CN113090237A - 一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱及其作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱及其作业方法，该管柱包括油管、Y接头、隔热油管短节、高温电泵机组、Y型穿越装置、高温深井封隔器和管线。本发明实现了不通过动管柱作业就实现蒸汽吞吐从注热到生产的流程转换，实现注采一体化技术，降低作业成本，提高热采效率；且该工艺管柱技术采用全井筒隔热，全程没有热点，进一步保障了电潜泵运行安全，同时该方案满足海上安全环保要求，在井下有高温安全控制系统，可以保障井筒注汽生产安全；并且该方案可以通过光纤对全井筒进行实施温度数据监测，为后期工艺方案优化提供技术支持。该发明的实施对渤海稠油规模化开发具有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于稠油油田热采井下工艺管柱技术，具体来说一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱及其作业方法。
背景技术
由于海上环境的特殊性及环保要求，陆地油田蒸汽吞吐热采工艺管柱不适用于渤海海上，因此针对海上油田生产井特点(注汽温度高达370℃)，热采采用注采两趟工艺管柱，即光管注汽，高温电潜泵进行举升，该技术存在如下问题：
1.完井、修井费用成本高，注采转换需要动管柱作业，且在修井过程存在漏失现象，严重响注汽效果。
2.没有井下安全控制系统，在极端情况下无法保障人员生命财产安全及海洋环境安全。
3.没有井下监测技术，无法准确的分析蒸汽吞吐后的注汽效果，为后期注汽工艺技术优化提供技术支持。
因此需寻求一种适用于370℃温度下的无需动管柱的注采一体化管柱技术，可以降低热采完井及修井成本，保障井筒安全，为后期蒸汽吞吐工艺技术发展提供技术支持，为稠油油田规模化热采开发奠定技术基础。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱及其作业方法。本发明根据海上安全环保要求及井型特点，创新设计一种应用于370℃热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱技术，在不改变现有完井管柱结构及不占用平台现有空间条件的情况下，克服现有技术中的不足，实现不通过动管柱作业就实现蒸汽吞吐从注热到生产的流程转换，满足渤海稠油油田蒸汽吞吐热采井作业条件(注汽温度370℃)同时，该工艺管柱结构带有井筒安全控制系统及光纤监测系统，在实现注采一体化技术降低作业成本，提高热采效率的同时可以保障井筒注汽生产安全，并监测全井筒数据，为后期工艺方案优化提供技术支持。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，包括油管、Y接头、隔热油管短节、高温电泵机组、Y型穿越装置、高温深井封隔器和管线；
所述油管由上至下分为第一隔热油管、小直径隔热油管、第二隔热油管和普通油管，所述第一隔热油管和小直径隔热油管之间设置有Y接头；所述第二隔热油管上端连接小直径隔热油管、下端连接普通油管，所述第二隔热油管上由上至下设置有高温井下开关、高温深井安全阀和Y型穿越装置，所述普通油管上设置有配汽阀；
所述Y接头的侧接口下方依次设有高温泵前I级单流阀、隔热油管短节、高温泵前II级单流阀和高温电泵机组；
所述第二隔热油管与井筒筒壁之间设置有高温深井封隔器，高温深井封隔器上设置有高温单流阀；
所述管线包括高温动力电缆、封隔器液控管线、高温井下开关液控管线、安全阀液控管线和光纤，所述高温动力电缆与高温电泵机组相连，所述封隔器液控管线与高温深井封隔器相连，所述高温井下开关液控管线与高温井下开关相连，所述安全阀液控管线与高温深井安全阀相连，所述光纤由Y型穿越装置侧接口伸入油管内部与普通油管底部的底部固定装置相连。
在上述技术方案中，所述Y接头上设有上主接口、下主接口和侧接口，所述上主接口连接所述第一隔热油管下端，所述下主接口连接所述小直径隔热油管上端，所述侧接口通过高温泵前I级单流阀连接隔热油管短节。
在上述技术方案中，所述第一隔热油管、第二隔热油管为4-1/2”隔热油管，隔热等级最低为D级，连接处采用隔热接箍。
在上述技术方案中，所述普通油管为2-7/8”普通油管。
在上述技术方案中，所述小直径隔热油管为无接箍设计，连接处具有隔热功能，最大外径不大于100mm。
在上述技术方案中，所述高温电泵机组包括高温电机、电机保护器、汽液分离器、电潜泵和电机电缆，耐温不小于260℃，外径不大于114mm。
一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱的作业方法，按照下述步骤进行：
步骤一、注热前做封高温井下封隔器，打开高温深井安全阀，关闭高温井下开关同时向油套环空内同时注入氮气和除氧剂，通过高温深井封隔器上单流阀将油套环空内的液体驱替至高温封隔器以下；
步骤二、注汽时蒸汽通过油管注入，蒸汽通过通过小直径隔热油管，最终进入到地层，注蒸汽的同时连续注入氮气压制Y接头位置蒸汽，保护电泵机组，同时也防止井下蒸汽上返，保护套管；
步骤三、在注汽结束后，需要进行生产时通过井口钢丝作业投入带卸油功能的Y堵，打开高温井下开关，地层产出液通过井下开关进入到油套环空，并通过高温电潜泵经过Y接头进入隔热油管，从而举升到地面；
步骤四、再次注汽时通过钢丝作业捞出Y堵，关闭高温井下开关，可正常进行注汽作业。
本发明的优点和有益效果为：与原有技术相比，其优点是本发明实现了不通过动管柱作业就实现蒸汽吞吐从注热到生产的流程转换，实现注采一体化技术，降低作业成本，提高热采效率；且该工艺管柱技术采用全井筒隔热，全程没有热点，进一步保障了电潜泵运行安全，同时该方案满足海上安全环保要求，在井下有高温安全控制系统，可以保障井筒注汽生产安全；并且该方案可以通过光纤对全井筒进行实施温度数据监测，为后期工艺方案优化提供技术支持。本发明的实施对渤海稠油规模化开发具有重大意义。
附图说明
图1是本发明一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱的结构示意图。
其中：A-1为第一隔热油管，A-2为Y接头，A-3为小直径隔热油管，A-4为第二隔热油管，A-5为普通油管，A-6为配汽阀；B-1为高温井下开关，B-2为高温电泵机组，B-3为高温泵前I级单流阀，B-4为高温泵前II级单流阀，B-5为隔热油管短节，B-6为高温井下开关液控管线，B-7为高温动力电缆；C-1为高温深井安全阀，C-2为高温单流阀，C-3为高温深井封隔器，C-4为安全阀液控管线，C-5为封隔器液控管线；D-1为光纤，D-2为Y型穿越装置，D-3为底部固定装置。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例
如附图1所示，本发明公开了一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，主要包括注汽工艺系统、举升工艺系统、安全控制系统、井下监测系统。
所述Y接头A-2上部连接4-1/2”隔热油管A-1，所述高温电泵机组B-2上连接泵前II及单流阀B-4，通过所述隔热短接B-5与泵前I级单流阀B-3连接，泵前I级单流阀B-3连接在所述Y接头A-2下端，形成举升通道。
所述小直径隔热油管A-3上端与所述Y接头A-2下端连接，下端与4-1/2”隔热油管A-4连接，所述高温井下开关B-1设置在所述4-1/2”隔热油管A-4上，位于小直径隔热油管A-3下部，所述普通油管A-5通过变口连接在所述4-1/2”隔热油管A-4下端，上面连接有所述配汽阀A-6，形成注汽通道。
所述高温深井安全阀C-1设置于所述隔热油管4-1/2”A-4上，且位于所述井下开关B-1下部，所述高温单流阀C-2设置在所述高温深井封隔器C-3上，所述高温深井封隔器C-3设置在所述4-1/2”隔热油管A-4和井筒筒壁之间，位于所述高温深井安全阀C-1下部，所述安全阀液控管线C-4与高温深井安全阀连接C-1，所述封隔器液控管线C-5与高温深井封隔器连接C-3。
所述Y型穿越装置D-2设置在所述4-1/2”隔热油管A-4上，位于高温深井安全阀下端，所述光纤D-1通过所述Y型穿越装置D-2进入所述普通油管A-5，与所述底部固定装置D-3连接。
本发明的工作原理：
(1)注热前做封高温井下封隔器，打开高温深井安全阀，关闭高温井下开关同时向油套环空内注入氮气+除氧剂，通过高温深井封隔器上单流阀将油套环空内的液体驱替至高温封隔器以下。
(2)注汽时蒸汽通过油管注入，蒸汽通过通过小直径隔热油管，最终进入到地层，注蒸汽的同时连续注入氮气压制Y接头位置蒸汽，保护电泵机组，同时也防止井下蒸汽上返，保护套管。
(3)在注汽结束后，需要进行生产时通过井口钢丝作业投入带卸油功能的Y堵，打开高温井下开关，地层产出液通过井下开关进入到油套环空，并通过高温电潜泵经过Y接头进入隔热油管，从而举升到地面。
(4)再次注汽时通过钢丝作业捞出Y堵，关闭高温井下开关，可正常进行注汽作业。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：包括油管、Y接头、隔热油管短节、高温电泵机组、Y型穿越装置、高温深井封隔器和管线；
所述油管由上至下分为第一隔热油管、小直径隔热油管、第二隔热油管和普通油管，所述第一隔热油管和小直径隔热油管之间设置有Y接头；所述第二隔热油管上端连接小直径隔热油管、下端连接普通油管，所述第二隔热油管上由上至下设置有高温井下开关、高温深井安全阀和Y型穿越装置，所述普通油管上设置有配汽阀；
所述Y接头的侧接口下方依次设有高温泵前I级单流阀、隔热油管短节、高温泵前II级单流阀和高温电泵机组；
所述第二隔热油管与井筒筒壁之间设置有高温深井封隔器，高温深井封隔器上设置有高温单流阀；
所述管线包括高温动力电缆、封隔器液控管线、高温井下开关液控管线、安全阀液控管线和光纤，所述高温动力电缆与高温电泵机组相连，所述封隔器液控管线与高温深井封隔器相连，所述高温井下开关液控管线与高温井下开关相连，所述安全阀液控管线与高温深井安全阀相连，所述光纤由Y型穿越装置侧接口伸入油管内部与普通油管底部的底部固定装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：所述Y接头上设有上主接口、下主接口和侧接口，所述上主接口连接所述第一隔热油管下端，所述下主接口连接所述小直径隔热油管上端，所述侧接口通过高温泵前I级单流阀连接隔热油管短节。
3.根据权利要求1所述的一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：所述第一隔热油管、第二隔热油管为4-1/2”隔热油管，连接处采用隔热接箍。
4.根据权利要求1所述的一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：所述普通油管为2-7/8”普通油管。
5.根据权利要求1所述的一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：所述小直径隔热油管连接处具有隔热功能，最大外径不大于100mm。
6.根据权利要求1所述的一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱，其特征在于：所述高温电泵机组包括高温电机、电机保护器、汽液分离器、电潜泵和电机电缆，耐温不小于260℃，外径不大于114mm。
7.一种应用于370度热采井的全井筒隔热电潜泵注采一体化管柱的作业方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤一、注热前做封高温井下封隔器，打开高温深井安全阀，关闭高温井下开关同时向油套环空内同时注入氮气和除氧剂，通过高温深井封隔器上单流阀将油套环空内的液体驱替至高温封隔器以下；
步骤二、注汽时蒸汽通过油管注入，蒸汽通过通过小直径隔热油管，最终进入到地层，注蒸汽的同时连续注入氮气压制Y接头位置蒸汽，保护电泵机组，防止井下蒸汽上返，保护套管；
步骤三、在注汽结束后，需要进行生产时通过井口钢丝作业投入带卸油功能的Y堵，打开高温井下开关，地层产出液通过井下开关进入到油套环空，并通过高温电潜泵经过Y接头进入隔热油管，从而举升到地面；
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