CN208534469U - 电加热辅助重力泄油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及稠油开采辅助设备技术领域，是一种电加热辅助重力泄油装置，其包括连续油管，在能伸入水平生产井水平段的连续油管右部设置有与连续油管相通的通孔管段，在通孔管段管壁上分布有与油层筛管的筛孔相通的通孔，在连续油管内设置有至少一根加热电缆。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过采用加热电缆对进入连续油管内的流体进行加热，通过流体向地层油藏传递热能，由于蒸汽通过通孔管段上的通孔进入地层，通孔的位置可以根据水平段油藏加热需要设置，因此，其加热地层油藏的部位不是一个点，而是水平段的一段区域或者多段区域，使蒸汽腔能够发育成连续蒸汽腔，使油藏动用更加均匀，更大程度开采水平生产井水平段远端油藏。

Description

电加热辅助重力泄油装置

技术领域

本实用新型涉及稠油开采辅助设备技术领域，是一种电加热辅助重力泄油装置。

背景技术

蒸汽辅助重力泄油（SAGD，Steam Assisted Gravity Drainage）是一种很有效的稠油开采方法，是依靠注入蒸汽的汽化潜热加热油层达到降低原油粘度和增加流动能力，依靠重力主导泄油的方法。在重力泄油开采过程中，将蒸汽从位于油藏底部附近水平生产井上方的一口水平注汽井或若干口垂直注汽井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平生产井采出，这种方法可以大幅度提高稠油的产量和采收率。

在油田实际应用SAGD采油方法时发现，由于受到地层物性或采油工艺的限制，水平生产井上方的油藏通常动用不均匀，严重影响到采油效率和最终采收率。在部分油藏区域，由于受到钻井轨迹精度、储集层非均质性、井下注采管柱和举升方式等因素的影响，蒸汽腔在油藏内发育不均衡，如图1所示，常见现象是蒸汽腔主要发育在水平生产井上方的前中段（常称为“脚跟”部位），而水平井中后方上面（常称为“脚尖”部位）的蒸汽腔往往发育不良，甚至完全没有发育。根据理论分析和油田实践经验，导致这种汽腔分布的主要原因有两个：（1）受油层非均质性的影响，原油向水平井的流动剖面不均匀，其结果就是蒸汽腔沿水平段的上方发育不均匀；（2）通常情况下，采油泵位于“脚跟”部位附近，由于SAGD生产井的水平段较长（300米至800米），流体从脚尖向脚跟流动时，会在水平段井筒中产生压降，导致水平段井筒内脚跟处的流动压力最低，油层流体向井内的流动也会最多，导致脚跟附近的蒸汽腔过度发育。严重时，还容易在脚跟处出现蒸汽单点突破，形成注汽井与生产井之间的“短路”效应；而在水平段远端的泄油速率下降，进入油层的蒸汽量减少，蒸汽腔愈加不能很好地发育，甚至停止扩展和萎缩。最终结果就是油藏动用不均匀，水平段远端油藏不能有效地开采，不但采油产量低，含水量增高，而且水平井水平段的利用效率降低，油汽比低。一旦出现单点突破，尤其是脚跟附近发生蒸汽突破，水平井利用程度大幅度降低，调控非常困难。目前在现场操作中，也尝试了其它工艺技术来调整汽腔的发育，包括后期的蒸汽热循环和在水平生产井中下控液管柱等技术，但效果的改善程度和应用范围有限。有效解决水平段动用不均的两大难点在于：（1）若在井下采用蒸汽热循环加热，通常情况下，蒸汽需要加热整个水平段，而且在“脚跟”处的加热会最多，若循环压力高于油层压力，还会导致蒸汽优先进入到连通程度最好的“脚跟”段，造成更严重的汽窜；（2）若在生产井筒中下控液管柱，水平段管柱内和环空的压降较低，要依靠下控液管柱来达到改变流压变化剖面的目的是非常有限的。

目前也有关于辅助重力泄油的装置的公开，比如申请号为201320141945.6的中国专利文献公开了一种稠油水平井连续油管电缆电加热装置，该专利文献通过连续油管将电缆、加热棒下入井下稠油水平段，通过控制柜采集井下压力、温度等数据实时控制井下温度，利用加热棒直接对稠油进行加热升温，降低稠油粘度。由于其直接利用加热棒对稠油进行加热，没有流体注入，仅仅依靠向地层的导热，传热效率低。该加热方式不能向地层提供驱油能量，采油效率低。

发明内容

本实用新型提供了一种电加热辅助重力泄油装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有辅助重力泄油装置存在难以大范围均匀动用水平生产井水平段上的油藏的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电加热辅助重力泄油装置，包括连续油管，在能伸入水平生产井水平段的连续油管右部设置有与连续油管相通的通孔管段，在通孔管段管壁上分布有与油层筛管的筛孔相通的通孔，在连续油管内设置有至少一根加热电缆。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述位于水平生产井水平段的连续油管内的加热电缆电连接有电加热器。

上述电加热辅助重力泄油装置还包括生产套管、生产管柱和固定在水平生产井水平段的油层筛管，生产套管与油层筛管依序连通，连续油管设置在位于水平生产井的生产套管与生产管柱之间的环空内，并且连续油管的右部伸入油层筛管内。

上述加热电缆设置在自水平生产井井口与通孔管段之间的连续油管内。

上述还包括井上的供电设备，加热电缆与井上的供电设备电连接。

上述还包括流体输送设备，连续油管的上端进口与流体输送设备固定连接。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过采用加热电缆对进入连续油管内的流体进行加热，通过流体向地层油藏传递热能，由于蒸汽通过通孔管段上的通孔进入地层，因此，其加热地层油藏的部位不是一个点，而是水平段的一段区域或者多段区域，使蒸汽腔能够发育成连续蒸汽腔，使油藏动用更加均匀，更大程度开采水平生产井水平段远端油藏。

附图说明

附图1为应用现有重力泄油的稠油开采技术进行稠油开采的主视结构示意图。

附图2为应用本实用新型最佳实施例进行稠油开采的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为水平生产井，2为连续油管，3为通孔管段，4为油层筛管，5为加热电缆，6为水平生产井脚跟部位，7为汽液界面，8为表层套管，9为生产套管，10为生产管柱，11为井下采油泵，12为水平生产井水平段脚尖部位，13为蒸汽腔，14为连续蒸汽腔，15为电加热器，16为高压水泵，17为通孔。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。在本实用新型中，如无特别说明，提及的设备等均在现有公知技术中的常规设备等。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图2所示，该电加热辅助重力泄油装置包括连续油管2，在能伸入水平生产井1水平段的连续油管2右部设置有与连续油管2相通的通孔管段3，在通孔管段3管壁上分布有与油层筛管4的筛孔相通的通孔17，在连续油管2内设置有至少一根加热电缆5。

油套环空为现有技术中生产套管9与生产管柱10之间的环形空间。

本实用新型在使用时，按照现有公知采油技术向井内下入表层套管8、生产套管9、生产管柱10和井下抽油设备（如附图1所示），加热电缆5上端与供电设备电连接，通过流体输送设备（高压水泵16）从连续油管2的上端口向水平生产井1内注入高压水，通过加热电缆5对注入的高压水进行加热，高压水在水平生产井1内不断升温，高压水在水平生产井脚跟部位6与通孔管段3之间的连续油管2内蒸发成蒸汽，在后续送入水平生产井1的高压水的高压动力下，蒸汽继续向远离水平生产井脚跟部位6的水平生产井1远端流动，当蒸汽到达通孔管段3处时，蒸汽依序穿过连续油管2上的通孔17和油层筛管4上的筛孔进入油层对油藏加热，被加热后的油藏能够被动用，能够被动用的油藏通过井下抽油设备抽出，并且进入地层的蒸汽在水平生产井1水平段的上方形成持续发育的蒸汽腔13，高压注水速率要与加热电缆5的加热能力相匹配，使注入的水能逐步升温，并在流出连续油管2之前实现蒸发，转化为蒸汽。

随着原油的不断采出，促进蒸汽腔13的形成和扩展。由于电加热产生的蒸汽量是由注水速率所决定的，而蒸汽流入地层的部位则由连续油管2上的出口位置来决定，从而可以实现在预定位置强行对地层进行蒸汽加热的目的。从油层筛管4的筛孔进入地层的蒸汽首先对流出点附近地层加热，使此处油藏流体被加热而采出，形成局部蒸汽腔13；由于井下采油泵11处是井内压力较低点，电加热所产生的原油和蒸汽将向水平生产井脚跟部位6（“脚跟”部位）流动，最终在水平段较大范围内形成较大的连续蒸汽腔14，使油藏动用更加均匀，更大程度开采水平生产井1水平段远端油藏，从而获得较高的采油效率和产量，不仅能够降低原油含水量，而且可以提高水平生产井水平段的利用效率，提高油汽比。

与传统的仅靠地面锅炉注汽方式对比，该方法依靠加热电缆5加热产生的蒸汽属于强制的定点加热方式，加热部位和加热能量受地层非均匀性影响较小，从而在生产井水平段取得较均匀的加热效果；电加热方式弥补了锅炉蒸汽难以在生产井水平段均匀分配的难点，对改善蒸汽腔13的分布形态、提高总体开发效益提供了有效的技术工艺措施。

采用电加热辅助重力泄油方式，可以将热量和蒸汽直接送到水平段最需要的地方，大大提高调控效率和调控的灵活度。

本加热介质除了水以外，还可以采用非凝结气体或能被加热电缆5加热呈气态的碳氢化合物或现有公知技术中用于加热稠油的化学添加剂。

由上所述可知，本实用新型通过采用加热电缆5对进入连续油管2内的流体进行加热，通过流体向地层油藏传递热能，由于流体（蒸汽）通过通孔管段3上的通孔17进入地层，因此，其加热地层油藏的部位不是一个点，而是水平段的一段区域，使蒸汽腔13能够发育成连续蒸汽腔14，使油藏动用更加均匀，更大程度开采水平生产井1水平段远端油藏。

本实用新型也可以与注蒸汽加热（通过向水平注汽井或垂直注汽井内注入蒸汽对水平生产井1水平段的油藏进行加热）结合，这样可以使油藏动用周期缩短，动用更加均匀，动用范围更广，进一步提高采油效率和产量，降低原油含水量，而且可以进一步提高水平生产井1水平段的利用效率，提高油汽比。

可根据实际需要，对上述电加热辅助重力泄油装置作进一步优化或/和改进：

如附图2所示，位于水平生产井水平段的连续油管2内的加热电缆5电连接有电加热器15。

通过将加热电缆5与电加热器15联用，可以提高对加热介质的加热效率。

如附图2所示，电加热辅助重力泄油装置还包括生产套管9、生产管柱10和固定在水平生产井1水平段的油层筛管4，生产套管9与油层筛管4依序连通，连续油管2设置在位于水平生产井1的生产套管9与生产管柱10之间的环空内，并且连续油管2的右部伸入油层筛管4内。

如附图2所示，加热电缆5设置在自水平生产井1井口与通孔管段3之间的连续油管2内，这样可以让加热电缆5对加热介质从井口就开始加热。

根据需要，加热电缆5与井上的供电设备电连接。

加热电缆5采用单相或三相供电。

根据需要，连续油管2的上端进口与流体输送设备固定连接。流体输送设备根据不同的加热介质可以采用不同的流体输送设备，比如，加热介质为水时，流体输送设备采用高压水泵16。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种电加热辅助重力泄油装置，其特征在于包括连续油管，在能伸入水平生产井水平段的连续油管右部设置有与连续油管相通的通孔管段，在通孔管段管壁上分布有与油层筛管的筛孔相通的通孔，在连续油管内设置有至少一根加热电缆。

2.根据权利要求1所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于位于水平生产井水平段的连续油管内的加热电缆电连接有电加热器。

3.根据权利要求1或2所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括生产套管、生产管柱和固定在水平生产井水平段的油层筛管，生产套管与油层筛管依序连通，连续油管设置在位于水平生产井的生产套管与生产管柱之间的环空内，并且连续油管的右部伸入油层筛管内。

4.根据权利要求1或2所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于加热电缆设置在自水平生产井井口与通孔管段之间的连续油管内。

5.根据权利要求3所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于加热电缆设置在自水平生产井井口与通孔管段之间的连续油管内。

6.根据权利要求1或2或5所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括井上的供电设备，加热电缆与井上的供电设备电连接。

7.根据权利要求3所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括井上的供电设备，加热电缆与井上的供电设备电连接。

8.根据权利要求4所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括井上的供电设备，加热电缆与井上的供电设备电连接。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括流体输送设备，连续油管的上端进口与流体输送设备固定连接。

10.根据权利要求6所述的电加热辅助重力泄油装置，其特征在于还包括流体输送设备，连续油管的上端进口与流体输送设备固定连接。