CN208220728U - 稠油井管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稠油井管柱。本实用新型稠油井管柱，包括：加热电缆、油管、套管以及封隔器；加热电缆设置在油管内；油管侧壁设置有掺稀阀门；套管套设在油管的外侧；封隔器设置在油管和套管之间的油套环空，且封隔器位于掺稀阀门的下端。本实用新型稠油井管柱，通过在油管内设置加热电缆，对油管进行加热降低稠油的黏度，通过在油管侧壁设置有掺稀阀门，用于加入降粘液体降低稠油的黏度，在采油的同时降低稠油的黏度，有效防止油管堵塞，确保稠油的顺利开采，有利于降低开采周期，提高开采效率。

Description

稠油井管柱

技术领域

本实用新型涉及油气田开采技术领域，尤其涉及一种稠油井管柱。

背景技术

随着世界经济的快速增长，对石油的需求也急速增加，在常规石油资源越来越少的情况下，稠油资源的开发越来越重要。稠油是沥青质和胶质含量很高、黏度较大的原油，稠油的黏度受温度影响变化显著，例如，温度增加8～9℃，稠油的黏度可降低一半。在稠油的开采过程中，由于越往地面温度越低，稠油的黏度逐渐增高，不利于稠油的开采。

目前，现有的稠油井管柱大多采用蒸汽吞吐开采稠油，其中稠油井管柱包括油管以及套设在油管外的套管，油管既作为加入蒸气的加入管柱，又作为采油的油管。实际使用时，将热蒸汽通过采油树油管出口、油管挤注入地层，然后进行焖井。焖井周期结束后开采稠油，由于井底以及油管的温度较高，稠油的黏度降低，顺利的从油管向上到达地面。

但是，随着油井的生产，井底以及油管的温度降低，稠油的黏度增大，容易造成管柱的堵塞，且导致产油量逐渐降低，需要进行多次蒸汽吞吐焖井，不仅油管容易变形损坏而影响生产，而且导致稠油开采周期长，开采效率低。

实用新型内容

本实用新型提供一种稠油井管柱，以解决现有稠油井管柱易损坏影响生产、开采效率低的技术问题。

本实用新型提供一种稠油井管柱，包括：加热电缆、油管、套管以及封隔器；所述加热电缆设置在所述油管内；所述油管侧壁设置有掺稀阀门；所述套管套设在所述油管的外侧；所述封隔器设置在所述油管和所述套管之间的油套环空，且所述封隔器位于所述掺稀阀门的下端。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述油管内设置有混合装置，且所述混合装置位于所述掺稀阀门的上端。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述掺稀阀门为单向阀，用于将降粘液体通过所述油套环空掺入所述油管。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述单向阀和所述混合装置与所述油管螺纹连接。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述单向阀为多个，沿所述油管的周向间隔设置。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述单向阀为多个，沿所述油管的轴向间隔设置。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述封隔器的下端还设置有扶正器；所述油管的最下端连接有稠油进口，所述稠油进口下端的直径大于所述稠油进口上端的直径。

如上所述的稠油井管柱，还包括采油树、地面掺稀装置以及调节阀门；所述采油树与所述油管、所述套管的上端固定连接；所述地面掺稀装置通过所述调节阀门与所述采油树连接。

如上所述的稠油井管柱，还包括控制柜以及变压器；所述控制柜通过所述变压器与所述加热电缆电连接。

如上所述的稠油井管柱，其中，所述加热电缆的上端通过法兰与所述采油树固定连接，且所述法兰上还设置有密封垫。

本实用新型稠油井管柱，通过在油管内设置加热电缆，对油管进行加热降低稠油的黏度，通过在油管侧壁设置有掺稀阀门，用于加入降粘液体降低稠油的黏度，在采油的同时降低稠油的黏度，有效防止油管堵塞，确保稠油的顺利开采，有利于降低开采周期，提高开采效率。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明，其中：

图1为本实用新型稠油井管柱实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型稠油井管柱实施例一采油时液体流向示意图；

图3为本实用新型稠油井管柱实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型稠油井管柱实施例二采油时液体流向示意图；

图5为本实用新型稠油井管柱实施例三的结构示意图；

图6为本实用新型稠油井管柱实施例四的结构示意图。

附图标记说明：

1：加热电缆； 2：油管；

21：掺稀阀门； 3：套管；

4：封隔器； 5：油套环空；

6：混合装置； 7：扶正器；

8：采油树； 9：地面掺稀装置；

10：调节阀门； 11：控制柜；

12：变压器； 13：法兰；

14：稠油进口。

具体实施方式

石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。油气在地壳生成后以分散状态存在于生油气层中，随后经过运移进入储集层并在具有良好保存条件的地质层内聚集形成油气藏。石油开采是在储存有石油的储层中对石油进行挖掘和提取的过程，储层具有允许油气流在其中通过的储存空间，储层空间包括岩石碎屑间的孔隙、岩石裂缝中的裂隙、经溶蚀作用形成的洞隙等，储层空间中空隙的大小、分布和连通情况影响着油气的流动，从而决定着油气开采的特征。

在石油开采过程中，油气通常先从储层流入井底，随后从井底上升到井口，再从井口流入集油站，在经过分离脱水处理后，油气流入输油气总站并转输出矿区。

石油开采大致可以分为三个阶段：

一次采油通常依靠岩石膨胀、边水驱动、重力、天然气膨胀等天然能量进行开采，该阶段主要利用天然能量使油藏中的石油通过油管自行举升至井外；然而，随着原油及天然气的不断产出，油层岩石及地层中流体的体积逐渐扩展，弹性能量逐渐释放，该阶段石油的采收率平均仅为15％-20％。

二次采油主要是通过注水、注气等方式来提高油层的压力，从而在油井停喷后能够使油井继续产油。其中，注水开采是通过专门的注入井将水注入油藏以保持或恢复油层压力，从而使油藏形成较强的驱动力以提高油藏的开采速度和采收率；注气开采主要是利用注入气体的降粘、膨胀、混相、分子扩散等作用来降低界面张力、提高渗透率，进而提高油田采油率。由于地层的非均质性，注入流体通常沿着阻力较小的途径流向油井，而处于阻力相对较大的区域中的石油以及一些被岩石所吸附的石油仍然无法被开采出来，因此二次采油阶段的采收率依然有限。

三次采油主要通过采用各种物理、化学方法来改变原油的粘度和对岩石的吸附性，从而增加原油的流动能力，进一步提高原油采收率。

随着世界经济的快速增长，对石油的需求也急速增加，在常规石油资源越来越少的情况下，稠油资源的开发越来越重要。

稠油指地层条件下，黏度大于50毫帕·秒，或在油层温度下脱气原油黏度为1000～10000毫帕·秒的高黏度重质原油。稠油除黏度高外，密度也高。稠油含轻质馏分少，胶质与沥青含量高。稠油的黏度随温度变化，改变显著，如温度增加8～9℃，黏度可降低一半。在稠油的开采过程中，由于越往地面温度越低，稠油的黏度逐渐增高，不利于稠油的开采。

在油田的石油开采中，稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题。就开采技术而言，胶质、沥青质和长链石蜡造成原油在储层和井筒中的流动性变差，稠油一般无法自喷，要求实施高投入的三次采油工艺方法。高粘、高凝稠油的输送必须采用更大功率的泵送设备，并且为了达到合理的泵送排量，要求对输送系统进行加热处理或者对原油进行稀释处理。就炼化技术而言，重油中的重金属会迅速降低催化剂的效果，并且为了将稠油转化为燃料油，还需要加入氢，从而导致炼化成本大大增加，渣油量大，硫、氮、金属、酸等难处理组份含量高，也是炼油厂不愿多炼稠油的原因。可见，稠油的特殊性质决定了稠油的采、输、炼必然是围绕稠油的降粘降凝改性或改质处理进行的。

目前，现有的稠油井管柱包括油管以及套设在油管外的套管，油管既作为加入蒸气的加入管柱，又作为采油的油管。实际使用时，将热蒸汽通过采油树油管出口、油管挤注入地层，然后进行焖井。焖井周期结束后开采稠油，由于井底以及油管的温度较高，稠油的黏度降低，顺利的从油管向上到达地面。

但是，随着油井的生产，井底以及油管的温度降低，稠油的黏度增大，容易造成管柱的堵塞，且导致产油量逐渐降低，需要进行二次蒸汽吞吐焖井，不仅导致稠油开采周期长，开采效率低，而且容易造成油管变形损坏而影响生产。

为此，本实用新型提供一种稠油井管柱，以解决现有稠油井管柱易损坏影响生产、开采效率低的技术问题。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1为本实用新型稠油井管柱实施例一的结构示意图；图2为本实用新型稠油井管柱实施例一采油时液体流向示意图；图3为本实用新型稠油井管柱实施例二的结构示意图；图4为本实用新型稠油井管柱实施例二采油时液体流向示意图；图5为本实用新型稠油井管柱实施例三的结构示意图；图6为本实用新型稠油井管柱实施例四的结构示意图。

参照图1，本实施例提供一种稠油井管柱，包括：加热电缆1、油管2、套管3以及封隔器4；加热电缆1设置在油管2内；油管2侧壁设置有掺稀阀门21；套管3套设在油管2的外侧；封隔器4设置在油管2和套管3之间的油套环空5，且封隔器4位于掺稀阀门21的下端。

具体地，本实施例提供一种稠油井管柱，可以使用加热电缆进行加热降低稠油的黏度，并且还可以掺入降粘液体降低稠油的黏度，以降低稠油开采的难度，提高稠油开采效率。具体地，稠油井管柱包括加热电缆1、油管2、套管3以及封隔器4；加热电缆1设置在油管2内；油管2侧壁设置有掺稀阀门21；套管3套设在油管2的外侧；封隔器4设置在油管2和套管3之间的油套环空5，且封隔器4位于掺稀阀门21的下端。

其中，加热电缆1包括电缆外壳和电缆芯，电缆芯可以是铜芯、镍铬合金芯等，在此不做限制。加热电缆1从上到下的发热功率可以一致，或者，由于越往地面温度越低，加热电缆1上部的发热功率大于加热电缆1下部的发热功率。作为一种可选地实施例，加热电缆1的一端伸入到油管2中，并贴靠在油管2的管壁上，加热的电缆1的另一端延伸出油井的外侧，并于供电设备构成回路。加热电缆1的横截面可以是圆形、椭圆形、弧形或者不规则形状等，本实用新型不做限定。进一步地，加热电缆1的电缆芯可以沿油管2的周向间隔设置。当然，加热电缆1沿油管2的轴向设置有多个固定扣，用于将加热电缆1固定在油管2的内壁上。在一口井中的油管2中可以设置一根加热电缆1，也可以设置两根、三根加热电缆1等，本实用新型对加热电缆的数量不做限定，本领域技术人员可以根据油井的实际情况进行设计。

油管2的侧壁设置有掺稀阀门21，掺稀阀门21用于使降粘液体通过有套环空5进入油管2内与稠油混合，降低稠油的黏度，使得稠油被顺利开采出。其中掺稀阀门21可以是截止阀，通过投捞工具打开或者关闭阀门；或者，掺稀阀门21还可以是可调节流量的调节阀门，通过调节阀门开口的大小，控制进入油管2内的降粘液体的流量；还或者，掺稀阀门21还可以是电磁阀门，通过控制装置控制阀门的开闭等。为了使稠油井管柱结构更简单，操作更方便，掺稀阀门21优选为单向阀，使得降低剂仅可以从油套环空5进入油管2内，不可以反向流通。油管2的侧壁可以设置一个掺稀阀门21，油管2的侧壁也可以设置多个掺稀阀门21，例如两个、三个等，在此不做限定。在一些实施例中，地面掺稀装置通过管道与油套环空5连通，降粘液体依次通过地面掺稀装置、油套环空5、掺稀阀门21进入油管2内；在另外一些实施例中，油管环空5内设置有降粘液体管道，其一端与掺稀阀门21连通，另一端延伸出地面与地面掺稀装置连接。

在此需要说明的是，在本实用新型中，降粘液体是用于降低稠油黏度的液体，可以是现有任何降粘剂类型，也可以是稀油，还可以是降粘剂和稀油的混合液体，本实用新型对此不做限制。

套管3套设在油管2的外侧，套管3的内侧面与油管2的外侧面之间形成油套环空5，封隔器4设置在油套环空5内，将油套环空5分隔成上环空和下环空，其中，掺稀阀门21设置在上环空内。封隔器4使得降粘液体只存在与上环空内，不会进入下环空。封隔器4可以是自封式封隔器、压缩式封隔器、楔入式封隔器等，在此不做限定。并且，套管3和油管2分别可以是现有的套管和油管结构，本实用新型对此不做限定。当然，套管3下端还开设有套管射孔(未示出)。稠油井管柱还包括设置在油管2的抽油泵(未示出)，用于向上抽采稠油。

结合图2，本实施例提供的稠油井管柱具体工作过程如下：

首先，完成加热电缆1、油管2、套管3、封隔器4的安装，本实用新型对稠油井管柱各零部件的安装方法不做限定；

然后，打开加热电缆1的供电单元，加热电缆1通电对油管2进行加热，井底的稠油通过抽油泵的抽采，沿油管2向上运动，由于加热电缆1的加热作用，温度升高，稠油黏度降低，可以很顺利的向上运动；

另一方面，打开地面掺稀装置使得降粘液体通过油套环空5的上环空、掺稀阀门21进入油管2内，与油管2内的稠油进行混合，进一步降低稠油的黏度，提高稠油运动的顺畅性；

混合有降粘液体的稠油通过油管2上端设置的采油树到达地面。

本实施例提供的稠油井管柱，通过在油管内设置加热电缆，对油管进行加热降低稠油的黏度，通过在油管侧壁设置有掺稀阀门，用于加入降粘液体降低稠油的黏度，在采油的同时降低稠油的黏度，有效防止油管堵塞，确保稠油的顺利开采，有利于降低开采周期，提高开采效率。

在上述实施例的基础上，结合图3和图4，本实施例稠油井管柱的油管2内设置有混合装置6，且混合装置6位于掺稀阀门的上端。

具体地，油管2内还设置有混合装置6，且混合装置6位于掺稀阀门21的上端，用于将降粘液体和稠油进行充分、均匀混合，降低稠油的黏度。混合装置6可以设置有搅拌装置，用于将稠油和降粘液体搅拌均匀，确保掺稀均匀，有效防止油管2堵塞。

继续参照图4，井底抽采的稠油和通过掺稀阀门21进入油管2降粘液体，通过混合装置6的充分均匀混合，降低了稠油的黏度，确保稠油顺利开采。

作为一个优选地实施例，掺稀阀门21为单向阀，用于将降粘液体通过油套环空5掺入油管2。

掺稀阀门21具体为单向阀，降粘液体只能单向从油套环空5的上环空进入油管2内，不能反向流通，不需要额外的工作开闭掺稀阀门21，使得稠油井管柱的结构更简单，操作更方便。

在一个具体地实现方案中，单向阀和混合装置6可以与油管2螺纹连接，设置有密封垫等密封装置进行密封；单向阀和混合装置6也可以采用其他的密封连接方式，本实用新型对此不做限定。

参照图5，在一些实施例中，单向阀为多个，沿油管2的周向间隔设置。例如，单向阀设置有两个，沿油管2的周向间隔设置，可以使更多的降粘液体进入油管2内，充分降低稠油的黏度，保证顺利开采。本实用新型对单向阀的数量不做限定。

结合图6，在另一些实施例中，单向阀为多个，沿油管2的轴向间隔设置。例如，单向阀设置有两个，沿油管2的轴向间隔设置，不仅可以使更多的降粘液体进入油管2内，还可以使降粘液体从不同的方向进入油管2，与稠油进行初步混合，再通过混合装置6对降粘液体和稠油进行充分均匀混合，充分降低稠油的黏度，保证顺利开采。

继续参照图1至图6，封隔器4的下端还设置有扶正器7；油管2的最下端连接有稠油进口14，稠油进口14下端的直径大于稠油进口14上端的直径。

具体地，油管2上还设置有扶正器7，扶正器7作为一种固井工具，用于保证油管2位于套管3的中心位置，扶正力大，以提高钻井固井质量。扶正器7位于封隔器4的下端，扶正器7可以是弹性扶正器，也可以是刚性扶正器，本实用新型对扶正器的结构不做具体限定。油管2的最下端连接有稠油进口14，稠油进口14下端的直径大于稠油进口14上端的直径，有利于稠油进入油管2内。稠油进口14可以通过螺纹连接到油管2上，也可以是其他的连接方式，在此不做限定。

继续参照图1至图6，还包括采油树8、地面掺稀装置9以及调节阀门10；采油树8与油管2、套管3的上端固定连接；地面掺稀装置9通过调节阀门10与采油树8连接。

具体地，本实施例提供的稠油井管柱还包括采油树8、地面掺稀装置9以及调节阀门10。采油树8与油管2、套管3的上端固定连接，采油树可以是现有的采油树结构，本实用新型对此不做限定。

地面掺稀装置9用于混合产生降粘液体，降粘液体可以是降粘剂和/或稀油等，地面掺稀装置9产生的降粘液体通过调节阀门10与采油树8连接，调节阀门10用于调节降粘液体的流量，可以根据不同油井的实际情况掺入不同量的降粘液体，提高了稠油井管柱的通用性。

进一步地，本实施例提供的稠油井管柱还包括控制柜11以及变压器12；控制柜11通过变压器12与加热电缆1电连接。控制柜11的电能输出端与变压器12相连，变压器12通过电缆接线盒(未示出)与加热电缆1相连，本实施例通过控制柜11控制变压器12，调节施加给加热电缆1的功率。本实用新型对控制柜和变压器的具体结构不做限定。

更进一步地，加热电缆1的上端通过法兰13与采油树8固定连接，且法兰13上还设置有密封垫(未示出)。加热电缆1的上端通过法兰13与采油树8的一侧接口固定连接，保证连接的可靠性和密封性，同时法兰13上还设置有密封垫，进一步保证加热电缆1与采油树8连接的密封性，防止采油树8的液体发生泄露。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在以上描述中，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实用新型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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种稠油井管柱，其特征在于，包括：加热电缆、油管、套管以及封隔器；

所述加热电缆设置在所述油管内；所述油管侧壁设置有掺稀阀门；所述套管套设在所述油管的外侧；所述封隔器设置在所述油管和所述套管之间的油套环空，且所述封隔器位于所述掺稀阀门的下端。

2.根据权利要求1所述的稠油井管柱，其特征在于，所述油管内设置有混合装置，且所述混合装置位于所述掺稀阀门的上端。

3.根据权利要求2所述的稠油井管柱，其特征在于，所述掺稀阀门为单向阀，用于将降粘液体通过所述油套环空掺入所述油管。

4.根据权利要求3所述的稠油井管柱，其特征在于，所述单向阀和所述混合装置与所述油管螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的稠油井管柱，其特征在于，所述单向阀为多个，沿所述油管的周向间隔设置。

6.根据权利要求4所述的稠油井管柱，其特征在于，所述单向阀为多个，沿所述油管的轴向间隔设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的稠油井管柱，其特征在于，所述封隔器的下端还设置有扶正器；所述油管的最下端连接有稠油进口，所述稠油进口下端的直径大于所述稠油进口上端的直径。

8.根据权利要求1-6任一项所述的稠油井管柱，其特征在于，还包括采油树、地面掺稀装置以及调节阀门；

所述采油树与所述油管、所述套管的上端固定连接；所述地面掺稀装置通过所述调节阀门与所述采油树连接。

9.根据权利要求8所述的稠油井管柱，其特征在于，还包括控制柜以及变压器；

所述控制柜通过所述变压器与所述加热电缆电连接。

10.根据权利要求9所述的稠油井管柱，其特征在于，所述加热电缆的上端通过法兰与所述采油树固定连接，且所述法兰上还设置有密封垫。