CN1238823A - 用于生产烃类的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
在生产的过程中，将从一井底至井口的油－气混合流再分隔成在相互并排配置的若干分开的通道(2，3)中流动的若干分开的油－气流。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产烃类如石油等的方法和装置。
背景技术
众所周知，借助于将气体引入其中以便在一生产导管中形成一上升的油-气流体的方法开采石油。产生的流体是由相互作用的两相、即气相和液相构成的混合流。在两相介质流动过程中，气体系数或溶入每一质量单位液体中的气体量、气体和液体的物理性能、气相对于液相的相对速度、两相之间的动量交换以及因此用于顶替液相所消耗的气相能量的份额，根据生产导管的直径可产生实质性变化。由于在流动过程中两相液流结构的变化和用于顶替液相的以及用于顶替气相本身所导致的气相能量的再分配，有可能相应的气相能量份额不足以顶替液相。当气相能量是顶替液相的唯一能源时，更是有此特点。对于油井而言，上述情况是具有代表性的：当地层的天然能量是由来自于岩层和地下水的压力作用下的油的势能和溶于油中的烃类气体的势能组成时，只要流体中的压力变得低于饱和压力，则上述势能将转移至气相中。借助于岩层和地下水的压力以及位能，在井内升至一定高度的石油仅只能靠溶入油中的气体的能量而继续移动，并且当油柱中烃的压头低于饱和压力时才能以一定的量转移至油井中的液相中。在流体移动至井口的过程中，从油中排出的气体量随着压力降低而增加，并且液流结构发生变化。从溶解状态转入气相的气体量的增加以及在至井口移动过程中其速度相应增加将导致下述情况，即当油形成一沿导管壁延伸的油膜时，与井口相邻的一段井中则形成一环状液流，而且气核中含有若干液滴。因此，只有一小部分气相能量用于将液体顶替至井口，并且实际上油井开采量几乎等于零。液流结构沿井壁的演变是由于在流体移至井口的过程中，从液体中排出的气体压力和气体数量减少，而气相对于液体的相对速度增加。其结果，液体和气相存在相互分离的倾向。在此过程中，将液体向井口顶替用的气相能量的相应份额则减小。
当油井呈环空模态时，其效率系数、或者换言之，实际用于液体顶替的气相能量与可能用于液体顶替的全部气相能量之比实际上降低至零。即使当油井呈自喷状态运行时，由于井口附近的液流结构使气相占据用于流体流动空间的主要部分，并且被夹带的液体的数量较低，效率系数则不可能高。低的效率系数则导致成地层压力的加速衰退；而且，其结果是使该油井转变为机械化的扩胀式生产井。
本发明说明
因此，本发明的目的是提供一种用于生产烃类的方法和装置，该方法和装置避免了现有技术的缺点。
更具体而言，本发明的目的是提供一种用于生产烃类的方法和装置，该方法和装置将显著提高用于气-油混合流中顶替液相的气相能量的利用率。
与上述目的以及下文中显而易见的其它目的相一致，如下简述，本发明的一个特征在于：提供一种生产烃类的方法，按照此方法，将油-气混合流沿着与油-气混合流移动方向横切的方向再分隔成按照移动方向同时并排流动的若干分开的液流。
本发明的另一特征是提供一种用于生产烃类的装置，该装置包括限定油-气混合流范围的装置和用于将油-气混合流沿横切方向再分隔成按油-气混合流移动方向同时并排流动的若干分开的油-气流的装置。
当按照本发明实施上述方法并设计上述装置时，用于顶替油相的气相利用率显著提高，操作和阀门的维修简化，生产出地下烃类的成本降低，效率提高，而且防止了地层压力的快速衰退。
附图简介：
图1和2是按照本发明的一种用于生产烃类的装置的横向剖面视图和纵向剖面视图；
图3和4是按本发明另一实施例的发明装置的横向剖面视图和纵向剖面视图；
图5和6是显示按照现有技术的一种装置和按照本发明的一种装置的油-气混合流运动学变化的视图；
图7和8是本发明又一实施例的视图；和
图9和10是本发明再一实施例的横向剖面视图和纵向剖面视图。
实施本发明的最佳方式
按照图1和2所示的一实施例，按照本发明的一种方法生产烃类的一种发明装置包括一用标号1标注的生产导管。设有若干元件2将生产导管1的横截面再分隔成若干分开的通道3。在图1～2所示实施例中，将生产导管横截面再分隔成若干通道3的元件2形成同壁，从而通道3是同轴通道。因此，若干分开的油-气混合流沿着油-气流移动方向流径各同轴通道3。每一条分开的通道3的尺寸选定应提供一合乎要求的单独油-气流的结构，以便获得作为顶替油相的能源的气相能量的最大利用率。
油相从气相获得的移动量将随两相之间交换的移动量强度的增加而增加，或者随气相对于油相相对移动阻力的增加而增加。就生产导管的同一截面而言，借助于沿径向方向R的分开通道中的轴向速度V的增加和随着通道内表面面积的增加而使剪切应力增加至τ=μ1 NV，可以实现上述要求，式中μ是油的动力粘度。
按照图3和4所示的本发明第二实施例借助于若干壁12将生产导管11的内部再分隔成相互并排延伸的若干分开的通道3，各分开的油-气流同时在通道13内侧流动。而且，油-气流也在各分开的通道13的外侧空间14中流动。
如图7和8所示的本发明的又一实施例，图7所示的各分开通道23的几何尺寸可以沿油-气流的流动方向变化，而且，另有若干通道33也可沿油-气流的流动方向变化。还将选定图7和8所示结构，以便最大限度地利用顶替油相的气相能量。
在图9和10所示的实施例中，生产导管41借助于星形插件再分隔成相互并排延伸的若干分开的扇形均分通道43。
当每单位质量油的地层能量不足以将油升至所需高度时，可以利用如图7所示的补充能源。在此，一部分地层能量借助于在容器和部分导管容积内饱和压力作用下的压缩气体而积聚；因此，一部分气相能量可以从地层能量中排出，此部分气相能量在衰减期间转化成自由状态并储存在导管和容器中饱和压力中。
尽管按照用于生产烃类的方法和装置中的实例已例证并详述了本发明，然而，本发明并非局限于此。在不偏离本发明精髓前提下，可用各种方法进行各种更改和结构变化。
将新的、希望由专利授权文本保护的的范围将在后附权利要求书中提出。
Claims (10)
1．一种生产烃类的方法，包括以下步骤：将一生产导管插入一油井，该生产导管有一基本位于井底区的入口和一基本位于井口区的出口，从而油-气混合流从生产导管的入口流至出口；借助于至少将一段生产导管再分隔成若干通道，来增加生产导管中油-气混合流中的气相对于油相的相对移动阻力，上述的若干通道各有一占生产导管截面几分之一的截面并且沿从生产导管入口朝出口的方向延伸，以便将上述油-气混合流再分隔成具有上述油-气混合流的几分之一截面、并且沿着从生产导管入口朝出口方向同时流动的若干分开的油-气混合流。
2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的再分隔包括形成沿着从生产导管入口至出口的方向相互同轴延伸的、若干分开的通道，从而使各分开的油-气混合流同时流经同轴的各自分开的通道。
3．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的再分隔包括形成沿着从生产导管入口至出口的方向相互基本并排平行延伸的若干通道，从而使各分开的油-气混合流同时流经并排的通道。
4．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的再分隔包括，形成使各分开的油-气混合流沿着从生产导管入口至出口的方向同时流经的若干分开的通道；并且各分开通道的几何构形沿着分开的油-气流移动的方向改变。
5．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的再分隔包括形成相互并排配置的若干通道，使各分开的油-气混合流沿着从生产导管入口至出口的方向同时流经上述通道，从而许多通道沿着油-气混合流方向在生产导管的不同高度发生改变。
6．一种用于生产烃类的装置，包括一个要插入油井的生产导管和用于在上述生产导管中增加油-气混合流中气相相对于油相移动的阻力的机构；上述生产导管具有位于井底区的一入口和位于阀口区的一出口，从而油-气混合流从生产导管的入口流至出口，上述的增阻机构包括用于至少将一段上述生产导管再分隔成若干通道的机构，所述通道具有一只占上述生产导管截面积的几分之一的降低了的截面积并且从上述生产导管的所述入口朝所述出口延伸，以便将上述的油-气混合流再分隔成具有该油-气混合流截面积几分之一的若干个分开的油-气混合流，并且沿着该生产导管上述入口至出口的方向同时流经上述降低了截面积的通道。
7．一种如权利要求6所述的装置，其特征在于：上述的各分开的通道相互同轴地延伸。
8．一种如权利要求6所述的装置，其特征在于：上述分开的通道相互基本平行延伸。
9．一种如权利要求6所述的装置，其特征在于：上述分开的通道具有沿油-气混合流流动方向变化的几何构形。
10．一种如权利要求6所述的装置，其特征在于：若干分开的通道沿着分开的油-气流的流动的方向改变。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |