通有水平的第五管道25，第五管道25的左右两侧分别设置有第六阀门26和第七阀门27。

具体的，水平设置的第五管道25的两端设置有法兰盘，该法兰盘用于连接外部检测设备进行试井作业。

具体的，第五管道25的左右两侧分别设置有第六阀门26和第七阀门27，第六阀门26和第七阀门27包括打开和关闭两种开关状态，用于调节与第五管道25连通的第四管道12下端油管16与外部套管31之间的压力。

可选的，上述第六阀门26和第七阀门27的数量还可以为两个。确保单独进行注水作业和/或采油作业时，第六阀门26和第七阀门27处于关闭的状态，或者，

确保进行采油作业时，第六阀门26和第七阀门27处于关闭的状态。

本实施例的一种具体实现方式中，第三管道11、第四管道12和第五管道25上设置有多个压力表28。

具体的，上述第三管道11上设置有第二阀门13和第三阀门14，第四管道12上设置有第四阀门15，第五管道25上设置有第六阀门26和第七阀门27，在上述阀门的对应位置上分别设置有压力表28，压力表28分别用于检测各个管道上的压力值，操作人员可以根据各个压力表28上的检测数据实时地控制阀门的开关，进行相关作业流程。

本发明实施例提供的采收系统，通过管道组将注水装置、注气装置、控制装置和采收装置连接，采收系统中第一管道与油管既构成注水通道又构成采油通道，第二管道与油管构成注气通道。其中，第一管道上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器、第一节流器、第一计量器，第二管道上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器、第二计量器、单向阀、第二节流器。本发明的采收系统，既可以用于补充注水和/或注气装置所在油井及周边油井的能量，还可用于采收注水和/或注气装置所在油井的原油，节约了生产成本，提高了管道利用率。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的采收方法的流程示意图，如图3所示，本发明还提供一种采收方法，采用上述实施例的采收系统，该方法包括：

步骤101、通过注水通道进行注水作业，和/或，通过注气通道进行注气作业。

其中，注水通道包括采收系统中的第一管道2与油管16；注气通道包括采收系统中的第二管道6与油管16。

通过注水通道进行注水作业，如图1所示，注水作业的水流方向为从左至右。第一管道2沿水流方向上依次设置有第一过滤器3、第一节流器4、第一计量器5。

通过注气通道进行注气作业，如图1所示，注气作业的气流方向为从右至左。第二管道6上沿气体流动的方向上依次设置有第二过滤器7、第二计量器8、单向阀9、第二节流器10。

下面对注水作业、注气作业的流程进行详细说明。

在注水作业过程中，先打开第一阀门1、第二阀门13、第四阀门15，关闭第三阀门14、第五阀门18，以使注水通道贯通。

注水装置通过水泵20将水罐19内储存的水注入第一管道2中，水流先经过第一阀门1，依次通过第一过滤器3、第一节流器4、第一计量器5，进入第三管道11，再经过第二阀门13与第四阀门15，注入油管16中，最终水流进入油井储层中，完成注水过程，为本油井及周边油井补充能量，从而能够恢复油井压力后快速进入生产流程。

在注气作业过程中，先打开第三阀门14、第四阀门15，关闭第一阀门1、第二阀门13、第五阀门18，以使注气通道贯通。

注气装置中，制气装置22通过空气净化系统21提供的纯净气体制取用用于补充油井能量的惰性气体，该惰性气体储存在储气罐23中。通过增压机24将储气罐23中的惰性气体注入第二管道6中，气流依次经过第二过滤器7、第二计量器8、单向阀9、第二节流器10，进入第三管道11，再经过第三阀门14与第四阀门15，注入油管16中，最终气流进入油井储层中，完成注气过程，为本油井及周边油井补充能量，从而能够恢复油井压力后快速进入生产流程。

步骤102、通过采油通道进行采油。

在采油作业过程中，先打开第二阀门13、第四阀门15、第五阀门18，关闭第一阀门1、第三阀门14，以使采油通道贯通。

在步骤101的基础上，操作人员可以通过各压力表实时地检测管道内的压力值，确定进行采油作业的时间。

当压力值满足预设参数时，关闭注水装置和/或注气装置，打开第二阀门13、第四阀门15、第五阀门18，关闭第一阀门1、第三阀门14，以使采油通道贯通，进入原油采收时间。

原油在井底压力驱动下，通过油管16进入第四管道12和第三管道11，随后依次流经第一管道2上的第一计量器5、第一节流器4、第一过滤器3，到达第一管道T型端，此时T型端的下端第五阀门18处于打开状态，原油通过第五阀门18最终流入采收装置30内，完成采油过程。

综合上述步骤，本发明提供的采收方法有多种组合方式，实现对本油井及周边油井的能量补充，并进行压力恢复后的生产作业，大大提高油井的采收率，下面对具体的组合方式进行整体说明，具体实现步骤此处不再赘述。

方式一、先进行注水作业，后进行采油作业。注水过程中给地层补充能量，采油过程中采收地下原油。

方式二、先进行注气作业，后进行采油作业。注气过程中给地层补充能量，采油过程中采收地下原油。

方式三、同时进行注水作业和注气作业，后进行采油作业。注水和注气过程中给地层补充能量，采油过程中采收地下原油。

本发明实施例提供的采收方法，操作人员可以通过打开和关闭控制装置中的阀门组以及第一管道T型端的第一阀门和第五阀门切换作业流程，解决了现有技术中恢复油井能量的装置单一问题，同时克服了注水和/或注气装置所在油井不能用于生产的缺陷，大大提高油井的采收率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种采收系统，其特征在于，包括注水装置、注气装置、控制装置以及采收装置；

所述注水装置通过第一阀门与第一管道的一端连接，所述第一管道的另一端与所述控制装置连接，所述第一管道上沿水流动的方向依次设置有第一过滤器、第一节流器、第一计量器；

所述注气装置通过第二管道与所述控制装置连接，所述第二管道上沿气体流动的方向依次设置有第二过滤器、第二计量器、单向阀、第二节流器；

所述控制装置包括与第一管道和第二管道水平连通的第三管道以及竖直方向的与所述第三管道连通的第四管道，所述第三管道与所述第一管道的连接处设置有第二阀门，所述第三管道与所述第二管道的连接处设置有第三阀门，所述第四管道与所述第三管道连接处的下端设置有第四阀门，且所述第四管道的下端与油管连接，所述油管上设置有封隔器；所述第一管道与所述油管构成注水通道，所述第二管道与所述油管构成注气通道；

所述采收装置通过第五阀门与所述第一管道的一端连接，所述第一管道与所述油管构成采油通道。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述注水装置包括相互连接的水罐和水泵。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述注气装置包括依次连接的空气净化系统、制气装置、储气罐和增压机。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述制气装置产生的气体为惰性气体。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第四管道靠近油管的一端还连通有水平的第五管道，所述第五管道的左右两侧分别设置有第六阀门和第七阀门。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道上设置有多个压力表。

7.一种采收方法，采用权利要求1-6任一项所述的采收系统，其特征在于，所述方法包括：

通过所述注水通道进行注水作业，和/或，通过所述注气通道进行注气作业；

在所述注水作业和/或注气作业完成后，通过所述采油通道进行采油。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在通过所述注水通道进行注水作业之前，还包括：

打开所述第一阀门、所述第二阀门、所述第四阀门，关闭所述第三阀门、所述第五阀门，以使所述注水通道贯通。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在通过所述注气通道进行注气作业之前，还包括：

打开所述第三阀门、所述第四阀门，关闭所述第一阀门、所述第二阀门、所述第五阀门，以使所述注气通道贯通。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在通过所述采油通道进行采油之前，还包括：

打开所述第二阀门、所述第四阀门、所述第五阀门，关闭所述第一阀门、所述第三阀门，以使所述采油通道贯通。