CN112627784B - 孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法、装置和系统,该方法包括:获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图;根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;采用低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。该方案利用低频变压井井筒装置高流速造成近井地带短时高压效果,实现剩余油的脱附和改变主渗流通道方向的作用,在气驱窜流后,通过扩大波及体积的方法,继续提高采出程度。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域,特别涉及一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法、装置和系统。
背景技术
注气驱油技术是注水开发后期及低渗透油藏开发的优势技术,其具有低渗流阻力、地层压力恢复快、驱油效果明显等优点,但是也存在难以克服的缺点,即气体容易在油藏中沿高渗通道窜流,一旦气体指进,并在油藏中形成通道,从产出井产出后,后期注入的气体将很难发挥驱油作用。而油藏中,包括窜流通道的部分孔隙内却仍含有较高饱和度的剩余油,现有技术有封堵部分窜流通道的方法,但是通常只能解决近井地带,堵剂很难进入油藏深部,该方法主要作用是能一定程度地改变注入气体的渗流方向,目的并非是提高窜流通道及周边孔隙内的剩余油,因此,现有技术对该部分剩余油的动用尚没有较好的方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法、装置和系统,解决了现有技术中无法对窜流通道的部分孔隙内含有的较高饱和度的剩余油进行开采的技术问题。
本发明实施例提供了一种低频变压井井筒装置,包括:支撑封隔器、支撑短节、油层封隔器、通气套筒、高压容器、电磁气控阀门、气体增压机组和中空连杆,支撑封隔器、支撑短节、油层封隔器、通气套筒、高压容器、电磁气控阀门、气体增压机组和中空连杆位于套管内;
其中,支撑封隔器用于:涨开卡在套管内壁与支撑短节之间,对支撑短节进行支撑;
支撑短节的下部与支撑封隔器相连,支撑短节的上部与油层封隔器相连,支撑短节为管状,管侧有孔眼,孔眼用于使下部油层内的气体通过进入油层封隔器;
油层封隔器用于:隔断上部油层,使得气体在下部油层进出;
通气套筒的下部且外部与油层封隔器相连接,通气套筒的内部与高压容器连接,通气套筒的筒壁有通孔,为油层封隔器内的气体进入上部套管空间的通道;
电磁气控阀门通过通气套筒的通孔与通气套筒连接,用于通孔的打开和关闭,使得下部油层的气体进入高压容器和上部空间;
高压容器的下端与通气套筒的内部连接,高压容器的上端与气体增压机组连接,高压容器为中空筒状;
气体增压机组用于将高压容器内的低压气体压缩成高压气体;
中空连杆的底部连接气体增压机组,中空连杆的顶部连接在外部地面控制装置上,用于使外部气体进入低频变压井井筒装置,使下部油层内的气体排出低频变压井井筒装置;
所述高压容器的两端端盖为内嵌式,通过内嵌式连接气体增压机组和通气套筒;所述高压容器的外筒两端均为外丝扣,通过外丝扣与所述通气套筒的内部连接;
所述高压容器包括定压阀门,所述高压容器的底部端盖在连接通气套筒后安装定压阀门,在定压阀门下方安装电磁气控阀门,定压阀门用于:在达到预设压力时开启,并保持持续开启状态,直至高压容器内外的流体压力平衡,再行关闭。
本发明实施例还提供了一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法,包括:
获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图;
根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
采用低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
本发明实施例还提供了一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统,包括:低频变压井井筒装置、数据分析装置、采油装置;
其中,数据分析装置用于:获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
低频变压井井筒装置用于:放置在油藏内的相应位置,在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
采油装置用于:通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
在本发明实施例中,根据气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定将低频变压井井筒装置放置到油藏内的一定位置,以预设的频率间歇地升高和降低压力,从而改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态,这样通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采,可以提高采出程度。
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是注气过程中气体在油藏内的分布示意图;
图2是注气过程中气体在油藏内的截面气体放大分布示意图;
图3是注气过程中放大区域内剩余油分布状态示意图;
图4是注气过程中注采井间的压力分布示意图;
图5是本发明实施例提供的一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法示意图。
图6是本发明实施例提供的低频变压法的压力分布示意图;
图7是本发明实施例提供的低频变压井井筒装置结构示意图;
图8是本发明实施例提供的通气套筒结构示意图;
图9是本发明实施例提供的气体经过通气套筒的流动示意图;
图10是本发明实施例提供的高压容器结构示意图;
图11是本发明实施例提供的高压容器部分组合结构示意图;
图12是本发明实施例提供的电磁气控阀门主视图;
图13是本发明实施例提供的电磁气控阀门俯视图;
图14是本发明实施例提供的气体增压机简图;
图15是本发明实施例提供的气体增压机抽象图;
图16是本发明实施例提供的并联的气体增压机组示意图;
图17是本发明实施例提供的中空连杆结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅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。
注气开发通常是在注入井注入气体,在生产井采油。气体作为驱替原油的驱替剂,主要作用是其渗流阻力小,特别在低渗透等注水困难的油藏,注气能获得较好的效果。也正是因为其渗流阻力小的特点,在驱油过程中,指进现象严重,当生产井见气后,气体含量会快速上升,导致气窜现象的发生。气窜后生产井大部分需要停井处理,致使注气见效期短,气驱采收率低,注气技术不能广泛应用。图1至图3显示了注气过程中油藏内的流体状态。图1为纵向剖面,在油藏中部形成气体主通道,周围则存在较大体积的气体未波及区域,尤其是油藏底部未动用体积最多。图2为横截面上气体主通道和未波及区域的形状。图3是图2中局部区域的放大效果,说明即使是主通道大部分孔隙中,仍滞留了可观的剩余油。其原因是气体窜流后,主通道内形成连续的气相,气体流动趋于稳定,受岩石颗粒的阻挡、界面张力、吸附等作用的影响,使部分剩余油无法流动。
图4显示了注气稳定产出时,注采井间压力沿长度上的分布。注入井压力最高Pin,产出压力最低Pout。在注入井井底压降漏斗明显,即压降梯度较大,之后压力趋于平缓,i位置的压力Pi与Pout之差ΔP较小。曲线1和曲线2分别为高渗油藏和低渗油藏的压力分布示意,i位置的压差低渗油藏小于高渗油藏,使其孔隙内的剩余油更多。即,油藏渗透率越低,气窜带来的影响越严重,剩余油饱和度越高,采出程度越低。
针对油藏孔隙内剩余油分布位置及受力特点,提出了低频变压的方法。如图5所示,该方法包括:
步骤501:获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图;
步骤502:根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
步骤503:采用低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
步骤504:通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
即利用低频变压井井筒装置在低压力位置(即放置位置)以一定频率间歇地升高和降低压力,造成该位置周围一定范围内的压力发生变化。该作用使原来稳定的气体流动被改变,气体渗流方向在一个频次内经历逆转式的改变,从而使波及范围孔隙内的剩余油状态改变,一部分剩余油达到流动状态,并被采出,提高了采出程度。同时剩余状态的改变及低频注气井会造成影响区域内渗流阻力的重新分布,致使原来形成的主渗流通道形状乃至方向发生改变,这将扩大气驱的波及体积,提高采出程度更加显著。
图6显示在注采井中间位置设置了低频变压井,由该井注入气体造成压力升高,之后该井快速排出气体造成压力降低,当速度较高时,其压力将低于起始压力。由对应的压力曲线(注入压力线和排出压力线)分析可知,影响区域内的渗流状态必然受到压力变化的影响,其中,Pfimax为注入压力最大值,Pfomin为排出压力最小值。
在本发明实施例中,低频变压方法原理能否实现关键在于低频变压井井筒装置的设计。为实现气体高流速流动并在近井地带造成短时高压的效果,本发明设计了相应的低频变压井井筒装置,见图7。
该低频变压井井筒装置由下至上分别为:支撑封隔器1、支撑短节2、油层封隔器3、通气套筒4、高压容器5、电磁气控阀门6、气体增压机组7和中空连杆8组成,其中,支撑封隔器1、支撑短节2、油层封隔器3、通气套筒4、高压容器5、电磁气控阀门6、气体增压机组7和中空连杆8位于套管9内。
其中,支撑封隔器1为油田常用装备,其作用是由卡瓦机械装置涨开卡在套管9内壁上,密封胶皮筒撑开,起到隔离上下空间的作用,整体也起到支撑上方管柱的作用。其型号众多,本发明可选用操控简单、封隔效果好的型号,上部采用Y445封隔器,下部采用Y221封隔器。
支撑短节2为设计装置,管状,侧面有孔眼。下部与支撑封隔器1相连,上部与油层封隔器3相连。孔眼的作用是允许下部油层内的气体无阻通过进入油层封隔器3。
油层封隔器3起隔断油层的作用,由封隔橡胶隔断上部油层,气体在下部油层中进出。
通气套筒4、高压容器5、电磁气控阀门6、气体增压机组7和中空连杆8是核心的设计部件。
①通气套筒4
通气套筒4的下部且外部有短节(短节是工业管道连接中常用的一种配件。常见的有螺纹短节,分为双头外丝、单头外丝、平头外丝几种。)与油层封隔器3相连接,内部与高压容器5通过内丝扣41连接。其结构见图8,通气套筒4的筒壁42有通孔43,是底部油层封隔器3内气体进入上部套管空间的通道。见图9,气体流动示意图。与高压容器5连接位置的通孔圆度好且内壁光滑,该通孔与电磁气控阀门6的橡胶柱配合,具有阀门功能。
②高压容器5
高压容器5的结构简单,中空筒状,两端端盖为内嵌式,即通过内丝扣51与通气套筒4的内部连接,外筒两端均为外丝扣52,见图10。高压容器5的一端与通气套筒4的内部连接,高压容器5的另一端与气体增压机组7连接。底部端盖在连接通气套筒4后安装定压阀门53,见图11。在定压阀门53下方安装电磁气控阀门6。定压阀门53在达到设计压力时其高压出气口54开启,并保持持续开启状态,直至内外流体压力平衡,再行关闭。
由于井底内的套管内径仅10cm,若提高高压容器的容积只能采取加长的方式,其最大的长度即为井筒深度。通常我国油田油藏深度大于1000m,设容器内径为6cm,则1000m等径长管的空间体积约为3m3。
因而根据油井的具体套管使用情况确定高压容器长度,使其最大化。通常套管分为表层套管、技术套管和油层套管,且其长度因井况而不同。表层套管、技术套管和油层套管的最小内径分别为:21.6cm、15.0cm和10.0cm。设油藏深度2000m,表层套管200m、技术套管1600m和油层套管200m,则高压容器也可设计成由下而上逐渐变粗的形式,对应于不同套管类型,高压容器内径分别为12.0cm、9.0cm和6.0cm,若长度与对应套管等长,则该梯形高压容器空间体积约为15m3。
由于低频变压法需要在高压容器内建立2倍于环空压力条件,因而不能使用现有套管作为容器,其壁厚在5~10mm内,耐压能力不强。本方法设计的容器采用316钢,壁厚在10~20mm内,耐压最大可达70MPa。
由于现场操作条件,高压容器单根长度10m,由密封接箍连接两端,逐渐串联而成。在变径段,密封接箍变径即可。该技术为成熟技术,不再赘述。
③电磁气控阀门6
电磁气控阀门6包括多个活塞式锥形堵头61,如图12所示,活塞式锥形堵头为L型,多个活塞式锥形堵头61通过多路通气接头62连接。活塞式锥形堵头61包括锥形堵头611、连接杆612、磁吸活塞613、电磁块614、L型框体;其中,锥形堵头611、连接杆612、磁吸活塞613依次连接,连接杆612、磁吸活塞613和电磁块614位于L型框体内。
电磁气控阀门6是利用高压气体排出时的部分能量,推动活塞式锥形堵头向上运动,锥形堵头611封堵在通气套筒4的通孔43位置,使气体无法通过通气套筒4进入上部空间,而只能进入地层内。当高压气体卸压完毕,出口气体压力与周围环境压力平衡时,磁吸活塞613在电磁块614的电磁吸力作用下,通过连接杆612带动锥形堵头611向下运动,活塞式锥形堵头并依靠自身重力回到原位,则电磁气控阀门6开启,油层中排出的低压气体进入上部空间。电磁气控阀门6的堵头数量与通气套筒4配合使用,主视图见图12和俯视图见图13。
④气体增压机组7
气体增压机组7是由多个气体增压机并联而成,气体增压机是常规的应用装置,其作用是在空气压缩机提供动力的条件下,将低压气体压缩成高压气体。其结构及主要部件见图14所示,其中,每个气体增压机的动力气出口71和动力气入口72位于上方,每个气体增压机的高压气出口73位于下方,每个气体增压机的低压气入口74位于外壁下方,并联的单台气体增压机的高压气出口73、动力气出口71和动力气入口72均有汇集管,使气体增压机组同步工作。气体通过动力气入口72进入动力气空间75,动力气空间75下方为活塞低压端76,活塞高压端77下方为高压空间78,高压空间78包括两个口:高压气出口73和低压气入口74,低压气入口74与高压空间78之间包括一个流向控制阀79,活塞低压端76下方空间连接一个活塞后退气通道80,动力气出口71和动力气入口72之间有动力气转换通道81。其增压过程的原理处于成熟应用状态,因而此处不做赘述。
由于本发明的特殊应用性,气体增压机的外形及部件规格需要满足井筒内条件,参见图15。
本发明设计了连接保护套82,将气体增压机主体包裹保护,并且起到与上下装置连接的作用。
其中,低压气入口74的开口位置设计在连接保护套82的外壁上,便于气体的进入。
高压气出口73位于连接保护套82的正下方,便于与高压容器连接。
动力气入口72和动力气出口71均设置在连接保护套82的顶部位置,便于与上部部件(其他的气体增压机或中空连杆8)连接。
多个气体增压机之间还通过各自的高压气汇集管83、动力气出口汇集管84和动力气入口汇集管85连接。最上端的气体增压机上安装有一个短节86,通过这个短节与中空连杆连接。
本发明在应用过程中,每频次累计压缩气体10000~20000Nm3,而设计的单台增压机排量很小,小于20NL/min。因而需要多台增压机并联组成机组提高排量。本发明的单台增压机具备了这样并联的条件,组合见图16所示。并联的单台增压机高压气、动力气出口和动力气入口均有汇集管,使机组同步工作。
⑤中空连杆8
中空连杆8结构简单,见图17。两头为配合的接头,一头为母扣接头87,一头为公扣接头88,依次连接即可。中空连杆8起到承受底部部分重量的作用,其中空通管89也是动力气出口和动力气入口汇集管的通道。中空连杆8底部连接气体增压机组7,顶部连接在外部地面控制装置(井口装置)上。
在本发明实施例中,低频变压井井筒装置的工作过程如下(即步骤503具体包括):
以注气驱油的低渗油藏采用低频变压法为例。低渗油藏渗透率低、孔隙结构复杂,导致注水压力高,导致注水困难、注不进现象普遍。该类型油藏采用注气方式也通常采用低注入量的方式开采,防止指进现象的发生。
设油藏深度2000m,在井底流体压力10MPa条件下,日注气3方(3000Nm3)。按照单频次注气10方(地层压力10MPa),7天1个频次的目标对油藏实施高压径向注入。
则低频变压井井筒装置的核心装置尺寸如下:
高压容器内径6cm,串联总长度1000m,总容积3m3;
气体增压机组由10台气体增压机组成。单台气体增压机最大工作压力60MPa,排出流量200L/min,工作与休息时间比例为2:1。6天时间内可将高压容器内流体压缩至50MPa。
中空连杆外径3cm,串联总长度约1000m。
动力气由普通空气泵提供,由于在地面工作,因此可通过并联达到排量要求,输出压力大于0.8MPa即可。
计算参数如下:
常压下气体密度约为水密度的千分之一,例如氮气1.25g/L。50℃,氮气10MPa和50MPa的密度分别为0.1g/mL和0.38g/mL。即在1000m长度的高压容器内,底部压力50MPa时,顶部压力仅为46MPa,折算至10MPa条件下,体积为14.0m3。
设井底流压保持10MPa稳定,则高压容器在注入地层后,底部仍保持10MPa压力,顶部压力约9MPa,容器内气体体积剩余3m3,即注入地层11.0m3。
若计算精确考虑温度及压力梯度的影响,以及井筒底部气体不稳定条件流动的影响,实际注入地层气体体积略大于10m3。
①装置入井前的设置
调整气体增压机工作压力为50MPa;调整高压容器定压阀门压力为50MPa。
地面控制电磁气控阀门开启和关闭。
②整体装置的系统安装
按照图7所示的结构,实施井下作业和安装。
③实施低频变压操作
在注气后期,产出井大量见气,形成气窜后,可暂时关闭注气井和生产井,停止注入过程。在未形成气窜或少量产出气体时,即实施低频变压操作的增油效果更佳。
执行上述设计方案:
首先,地面控制电磁气控阀门开启,则在现有地层压力的作用下,油藏内气体快速进入高压容器、经过通气套筒进入上部环空空间内。通常较短时间内(1h)气体即充满上述空间,压力稳定分布,底部压力保持地层流体压力10MPa。
其次,外部地面控制装置控制动力气注入,并保持动力气排出口通大气。此时气体增压机组开始工作,工作时间长,总时长为6天,地面程序控制机组休息时段。工作过程中,上部环空内气体进入高压容器内,内部气体压力不断升高。与此同时,油藏内气体流入上部环空,气体压力小幅降低,由于地层气体注入量远远大于环空内体积,故压力变化较小,此过程是油藏排出气体过程,压力变化见排出压力线。
再次,当外部地面控制装置监测高压容器内压力达到47MPa时,地面控制关闭电磁气控阀门,此时上部空间气体与下部油层附近气体隔离开来。高压气体增压机组继续工作,直至高压容器内压力达到50MPa时,高压容器内定压阀门开启,高压气体高速进入地层,造成近井地带高压,改变之前形成的剩余油分布状态。与此同时,地面自控系统关闭动力气注入,则增压机组停止工作。
最后,在高压容器内气体压力与井底流体压力持平时(约小于1h),高压容器定压阀关闭,注入升压过程结束。
以上操作完成了1个频次的变压过程。若需要再次实施,重复上述步骤即可。
④继续注气过程
低频变压井井筒装置停止工作的状态下,原来的注气及产出井继续工作,在一定阶段内,产出井将有一定幅度的增油,且气油比大幅下降,该过程也正是提高采收率的关键阶段。
基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统,如下面的实施例所述。由于孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统解决问题的原理与孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法相似,因此孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统的实施可以参见孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法的实施,重复之处不再赘述。
该孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统包括:低频变压井井筒装置、数据分析装置、采油装置;
其中,数据分析装置用于:获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
低频变压井井筒装置用于:放置在油藏内的相应位置,在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
采油装置用于:通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
在本发明实施例中,还包括:外部地面控制装置,用于对低频变压井井筒装置进行控制。
本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
综上所述,1.本发明提出了能有效驱动孔隙内剩余油的低频变压油藏开发应用方法;提出的低频变压井井筒装置产生的高流速可以造成近井地带短时高压效果,实现剩余油的脱附和改变主渗流通道方向的作用;
2.使用的低频变压井井筒装置充分利用已注入气体,无需反复注入气体及排出气体,其经济效益显著;
3.提出的低频变压井井筒装置中气体压缩过程无需人工干预;
4.该方法在气驱窜流后,通过扩大波及体积的方法,继续提高采出程度5%以上。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。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 (16)
1.一种低频变压井井筒装置,其特征在于,由下至上包括:支撑封隔器、支撑短节、油层封隔器、通气套筒、高压容器、电磁气控阀门、气体增压机组和中空连杆,支撑封隔器、支撑短节、油层封隔器、通气套筒、高压容器、电磁气控阀门、气体增压机组和中空连杆位于套管内;
其中,支撑封隔器用于:涨开卡在套管内壁与支撑短节之间,对支撑短节进行支撑;
支撑短节的下部与支撑封隔器相连,支撑短节的上部与油层封隔器相连,支撑短节为管状,管侧有孔眼,孔眼用于使下部油层内的气体通过进入油层封隔器;
油层封隔器用于:隔断上部油层,使得气体在下部油层进出;
通气套筒的下部且外部与油层封隔器相连接,通气套筒的内部与高压容器连接,通气套筒的筒壁有通孔,为油层封隔器内的气体进入上部套管空间的通道;
电磁气控阀门通过通气套筒的通孔与通气套筒连接,用于通孔的打开和关闭,使得下部油层的气体进入高压容器和上部空间;
高压容器的下端与通气套筒的内部连接,高压容器的上端与气体增压机组连接,高压容器为中空筒状;
气体增压机组用于将高压容器内的低压气体压缩成高压气体;
中空连杆的底部连接气体增压机组,中空连杆的顶部连接在外部地面控制装置上,用于使外部气体进入低频变压井井筒装置,使下部油层内的气体排出低频变压井井筒装置;
所述高压容器的两端端盖为内嵌式,通过内嵌式连接气体增压机组和通气套筒;所述高压容器的外筒两端均为外丝扣,通过外丝扣与所述通气套筒的内部连接;
所述高压容器包括定压阀门,所述高压容器的底部端盖在连接通气套筒后安装定压阀门,在定压阀门下方安装电磁气控阀门,定压阀门用于:在达到预设压力时开启,并保持持续开启状态,直至高压容器内外的流体压力平衡,再行关闭。
2.如权利要求1所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述通气套筒的外部通过短节与油层封隔器相连接,所述通气套筒的内部与高压容器丝扣连接。
3.如权利要求1所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述高压容器包括多根,两两之间通过密封接箍连接。
4.如权利要求3所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述多根高压容器的内径不同,不同内径的高压容器之间通过密封变径接箍连接。
5.如权利要求1所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述电磁气控阀门包括多个活塞式锥形堵头,所述活塞式锥形堵头为L型,所述多个活塞式锥形堵头通过多路通气接头连接;
所述活塞式锥形堵头包括锥形堵头、连接杆、磁吸活塞、电磁块、L型框体;其中,所述锥形堵头、连接杆、磁吸活塞依次连接,连接杆、磁吸活塞和电磁块位于L型框体内;通过电磁块的通电有无带动磁吸活塞推动连接杆、锥形堵头,使得通气套筒中的通孔的打开和关闭。
6.如权利要求5所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述高压容器中的通孔个数与所述活塞式锥形堵头的个数相同。
7.如权利要求1所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述气体增压机组包括多个气体增压机并联,每个气体增压机的动力气出口和动力气入口位于上方,每个气体增压机的高压气出口位于下方,每个气体增压机的低压气入口位于外壁下方,并联的单台气体增压机的高压气出口、动力气出口和动力气入口均有汇集管,使气体增压机组同步工作。
8.如权利要求7所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,还包括:连接保护套,用于将气体增压机包裹保护,并且起到与上下连接保护套连接的作用;
所述连接保护套的外壁位置上设置有低压气入口的开口,便于气体的进入;
所述连接保护套的顶部位置上设置有动力气出口和动力气入口的开口;
所述连接保护套的正下方设置有高压气出口的开口,便于与高压容器连接。
9.如权利要求1所述的低频变压井井筒装置,其特征在于,所述中空连杆的两头为配合的接头,一头为母扣接头,一头为公扣接头,中空连杆通过中间的通管使外部气体进入低频变压井井筒装置。
10.一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法,其特征在于,包括:
获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图;
根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定权利要求1至9任一项所述的低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
采用低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
11.如权利要求10所述的孔隙内剩余油的低频变压油藏开采方法,其特征在于,采用低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态,包括:
通过外部地面控制装置控制电磁气控阀门开启,油藏内气体进入高压容器、经过通气套筒进入上部环空空间内;
通过外部地面控制装置控制动力气通过气体增压机组注入,保持气体增压机组的动力气出口通大气;
气体增压机组开始工作,上部环空空间内的气体进入高压容器内,气体压力升高,油藏内气体流入上部环空空间内;
当高压容器内的气体压力达到第一预设压力时,外部地面控制装置控制电磁气控阀门关闭,气体增压机组继续工作,直到高压容器内的气体压力达到第二预设压力时,高压容器内的定压阀门开启,高压气体进入油藏内,改变油藏内的剩余油分布状态;
外部地面控制装置关闭动力气注入,在高压容器内气体压力与油藏内的流体压力持平时,高压容器定压阀关闭。
12.一种孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统,其特征在于,包括:权利要求1至9任一项所述的低频变压井井筒装置,还包括:数据分析装置、采油装置;
其中,数据分析装置用于:获取气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,根据所述气体在油藏内的分布图、注气过程中注采井间的压力分布图,确定低频变压井井筒装置在油藏内的放置位置;
低频变压井井筒装置用于:放置在油藏内的相应位置,在油藏内的放置位置以预设的频率间歇地升高和降低压力,改变放置位置的油藏内的剩余油分布状态;
采油装置用于:通过注汽井和采油井对改变了剩余油分布状态的油藏内的剩余油进行开采。
13.如权利要求12所述的孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统,其特征在于,还包括:外部地面控制装置,用于对低频变压井井筒装置进行控制。
14.如权利要求13所述的孔隙内剩余油的低频变压油藏开采系统,其特征在于,低频变压井井筒装置具体用于:
通过外部地面控制装置控制电磁气控阀门开启,油藏内气体进入高压容器、经过通气套筒进入上部环空空间内;
通过外部地面控制装置控制动力气通过气体增压机组注入,保持气体增压机组的动力气出口通大气;
气体增压机组开始工作,上部环空空间内的气体进入高压容器内,气体压力升高,同时,油藏内气体流入上部环空空间内;
当高压容器内的气体压力达到第一预设压力时,外部地面控制装置控制电磁气控阀门关闭,气体增压机组继续工作,直到高压容器内的气体压力达到第二预设压力时,高压容器内的定压阀门开启,高压气体进入油藏内,改变油藏内的剩余油分布状态;
同时,外部地面控制装置关闭动力气注入,在高压容器内气体压力与油藏内的流体压力持平时,高压容器定压阀关闭。
15.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求10至11任一项所述方法。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求10至11任一项所述方法的计算机程序。
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