CN1208808A - 井下深度注入降粘剂稠油开采方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种深层稠油开采用的井下深度注入降粘剂稠油开采方法及设备,其方法是在井下油管外壁上固定降粘剂注入管,由地面泵站,经注入管在一定深度往油管中注入降粘剂,稀释原稠油,降低油汲负荷,达到抽油目的,其设备是在偏心井口法兰上装大、小四通,大四通下部上装油管,油管外壁上固装降粘剂注入管,注入管下部同油管上的降粘剂工作筒连通,上部穿过偏心井口法兰上的大四通接在偏心井口法兰内的穿入管上并同地面泵站连通,其方法及设备简单,泵挂深度大,单井产量高,易工业化生产,经济和社会效益巨大。

Description

井下深度注入降粘剂稠油 开采方法及设备

本发明是涉及一种深层稠油开采时用的井下深度注入降粘剂稠油开采方法及设备。

目前在石油开采中，对油层埋藏较浅(1000米)的稠油多是采用蒸汽吞吐开采法。但对于油层埋藏较深(2000-3000米)的稠油来说，由于地层的压力很高，而不能用蒸汽吞吐法开采。在深井中，由于井筒中随着温度的降低，原油粘度急剧升高，采出稠油非常困难。现有利用空芯抽油杆注入降粘剂进行稠油开采，但由于空芯抽油杆强度的限制，使泵挂深度不够，单井产量低，经济价值不高，形不成工业化生产应用的规模，因而无法推广应用。深井稠油开采至今还是世界性的难题。

本发明的目的就是针对深井稠油开采的需要和存在问题而提供一种井下深度注入降粘剂稠油开采方法及设备，可有效地解决深层稠油开采难的问题。

本发明的目的是这样实现的，在井下油管外壁上固定降粘剂注入管，由地面泵站经注入管，在一定深度往油管中注入降粘剂，稀释其稠油，使油管中原油粘度降低，降低抽汲负荷，从而达到深抽的目的。设备采用在井口装偏心井口法兰，降粘剂注入管从偏心法兰中穿过，井内的注入管固定在油管外壁上，注入管下部与油管上的降粘剂注入工作筒连通，油管中装有实芯的抽油杆，下端有抽油泵，油管外的套管上部装有大四通，偏心井口法兰与大四通连接，偏心井口法兰上部装有小四通。

本发明方法及设备简单，泵挂深度大，单井产量高，可工业化生产，其设备结构新颖，实用，易对原设备进行改造，安装使用方便，经济和社会效益巨大，其推广应用必为深层稠油的开采作出创造性的贡献。

以下对本发明作详细说明。

图1为本发明设备的结构主视图(下部剖开)。

图2为偏心井口法兰结构剖面主视图。

本发明的井下深度注入降粘剂稠油开采方法是，在井下油管外壁上固装降粘剂注入管，降粘剂由地面泵站经注入管压入井下降粘剂工作筒进入油管稀稠原油，降粘剂注入量的多少取决于稠油的性质与降粘剂性质，一般为10-30，降粘剂可以是热水、稀油或其他的降粘剂，稀油是很好的降粘剂，可以避免稠油采出后的分离，稀油注入量一般为20-30％，如用化学助剂作降粘剂，注入量可在10％以下，(百分比为同原稠油体积比，如公升计，也可用重量比，如公斤计，二者无实质区别)。

实现本发明方法的设备是，由图1、图2可以看出，在已有设备结构的基础上，在井下油管上固装有井下注入管及降粘剂工作筒，同井下注入管相连通的井口地面上的注入管上装有地面泵粘。其设备的具体结构是，井下套管11上部装有大四通4，大四通4上经偏心井口法兰3装有小四连接管15，其上装有小四通1，穿过大四通4的下部在油管悬挂节14上装有油管6，油管6内装有穿过大、小四通的抽油杆8，抽油杆8下部有抽油泵9，地面出油管和井下油管6偏心装在偏心井口法兰3内，井下油管6与偏心井口法兰3上部的出油管相对应，油管6上有相通的降粘剂注入工作筒7，油管6外壁上固装有井下注入管5与工作筒(7)相连通，井下注入管5上部穿过大四通4装在偏心井口法兰3偏心处的穿入管16的下端，穿入管16的上端接井上注入管2，注入管2接地面泵站，穿入管16上有固定螺母12和密封圈13，用于穿入管16的安装和密封(见图2所示)。抽油杆8可采用实心抽油杆，以增加强度。小四通1上有出油管10，用于出油。

在使用中设备的安装情况是，下入工作筒时，将注入管同工作筒一同下入，用护套保护注入管，并用卡子将护套牢固地固定在油管上，将大四通装在套管法兰上部，再用偏心井口法兰在井口上密封固定好，穿入管穿入井口法兰并在井口(管)上固定好，将井下注入管及地面注入管同穿入管连接好，在油管内装杆式泵及抽油杆，连接小四通及井口盘根盒，并接好地面抽油机等其他部分，检查好后无误，即可开机生产，其操作按常规作业进行。本发明的工作情况是，降粘剂通过地面泵粘后，具有一定的压力，通过地面注入管和井下注入管，在工作筒的位置进入油管。降粘剂进入油管后，同下面上来的(由抽油泵抽汲上来的)稠油混合，混合后的粘度大大降低，随着抽油杆的上下运动，混合液即可安全采出地面。

综上所述，本发技术在于是通过固定在油管外壁上的注入管在一定深度往油管中注入降粘剂，使油管中原油粘度降低，降低油汲负荷，从而达到深抽的目的。使用可以穿过注入管的专用偏心井口法兰，与穿过的注入管间有可靠的密封。同其他技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

1、由于蒸汽压力的限制，蒸汽吞吐法稠油开采技术只适合浅井稠油油田的开发。目前世界上用蒸汽吞吐法开采稠油的油层一般只有几十米到几百米深，我国辽河油田有目前世界上采用蒸汽吞吐法开采稠油的最深油田，油层深度也只有1000米左右。而采用本发明可以开发3000多米深的稠油油田。

蒸汽吞吐法是靠升温降低原油粘度，而该技术是靠注入降粘剂降低原油粘度，二者有本质的不同。通常情况下，升温降粘的成本较高，并且随着深度的增加，蒸汽注入压力升高及热损失的增加，蒸汽吞吐法的开采成本急剧升高。而采用降粘剂降粘的成本很低，这也是该技术的一大特点。

2、同空芯抽油杆注入降粘剂降低稠油开采技术相比，二者虽都是注入降粘剂降低原油粘度后进行抽汲采油的，但由于空芯抽油杆固有的特点(强度低)，使得油井泵挂深度不够，造成的油井生产压差不高，油产量很低，而使油井间歇生产。而间歇生产极易造成抽油杆断裂(这已被大量事实所证明)，同时由于抽油杆的上下运动，使注入系统运行的可靠性下降，降粘剂在到达注入点前的泄漏量不断增加。而该技术的注入系统是固定的，因而可使系统工作稳定，寿命增加。

空芯抽油杆是从抽油杆的内部空芯通道注入降粘剂，而该技术的降粘剂的注入通道是在油管外部，这是二者的最大不同。正是由于这一点，使得注入深度大大增加，从而满足了深度抽汲的要求。众所周知，泵挂加深可以增大生产压差，增加油井产量。世界上很多特殊油田在被发现的初期由于油井产量太低而被认为没有工业化开采的价值，在通过研究应用新的工艺技术后提高了油井产量而使其具有工业化开采的价值，这样的例子在世界上比比皆是。同样，该技术可使油井产量大幅度提高，使原来不具有工业化开采价值的深层稠油具有工业化开采的价值，从而产生不可估量的巨大经济效益。

3、本发明还可应用于：

a．防腐：对腐蚀性很强的原油，采用该技术注入防腐剂，可减轻原油对油管及地面输油设备的腐蚀。

b．防垢：当原油中含有易结垢的成分时，采用该技术注入相应的化学剂，可阻止油管及地面输油管线中结垢或使结垢深解。

c．清防蜡：通过该系统注入溶蜡剂或防腊剂，可达到清防蜡的目的。

d．与蒸汽吞吐开采法结合使用：由于蒸汽吞吐法开采稠油的特点，使油井生产呈现间歇性，与该技术结合后可改变开井周期，延长油井生产时间，也就提高了开采效率。由于注入蒸汽增加了井筒周围油层中原油的流动性使原油得以抽汲采出，生产一段时间后，当井筒周围的温度及原油粘度降低到一定程度而不能再生产时，这时注入降粘剂可以使油井的生产再延长一段时间，从而提高单井生产效率。

4、随着石油勘探技术的不断提高及勘探深度的不断增加，在新探明的石油地质储量中，深层和超深层的石油储量占了新增储量的绝大部分。由于目前世界上对深层稠油的开采还没有效的办法，使得已发现的深层稠油无法采出。我国也已发现了储量可观的深层稠油油田(如吐哈油田)，由于无法开采，造成了资源的闲置。到目前，深层稠油开采仍是一道世界级的难题。由于该技术的独特思路，变蒸汽注入升温降粘开采即热采的传统思路为深度注入降粘的新思维方式，使深层稠油开采中的难点迎刃而解。因为按传统思想，稠油开采应为热采，升温降粘是众人皆知的道理。但随着地层深度及地层压力的增加，所用注入蒸汽的压力也必须增加。而深度达到3000米的地层压力在30MPa左右(甚至更高)，所用的注入蒸汽压力必须大于这个压力蒸汽才能注入地层。就目前世界的工业发展水平，生产压力如此之高的蒸汽是可以的，但要进行输送、控制则相当困难，也是相当危险的，生产、输送、控制这样高压力蒸汽的设备投资是相当巨大的，因此，采用热采方式开采深层稠油是不经济的，这也是深层稠油开采成为世界级难题的主要原因。目前世界上进行深层稠油开采的研究还有火烧油层法及电加热法。火烧油层降粘的稠油开采方式已研究了许多年，到目前仍无太大进展，只是进行室内研究及小规模的现场试验，远没有达到工业化应用的水平。而电加热降粘法由于耗电量巨大、经济效益不佳也没有投入工业化应用。

因此，使用本发明深度注入降粘稠油开采技术对深层稠油开采具有特别重要的意义，它将使世界深层稠油开采技术产生巨大的技术进步，形成一种实用的深层稠油开采新技术。同所有的已应用或正在进行研究试验的稠油热采法相比，本发明深度注入降粘法都具有投资及生产成本低、地面设施简单、技术可靠易于控制等不可比拟的优势，该技术可使不具有工业化开采价值的深层稠油具有工业化开采的价值，从而产生巨大的经济效益。

Claims (4)

1、井下深度注入降粘剂稠油开采方法，其特征在于是，在井下油管外壁上固装降粘剂注入管，降粘剂由地面泵站经注入管压入井下降粘剂工作筒进入油管稀释稠原油。

2、根据权利要求1所述的井下深度注入降粘剂稠油开采方法，其特征在于所说的降粘剂为稀油，注入量为20-30％。

3、实现井下深度注入降粘剂稠油开采方法的设备，是井下套管(11)上部装有大四通(4)，大四通(4)上经偏心井口法兰(3)装有小四道连接管(15)，其上装有小四通(1)，穿过大四通(4)的下部在油管悬挂节(14)上装有油管(6)，油管(6)内装有穿过大、小四通的抽油杆(8)，抽油杆(8)下部有抽油泵(9)，其特征在于地面出油管和井下油管(6)偏心装在偏心井口法兰(3)内，井下油管(6)与偏心井口法兰(3)上部的出油管相对应，油管(6)上有相通的降粘剂注入工作筒(7)，油管外壁上固装有井下注入管(5)与工作筒(7)相连通，井下注入管(5)上部穿过大四通(4)装在偏心井口法兰(3)偏心处的穿入管(16)的下端，穿入管(16)的上端接井上注入管(2)，注入管(2)接地面泵站，穿入管(16)上有固定螺母(12)和密封圈(13)。

4、根据权利要求3所述的设备，其特征在于所说的抽油杆(8)为实心抽油杆。

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