CN208267831U - 火烧驱油实验点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油开发技术领域，具体涉及火烧驱油实验点火装置。该装置包括套管、大功率氮化硅加热器、模型密封垫、模型密封垫压紧法兰、模型密封垫压紧螺钉、进气口座、加热器密封垫、加热器密封垫压紧法兰、加热器密封垫压紧螺钉和进气口。本实用新型不仅具有热效率高和点火成功率高的特点，而且具有加热均匀和稳定性强，能够确保模拟实验的顺利进行；本实用新型还具有结构简单、操作方便、加工成本低廉、便于维护的优点；此外，本实用新型可以实现重复利用及可替换性，因此有效地降低了模拟实验的投资成本。因此，本实用新型可广泛地应用于火烧驱油的点火工艺中。

Description

火烧驱油实验点火装置

技术领域

本实用新型属于石油开发技术领域，具体涉及火烧驱油实验点火装置。

背景技术

稠油是石油的重要组成部分，它不仅是动力燃料，而且是化工、建筑的重要原料。世界稠油和沥青资源极为丰富，地质储量约为61800亿桶。稠油的流动性差，粘度大，开采的关键问题是降粘、改善其流动性。目前，稠油的开采方式包括掺活性水降粘、掺油降粘、热水循环降粘、电热降粘、火烧驱油、热水驱、蒸汽吞吐及蒸汽驱等。其中，火烧驱油是一项重要的稠油开采方式，火烧油层是发展最早的热力采油技术，也是最重要的改进型采油技术之一，其原理是通过注入含氧气体(如空气)，燃烧掉油藏中少部分原油，产生高温、高压，达到降黏和驱替效果，从而实现高效采油的目的。火烧驱油具有采收率高、应用范围广等优点，是一种有效的提高油藏采收率的技术，可以在比蒸汽驱采油更复杂、更苛刻的地层条件下应用。因此，火烧驱油日益成为蒸汽吞吐后稠油开发的重点接替技术之一。

火烧驱油物理模拟是研究火烧驱油油藏开发方案编制的重要手段，火烧驱油物理模拟实验可以人为再现火烧驱油藏的开发进程，较为真实地模拟实际油藏或油井的渗流特征，能够研究油藏参数、油井几何因素和外部生产可控参数对开发效果的影响，为制定火烧驱油藏开发策略、不同开发阶段应对措施及稳油控水方案提供重要依据。点火装置为火烧油层模型提供火源，是火烧驱油过程中的首要环节，但传统电点火方式存在热效率低、成功率低的缺点。

实施火烧驱油提高油田采收率，首先要解决点燃油层问题，只有成功点火才能保证火驱的继续实施，油层点燃程度直接影响火驱的成功与否。目前，国内外常用的点火方式主要分为注化学药剂点火和电点火两大类。其中，化学点火是通过注入助燃剂，在油层内产生热量，实现点火的技术，具有热量利用率高、适用范围广、点火成功率高和费用低等优点，是火驱点火技术中的新方向。目前应用的化学点火工艺一般需要注蒸汽预热油藏、注入化学药剂和注入空气等步骤。现有的火驱化学点火试验仪器有热重分析仪(Thermogravimetric Analysis,TG)、差示扫描量热仪(Differential ScanningCalorimetry,D SC)、加速量热仪(Accelerating Rate Calorimetry,ARC)和燃烧管试验装置。其中，TG，DSC和ARC可用于计算动力学参数，燃烧管试验用于模拟真实油藏情况。其模拟过程中，先将化学助燃剂与油砂混合，然后装入燃烧装置中，此后对燃烧装置加热升温并注入含氧气体，从而完成模拟油藏情况的试验，但是该试验方法与现场实际应用中加入化学助燃剂的方法不符，不能实现化学助燃剂注入工艺过程的模拟，不能真实模拟油藏情况。电点火技术主要是利用井底电点火器将地面注入的介质，如空气或助燃剂加热，并使之与油层内的原油发生氧化还原反应，达到原油燃点进行燃烧。因此，电点火器是火驱技术能否点火成功的关键。中国专利201320112187.5介绍了一种火烧油层可收卷式电点火及监测系统，该专利所披露的电点火器为可取式电点火器，其通过将电点火器及电点火器测温装置设置在连接井外油管收卷轮盘的连续油管的内部，解决了电点火器井口起下作业时难度较大的问题，并且实现了对电点火器出口空气温度的监测。

火烧油层时需要通过注气管柱向油层内注入空气，油层吸气能力会直接影响点火位置压力的大小，知晓油层吸气能力可以指导控制注入空气的速率，防止因为油层吸气能力过低，注入空气速率过快，在点火位置形成巨大压力而造成井内设备损坏或注气设备损坏。但上述电点火器不能测量点火位置处的压力大小，进而无法判断油层的吸气效果。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足而提供火烧驱油实验点火装置。该装置不仅具有热效率高和点火成功率高的特点，而且具有结构简单、操作方便、加工成本低廉，可以实现装置的重复利用及可替换性。

本实用新型公开了火烧驱油实验点火装置，该装置包括套管、大功率氮化硅加热器、模型密封垫、模型密封垫压紧法兰、模型密封垫压紧螺钉、进气口座、加热器密封垫、加热器密封垫压紧法兰、加热器密封垫压紧螺钉和进气口。

套管在模型内部开有出气槽，便于气体进入火烧油层模型的内部，套管的下端与进气口座焊接，上端密封，套管的内径为5-8cm，长度为30-50cm。

大功率氮化硅加热器的一端置于套管的内壁，并与套管内壁有1-2mm的间隙，方便空气的流动。

模型密封垫压紧法兰与套管焊接，通过模型密封垫压紧螺钉压紧模型密封垫以实现对套管与火烧油层模型的密封，同时实现套管与火烧油层模型的固定连接；

进气口座焊接在套管的下端，进气口座设置有进气口。

加热器密封垫压紧法兰通过加热器密封垫压紧螺钉压紧加热器密封垫，实现对大功率氮化硅加热器的密封。

本实用新型的工作过程：空气由进气口座内的进气口进入套管的内壁，通过套管与大功率氮化硅加热器的间隙进入大功率氮化硅加热器的内部，然后经过大功率氮化硅加热器的加热将加热后的高温空气从套管的出气槽排出至火烧油层模型的内部，从而点燃模型内部的稠油，最后，利用燃烧前缘推动稠油进入采油井筒。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型不仅具有热效率高和点火成功率高的特点，而且具有加热均匀和稳定性强，能够确保模拟实验的顺利进行；

(2)本实用新型具有结构简单、操作方便、加工成本低廉、便于维护的优点；

(3)本实用新型可以实现重复利用及可替换性，因此有效地降低了模拟实验的投资成本。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的截面示意图。

具体实施方式

如附图1和图2所示，火烧驱油实验点火装置，该装置包括套管1、大功率氮化硅加热器2、模型密封垫3、模型密封垫压紧法兰4、模型密封垫压紧螺钉 5、进气口座6、加热器密封垫7、加热器密封垫压紧法兰8、加热器密封垫压紧螺钉9和进气口10。

套管1在模型内部开有出气槽11，便于气体进入火烧油层模型的内部，套管1的下端与进气口座6焊接，上端密封，套管1的内径为5-8cm，长度为 30-50cm。

大功率氮化硅加热器2的一端置于套管1的内壁，并与套管1内壁有1-2mm 的间隙，方便空气的流动。

模型密封垫压紧法兰4与套管1焊接，通过模型密封垫压紧螺钉5压紧模型密封垫3以实现对套管1与火烧油层模型的密封，同时实现套管1与火烧油层模型的固定连接；

进气口座6焊接在套管1的下端，进气口座6设置有进气口10。

加热器密封垫压紧法兰8通过加热器密封垫压紧螺钉9压紧加热器密封垫 7，实现对大功率氮化硅加热器2的密封。

本实用新型的工作流程：空气由进气口座内的进气口进入套管的内壁，通过套管与大功率氮化硅加热器的间隙进入大功率氮化硅加热器的内部，然后经过大功率氮化硅加热器的加热将加热后的高温空气从套管的出气槽排出至火烧油层模型的内部，从而点燃模型内部的稠油，最后，利用燃烧前缘推动稠油进入采油井筒。

本实用新型的优点和有益效果：本实用新型的装置不仅具有热效率高和点火成功率高的特点，而且具有加热均匀和稳定性强，能够确保模拟实验的顺利进行；另外，本实用新型具有结构简单、操作方便、加工成本低廉、便于维护的优点；本实用新型还可以实现重复利用及可替换性，因此有效地降低了模拟实验的投资成本。因此，本实用新型可广泛地应用于火烧油层的点火工艺中。

Claims (1)

1.火烧驱油实验点火装置，其特征在于，所述的装置包括套管(1)、大功率氮化硅加热器(2)、模型密封垫(3)、模型密封垫压紧法兰(4)、模型密封垫压紧螺钉(5)、进气口座(6)、加热器密封垫(7)、加热器密封垫压紧法兰(8)、加热器密封垫压紧螺钉(9)和进气口(10)；

所述的套管(1)在模型内部开有出气槽(11)，便于气体进入火烧油层模型的内部，套管(1)的下端与进气口座(6)焊接，上端密封；套管(1)的内径为5-8cm，长度为30-50cm；

所述的大功率氮化硅加热器(2)的一端置于套管(1)的内壁，并与套管(1)内壁有1-2mm的间隙，方便空气的流动；

所述的模型密封垫压紧法兰(4)与套管(1)焊接，通过模型密封垫压紧螺钉(5)压紧模型密封垫(3)，以实现对套管(1)与火烧油层模型的密封，同时实现套管(1)与火烧油层模型的固定连接；

所述的进气口座(6)焊接在套管(1)的下端，进气口座(6)设置有进气口(10)；

所述的加热器密封垫压紧法兰(8)通过加热器密封垫压紧螺钉(9)压紧加热器密封垫(7)，实现对大功率氮化硅加热器(2)的密封。