CN207795204U - 一种水平井电加热辅助生产装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种水平井电加热辅助生产装置。所述装置包括：设置在水平井的直井段井筒内的短油管，沿所述水平井的井口延伸至所述水平井的水平段井筒末端处设置的长油管；所述长油管内设置有加热电缆，所述加热电缆包括导电段电缆和加热段电缆，所述加热段电缆设置在所述水平井的低渗透水平段处，所述导电段电缆设置在所述水平井的井口至低渗透水平段的起始端，所述导电段电缆的电阻小于等于所述加热段电缆的电阻。利用本申请中各个实施例，实现了低渗透水平段的加热，有效提高了低渗透水平段的油层温度，从而提高该水平段油层的泄油速率，促进该段蒸汽腔发育，最终达到提高水平段动用率、SAGD日产油水平和采收率的目的。

Description

一种水平井电加热辅助生产装置

技术领域

本申请属于石油开采技术领域，尤其涉及一种水平井电加热辅助生产装置。

背景技术

现有技术中，对于稠油油藏的开发主要以热采为主，主要有蒸汽吞吐、蒸汽驱，火烧油层等开采方法。在使用蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)开采过程中，受到水平段局部低渗透储层物性影响，低渗透段的原油泄油阻力大，流动能力差，难以在该部位发育蒸汽腔，因此该段的温度偏低。

现有技术中，改变注采参数等做法难以有效动用低渗透水平段的油藏，难以在该段提高温度并发育蒸汽腔，因此低渗透段的存在严重影响SAGD水平井的产量水平和采收率。据不完全统计，国内陆相非均质稠油油藏采用双水平井SAGD生产的采收率通常不到50％。因此，如何有效提高整个SAGD水平段的油藏温度，实现整个水平段蒸汽腔的均匀发育，是亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请目的在于提供一种水平井电加热辅助生产装置，通过在SAGD水平生产井的井筒内设置加热电缆，可以有效提高该段油层温度，从而提高该水平段油层的泄油速率。

本申请提供了一种水平井电加热辅助生产装置，包括：

设置在水平井的直井段井筒内的短油管，沿所述水平井的井口延伸至所述水平井的水平段井筒末端处设置的长油管；

所述长油管内设置有加热电缆，所述加热电缆包括导电段电缆和加热段电缆，所述加热段电缆设置在所述水平井的低渗透水平段处，所述导电段电缆设置在所述水平井的井口至低渗透水平段的起始端，所述导电段电缆的电阻小于等于所述加热段电缆的电阻。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述导电段电缆和所述加热段电缆内部的绝缘填料均包括氧化镁粉末。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述水平井井口至所述水平井的造斜段对应的所述导电段电缆中的绝缘填料包括聚四氟粉末，所述造斜段至所述低渗透水平段的起始端对应的所述导电段电缆中的绝缘填料包括氧化镁粉末。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述长油管和所述短油管外部设置有套管和筛管。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述套管从所述水平井的井口延伸至所述水平井的造斜段，所述筛管从所述造斜段延伸至所述水平井的水平段，所述套管和所述筛管通过筛管悬挂器密封连接。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述长油管的末端口与所述筛管的末端口之间的距离在预设距离范围内。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述水平井的直井段井筒对应的所述长油管与所述短油管平行。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述加热电缆连接有功率调节装置。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述长油管还连接有蒸汽注入装置。

进一步地，所述水平井电加热辅助生产装置的另一个实施例中，所述短油管的下端口设置有抽油泵。

本申请提供的水平井电加热辅助生产装置，通过在水平生产井的井筒内设置长油管和短油管，长油管内设置有加热电缆，利用加热电缆可以实现水平井的未发育蒸汽腔、温度较低的低渗透水平段的加热，实现了定点加热油层，有效提高了低渗透水平段的油层温度，从而提高该水平段油层的泄油速率，促进该段蒸汽腔发育，最终达到提高水平段动用率、蒸汽辅助重力泄油SAGD日产油水平和采收率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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是本申请一个实施例中水平井电加热辅助生产装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在石油开采中，尤其是稠油的开采中，可以使用蒸汽辅助重力泄油(SteamAssisted Gravity Drainage，SAGD)技术进行开采，蒸汽辅助重力泄油SAGD开采技术可以在注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换，加热后的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的水平生产井中产出。但是，水平生产井在低渗透水平段的原油泄油阻力大，流动能力差，温度比较低，不利于石油的开采。

本申请实施例通过在水平生产井中设置长油管和短油管，长油管和短油管可以表示不同油管的名称，没有具体长度的限制，长油管的长度通常可以比短油管的长度大。可以长油管中设置加热电缆，通过加热电缆对水平井的低渗透水平段进行加热，提高低渗透水平段的温度，以实现蒸汽辅助重力泄油SAGD开采时，整个水平段蒸汽腔的均匀发育，同时利用短油管进行石油的开采，进一步提高石油开采的采收率。

本申请实施例中各个附图中的附图标记可以表示为以下含义：

11-套管，12-筛管悬挂器，13-筛管，21-抽油泵，22-短油管，3-长油管，41-导电段电缆，42-加热段电缆。

图1是本申请一个实施例中水平井电加热辅助生产装置的结构示意图，如图1所示，本申请提供的水平井电加热辅助生产装置包括：

设置在水平井的直井段井筒内的短油管22，沿所述水平井的井口延伸至所述水平井的水平段井筒末端处设置的长油管3；

所述长油管内设置有加热电缆，所述加热电缆包括导电段电缆和加热段电缆42，所述加热段电缆42设置在所述水平井的低渗透水平段处，所述导电段电缆41设置在所述水平井的井口至低渗透水平段的起始端，所述导电段电缆的电阻小于所述加热段电缆的电阻。

如图1所示，本申请实施例中，采用水平井作为生产井，在水平井的井筒内设置有长油管3和短油管22，长油管3内设置有加热电缆。短油管22可以从水平井的井口处下入至水平井的直井段，短油管22可以用于采油。长油管3可以从水平井的井口处下入至水平井的水平段脚尖即水平段的最远端，长油管3的末端口即远离水平井井口的一端设置为开口。长油管3的竖直段即水平井的直井段对应的长油管3可以与短油管22平行设置，可以节省油管在水平井井筒内占用的空间。加热电缆设置在长油管3内，并分为相互连接的两段即导电段电缆41和加热段电缆42。在低渗透水平段设置有加热段电缆42，在水平井的井口到低渗透水平段的起始端(即与加热段电缆42的接口处)设置有导电段电缆41，导电段电缆41和加热段电缆42相互连接。可以通过水平井水平段测井解释和三维精细地质建模等技术确定出储层渗透率，根据储层渗透率确定出低渗透水平段的具体位置。根据实际生产的需要，还可以将加热段电缆42设置在指定的加热段，实现为指定加热段进行加热的功能。

加热段电缆42的电阻可以大于等于导电段电缆41的电阻，通常可以将导电段电缆41的电阻设置为比较小的电阻值，实现导电的功能即可，同时可以节约电能。可以将加热段电缆42的电阻值设置为较大的电阻值，以实现为水平井的低渗透水平段加热的功能。加热电缆的电阻值可以根据实际使用需要进行设置，具体可以根据需要加热到的温度以及加热的速度设置加热电缆的电阻值，本申请实施例不作具体限定。

加热电缆的电缆芯可以采用单根或多根合金电热丝作为发热源，电缆芯外部可以填充绝缘填料作为导热绝缘体，导热绝缘体外部可以设置无缝连续不锈钢或铜管作为护套，有强腐蚀作用的场所可以在不锈钢或铜管外部添加PE(Polyethylene pipe，中密度聚乙烯管、高密度聚乙烯管)或低烟无卤的外套。在本申请一个实施例中，导电段电缆41和加热段电缆42内部的绝缘填料(即导热绝缘体)均可以采用氧化镁粉末，加热电缆处对应的温度比较高，采用氧化镁粉末作为绝缘填料可以提高加热电缆的耐高温性，进一步提高加热电缆的使用寿命。

在本申请另一个实施例中，可以将水平井井口至水平井造斜段对应的导电段电缆41内部的绝缘填料采用聚四氟粉末，其他部分的导电段电缆41的绝缘填料采用氧化镁粉末，即水平井的造斜段至低渗透水平段的起始端对应的导电段电缆41的绝缘填料采用氧化镁粉末。加热段电缆42内部的绝缘填料可以全部使用氧化镁粉末。加热段电缆42对应的温度比较高，导电段电缆41对应的温度比较低，尤其是水平井井口至水平井造斜段处对应的温度，温度较高的处的加热电缆的绝缘填料采用氧化镁粉末，温度较低处的加热电缆的绝缘填料采用聚四氟粉末，既可以提高加热电缆的耐热性，进一步提高加热电缆的寿命，同时，在温度较低处采用聚四氟粉末作为绝缘填料可以降低加热电缆的成本。

如图1所示，在短油管22的下端口即远离水平井井口的一端，可以设置有抽油泵21，通过抽油泵21可以将水平井井筒内的油泵入输油管，实现石油的开采。

本申请实施例提供的水平井电加热辅助生产装置，通过在水平生产井的井筒内设置长油管和短油管，长油管内设置有加热电缆，利用加热电缆可以实现水平井的低渗透水平段的加热，以提高低渗透水平段的温度，从而提高该水平段油层的泄油速率，促进该段蒸汽腔发育，最终达到提高水平段动用率、提高整个提高了油藏的采收率。

如图1所示，在上述实施例的基础上，本申请一个实施例中，可以在水平井的井筒内设置套管11和筛管13，用于保护水平井井筒内的油管。套管11可以从水平井的井口处下入水平井的造斜段，并在造斜段与筛管13通过筛管悬挂器12密封连接。筛管13可以从筛管悬挂器12处下入至水平井的水平段，短油管22与长油管3均位于套管11与筛管13内，避免水平井内的泥砂等杂质流入油管。

此外，如图1所示，本申请一个实施例中的长油管3的末端口即远离水平井井口的一端可以设置为开口，并且长油管3的末端口与筛管的末端口即远离水平井井口的一端之间的距离在预设范围内，即筛管13的末端口与水平井井口之间的距离大于长油管3的末端口与水平井井口之间的距离。例如：长油管3的末端口可以设置在距离筛管13脚尖即末端口约20-50米处。当然根据实际使用的需要，长油管3的末端口与筛管13的末端口之间的距离还可以设置为其他距离，本申请实施例不作具体限定。将长油管3的末端口与筛管13的末端口之间设置一段距离，可以避免筛管13处的泥砂进入长油管3内，堵塞长油管3。

在本申请一个实施例中，加热电缆可以连接功率调节装置，功率调节装置可以设置在地面上，工作人员可以在地面处，通过功率调节装置可以调节加热电缆的工作电压进一步调节加热电缆的功率，控制加热电缆加热的温度和加热速度。本申请实施例中的加热电缆的功率可以设置为连续可调，以实现实时连续的控制加热电缆的加热温度。

此外，在本申请一个实施例中，长油管3还可以连接有蒸汽注入装置，可以通过蒸汽注入装置向长油管3内注入蒸汽，通过注入水蒸汽将流入长油管3与加热电缆之间环空处的原油带出长油管。避免在加热电缆加热的过程中，加热电缆处温度较高，使得流入长油管3与加热电缆之间环空处的原油因高温结焦，粘着在长油管内壁处。具体可以每隔3-20天，以10～200吨/天的主汽速度向长油管3内注入水蒸气。

下面结合具体的示例介绍本申请实施例中的技术方案：

如图1所示，可以将套管11从水平井的井口处下入水平井的造斜段，并在造斜段与筛管13通过筛管悬挂器12密封连接，筛管13从筛管悬挂器12处下入至水平井的水平段。套管11与筛管13内设置有短油管22与长油管3，短油管22与长油管3为平行设置。短油管22从水平井的井口处下入直井段，长油管3从水平井的井口处下入至水平井井筒的水平段脚尖，远端开口，并距离筛管13的脚尖约20-50米。短油管22内部设置有抽油泵21，抽油泵21下入至短油管22的下端口开口处。加热电缆设置在长油管3内部，加热电缆可以由两段组成，在低渗透水平段为加热段电缆42，在水平井井口到低渗透水平段的起始端为导电段电缆41，加热电缆最长可以下入至长油管3的水平段脚尖的开口处。

加热段电缆42的功率可以为0～2500W/m连续可调，加热段电缆42的长度可以为10m～整个长油管3的水平段长度，加热电缆的外径可以为1英寸～3英寸。加热段电缆42表面最高发热温度可以为450℃，可以通过功率调节装置在地面实现0～450℃连续可调。加热段电缆42内部的绝缘填料可以为氧化镁粉末，在筛管悬挂器12以上到井口段对应的导电段电缆41内部的绝缘填料可以为聚四氟粉末，在筛管悬挂器12以下段对应的导电段电缆41内部的绝缘填料可以为氧化镁粉末。

此外，在加热电缆发热过程中，为防止流入长油管3与加热电缆之间环空的原油高温结焦，可以每隔3-20天，从井口向长油管3中注入水蒸汽，注汽速度可以为10～200吨/天。

需要说明的是本申请实施例中的水平井电加热辅助生产装置，还可以包括其他结构，如密封装置、固定装置等，本申请实施例进行详细的介绍。

本申请实施例提供的水平井电加热辅助生产装置，在蒸汽辅助重力泄油SAGD水平生产井的井筒内设置加热电缆，并可以在未发育蒸汽腔、温度较低的低渗透水平段或者有夹层遮挡影响蒸汽腔发育的水平段部署加热电缆的加热段，进行定点加热油层，可以有效提高该段油层温度，从而提高该水平段油层的泄油速率，促进该段蒸汽腔发育，最终达到提高水平段动用率、蒸汽辅助重力泄油SAGD日产油水平和采收率的目的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。本申请说明书附图仅仅只是示意图，不代表各个部件的实际结构。

以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的实施例而已，并不用于限制本本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，包括：

设置在水平井的直井段井筒内的短油管，沿所述水平井的井口延伸至所述水平井的水平段井筒末端处设置的长油管；

所述长油管内设置有加热电缆，所述加热电缆包括导电段电缆和加热段电缆，所述加热段电缆设置在所述水平井的低渗透水平段处，所述导电段电缆设置在所述水平井的井口至低渗透水平段的起始端，所述导电段电缆的电阻小于等于所述加热段电缆的电阻。

2.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述导电段电缆和所述加热段电缆内部的绝缘填料均包括氧化镁粉末。

3.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述水平井井口至所述水平井的造斜段对应的所述导电段电缆中的绝缘填料包括聚四氟粉末，所述造斜段至所述低渗透水平段的起始端对应的所述导电段电缆中的绝缘填料包括氧化镁粉末。

4.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述长油管和所述短油管外部设置有套管和筛管。

5.如权利要求4所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述套管从所述水平井的井口延伸至所述水平井的造斜段，所述筛管从所述造斜段延伸至所述水平井的水平段，所述套管和所述筛管通过筛管悬挂器密封连接。

6.如权利要求4所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述长油管的末端口与所述筛管的末端口之间的距离在预设距离范围内。

7.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述水平井的直井段井筒对应的所述长油管与所述短油管平行。

8.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述加热电缆连接有功率调节装置。

9.如权利要求1所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述长油管还连接有蒸汽注入装置。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种水平井电加热辅助生产装置，其特征在于，所述短油管的下端口设置有抽油泵。