本發(fā)明為一種井下混相熱流體發(fā)生器及其使用方法,涉及石油天然氣開(kāi)采領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前開(kāi)采稠油的技術(shù)主要是熱力開(kāi)采,熱力開(kāi)采的方式主要有蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)兩種方法。這兩種方法均需在地面建設(shè)蒸汽站鍋爐,通過(guò)管線將高溫高壓蒸汽輸入井下,將地下高粘度的石油采出。這兩種方法的主要缺點(diǎn)有:
1.熱損耗大。它的熱損耗主要有:蒸汽站鍋爐和煙囪排放產(chǎn)生的熱損失約占20%,蒸汽站至井口產(chǎn)生的熱損失約占3%—20%(平均13%),盡管在井筒內(nèi)采取了許多隔熱措施,注蒸汽過(guò)程中井口至油層產(chǎn)生的熱損失約占30%—40%之間,造成了巨大的能源浪費(fèi);為了減少環(huán)境污染和井口至油層的熱損耗,美國(guó)石油工業(yè)規(guī)定在井深超過(guò)2500英尺(762米)時(shí)就不允許使用以上方式;但是全球95%的稠油儲(chǔ)藏都在2500英尺以下的地下;因此傳統(tǒng)的蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)方法對(duì)稠油的開(kāi)采有著很大的局限性。
2.開(kāi)采深度受限。由于注蒸汽過(guò)程中熱損失比較大,地面注蒸汽熱采技術(shù)在深度上受到限制,隨著油層深度的增加,注入油層內(nèi)的蒸汽干度隨之下降,個(gè)別極深地層作業(yè)時(shí),地面蒸汽到油層時(shí)由于熱損失已經(jīng)轉(zhuǎn)化為熱水,極大的增加了注蒸汽采油的難度。
3.開(kāi)采周期長(zhǎng)。蒸汽吞吐法的一個(gè)悶井周期通常在2—7天,整個(gè)開(kāi)采周期在15天左右,且不能連續(xù)生產(chǎn),需要反復(fù)地注汽悶井,生產(chǎn)效率不高;蒸汽驅(qū)雖然可以進(jìn)行連續(xù)開(kāi)采,但是注入蒸汽的周期仍較長(zhǎng)。
4.整個(gè)設(shè)備的可移動(dòng)性差。蒸汽站鍋爐的安裝,需在地面上建造安裝基礎(chǔ),蒸汽站鍋爐建立后難以移動(dòng),由于地面蒸汽產(chǎn)生設(shè)備龐大,在海上油田和一些邊際受限制的井場(chǎng)應(yīng)用受到限制,因此難以適應(yīng)不同油田現(xiàn)場(chǎng)的要求。
5.環(huán)境污染嚴(yán)重。蒸汽站鍋爐排放的煙氣,含有大量的硫化物、氮氧化物、顆粒物等污染物,不僅會(huì)帶來(lái)大量的熱損失,且對(duì)環(huán)境污染較大。
6.井筒坍塌隱患。部分地層包含介于地表和油層之間的永久凍土帶,或油層處于溫度較低的海底,由地表注入的熱氣體可能會(huì)使套管及套管外壁地層增溫,從而導(dǎo)致永久凍土帶融化或使海底沉淀物中的氣體水化層融化,使得融化部位的地層膨脹,可能導(dǎo)致井筒坍塌。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中稠油熱采方法的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)的井下混相熱流體發(fā)生器,以實(shí)現(xiàn)在目前稠油熱采技術(shù)基礎(chǔ)上提高稠油油藏采收率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種井下混相熱流體發(fā)生器及其使用方法,井下混相熱流體發(fā)生器由頂部連接組件、燃燒組件、汽化組件、螺旋增壓組件和噴射組件組成,井下混相熱流體發(fā)生器可以增加不同類(lèi)型油藏的原油、天然氣采收率。使用方法可以包括將一種或多種流體供應(yīng)到發(fā)生器內(nèi)部,在其內(nèi)部燃料和氧化劑燃燒形成燃燒產(chǎn)物,并將水噴入燃燒產(chǎn)物中,形成混相熱流體,通過(guò)螺旋增壓組件和噴射組件將混相熱流體注入至油藏中,從而提高原油、天然氣采收率。
本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于:1)本發(fā)明通過(guò)向井下混相熱流體發(fā)生器提供氧化劑、燃料和冷卻水,在井下形成混相燃燒生成混相熱流體,并隨之注入油層中,混相熱流體中的高溫蒸汽和二氧化碳可以起到降低原油粘度、增加其流動(dòng)性的作用,并對(duì)原油改質(zhì),減少原油中重質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量,使其更易于被采出,從而提高原油、天然氣采收率;2)本發(fā)明采油方法相對(duì)于蒸汽驅(qū)采油方法減少了井筒熱損失以及蒸汽對(duì)井筒的腐蝕,且工作時(shí)無(wú)燃燒尾氣排放,減少環(huán)境污染;3)本發(fā)明相對(duì)于火燒油層采油方法,減少地面設(shè)施的體積,并且本方法相較火燒油層應(yīng)用更為靈活,可適應(yīng)不同地質(zhì)條件的油藏,且在采油過(guò)程中可以隨時(shí)停注進(jìn)行調(diào)整措施作業(yè),而火燒油層采油方法停止注氣后恢復(fù)注氣需要重新進(jìn)行地下點(diǎn)火操作;4)本方法可以應(yīng)用于傳統(tǒng)采油方法難以動(dòng)用的稠油、超稠油油藏一次采油或三次采油。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為井下混相熱流體發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為頂部連接組件上部分示意圖。
圖3為供給接口表面示意圖。
圖4為燃燒組件示意圖。
圖5為燃燒室示意圖。
圖6為內(nèi)部燃料供給系統(tǒng)示意圖。
圖7為汽化組件示意圖。
圖8為汽化室示意圖。
圖9為螺旋增壓組件示意圖。
圖10為單向增壓閥示意圖。
圖11為噴射組件示意圖。
圖12為電點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào):1、供給連接部件2、頂部連接擴(kuò)張段3、螺栓孔4、防磨層5、連接接觸面6、供給管路入口7、供給接口表面8、氧化劑供給接口9、燃料供給接口10、冷卻水供給接口11、電纜接頭12、連接螺栓13、氧化劑通道14、燃料通道15、冷卻水通道16、燃燒室內(nèi)壁17、燃料噴射口18、燃燒室19、電點(diǎn)火器20、燃燒組件外壁21、連接導(dǎo)管22、內(nèi)置增壓歧管23、噴射導(dǎo)管24、燃燒產(chǎn)物通道25、水噴射口26、汽化室27、汽化組件外壁28、汽化組件接觸面29、增壓入口30、內(nèi)部螺旋通道31、螺旋增壓組件外壁32、噴射口33、上定位套34、閥座35、閥頭36、閥體37、彈簧38、保護(hù)殼體39、鎖閉裝置40、單向閥內(nèi)部連接處41、閥桿42、噴射空隙43、噴射通道44、單向閥鎖閉接口45、噴射罩體、46、側(cè)部導(dǎo)向孔47、下部導(dǎo)向孔48、電點(diǎn)火頭49、溫度傳感器50、絕緣隔層51、壓力傳感器52、絕緣接觸面53、緊固螺紋54、壓力傳感器電纜接頭55、電點(diǎn)火器電纜接頭56、溫度傳感器電纜接頭100、頂部連接組件200、燃燒組件300、汽化組件400、螺旋增壓組件500、噴射組件
具體實(shí)施方式
圖1為井下混相熱流體發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。所述井下混相熱流體發(fā)生器包括頂部連接組件100、燃燒組件200、汽化組件300、螺旋增壓組件400和噴射組件500。頂部連接組件100通過(guò)螺栓連接于燃燒組件200上部,汽化組件300通過(guò)螺栓連接于燃燒組件200下部,螺旋增壓組件400通過(guò)螺栓連接于汽化組件300下部,噴射組件500通過(guò)螺栓連接于螺旋增壓組件400下部;所述頂部連接組件100、燃燒組件200、汽化組件300、螺旋增壓組件400和噴射組件500連接處的外徑由油井套管的內(nèi)徑限定,所述井下混相熱流體發(fā)生器與套管呈同心分布。
頂部連接組件100由上、下兩部分組成,如圖2、圖3所示,所述供給連接部件1可通過(guò)螺栓和凸緣連接、螺紋連接、焊接連接或現(xiàn)有技術(shù)中公知的其他連接方式與井下混相熱流體發(fā)生器上一級(jí)的井下設(shè)備相連接,上一級(jí)井下設(shè)備可以是油管、封隔器、專(zhuān)用供給管線及其他井下設(shè)備,通過(guò)供給連接部件1實(shí)現(xiàn)對(duì)井下混相熱流體發(fā)生器供給管路的連接;所述頂部連接擴(kuò)張段2與所述供給管路入口6相連接,頂部連接擴(kuò)張段2內(nèi)部?jī)?nèi)嵌氧化劑供給歧管、燃料供給歧管、冷卻水供給歧管、電纜保護(hù)管,所述內(nèi)嵌式供給歧管的形狀是不固定的,可根據(jù)供給接口的改變而進(jìn)行改變,所述供給歧管與地面輸出管線和所述供給接口表面7相連接;一個(gè)或多個(gè)氧化劑供給歧管、燃料供給歧管、冷卻水供給歧管和電纜保護(hù)管通過(guò)供給管路入口6與所述氧化劑供給接口8、燃料供給接口9、冷卻水供給接口10和電纜接頭11相連接,通過(guò)地面供給系統(tǒng)向所述發(fā)生器供給氧化劑、燃料、冷卻水和電;所述一個(gè)或多個(gè)氧化劑供給接口8、燃料供給接口9、冷卻水供給接口10和電纜接頭11位于供給接口表面7上;所述連接接觸面5與供給接口表面7通過(guò)螺栓孔3和連接螺栓12相連接;所述防磨層4位于發(fā)生器各組件連接處外壁,與油井中的套管內(nèi)壁相接觸,發(fā)生器工作狀態(tài)時(shí),由于其內(nèi)部進(jìn)行增壓燃燒,以及高壓噴射,會(huì)對(duì)發(fā)生器造成一定的震動(dòng),因此加設(shè)防磨層,可對(duì)發(fā)生器及套管起到一定的保護(hù)作用,其材質(zhì)為耐高溫、耐腐蝕橡膠。
圖4為燃燒組件示意圖,氧化劑通道13位于燃燒組件200上部,與其上部的氧化劑供給接口8相連接,與其下部的燃燒室18相連接,氧化劑通過(guò)氧化劑供給接口8傳輸至氧化劑通道13進(jìn)入燃燒室18;燃料通道14位于燃燒組件200上部,與其上部的燃料供給接口9相連接,燃料通過(guò)燃料供給接口9傳輸至燃料通道14進(jìn)入燃燒室18;冷卻水通道15貫穿燃燒組件200,位于燃燒室18和燃燒組件外壁20之間,與其上部的冷卻水供給接口10相連接,冷卻水通過(guò)冷卻水供給接口10傳輸至冷卻水通道15起到冷卻燃燒組件200的作用,且一條或多條冷卻水通道貫穿燃燒組件200與汽化組件300相連接。
圖5為燃燒室示意圖,一個(gè)或多個(gè)燃料噴射口17位于燃燒室內(nèi)壁16上,用于將燃料噴射至燃燒室18中,所述燃料噴射口17位于氧化劑通道13下游,通過(guò)氧化劑通道13與所述燃燒室18相連接;所述電點(diǎn)火器19同樣位于燃燒室內(nèi)壁16上,通過(guò)氧化劑通道13向燃燒室18供應(yīng)氧化劑,通過(guò)燃燒噴射口17向燃燒室18供應(yīng)燃料,并通過(guò)電點(diǎn)火器19進(jìn)行電點(diǎn)火,在所述燃燒室18中形成高壓燃燒;通過(guò)改變?nèi)剂蠂娚渌俣取娚淞?,可以進(jìn)行優(yōu)化包括方向、速度、液滴大小等噴射參數(shù),以考慮在燃燒室18中改變火焰溫度、火焰形狀、燃燒產(chǎn)物排量等參數(shù),以實(shí)現(xiàn)最佳燃燒性能平衡;所述電點(diǎn)火器19的供電電纜與電纜接頭11相連接,其中供電電纜位于燃燒室18與燃燒組件外壁20之間的電纜槽中。
所述燃燒室18可以為弧形、橢圓形、圓柱形及其他規(guī)則形狀,燃燒室內(nèi)徑范圍為2-6英寸,以圖4為例,燃燒室18為橢圓形,橢圓形燃燒室18內(nèi)部直徑的變化可以形成注入氧化劑的紊流或者駐渦效應(yīng),可有效增強(qiáng)燃燒室18中的流體混合,從而可以提供更完全的燃燒,增大燃燒效率。
通過(guò)調(diào)節(jié)所述燃燒室18所供應(yīng)的氧化劑中氧的含量,或燃料類(lèi)別、注入量,可以控制燃燒溫度,特別用于控制避免火焰溫度過(guò)高對(duì)燃燒室造成損傷;通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水注入量可以調(diào)節(jié)混相熱流體溫度、混相熱流體中蒸汽干度。
圖6為內(nèi)部燃料供給系統(tǒng)示意圖,所述燃料供給系統(tǒng)包括燃料供給接口9、燃料通道14、連接導(dǎo)管21、內(nèi)置增壓歧管22、噴射導(dǎo)管23和燃料噴射口17;燃料通過(guò)燃料供給接口9注入燃料通道14,經(jīng)由連接導(dǎo)管21進(jìn)入內(nèi)置增壓歧管22中進(jìn)行增壓,通過(guò)噴射導(dǎo)管23傳輸至燃料噴射口17后進(jìn)入燃燒室18;所述內(nèi)置增壓歧管22布置在所述燃料供給通道14下游,可以連接一個(gè)或多個(gè)燃料噴射口17;所述內(nèi)置增壓歧管22內(nèi)徑大于燃料供給通道14內(nèi)徑,所述燃料供給通道14內(nèi)徑大于燃料噴射口17內(nèi)徑;所述燃料噴射口17布置在所述內(nèi)置增壓歧管22下游通過(guò)噴射導(dǎo)管23連接,所述燃料噴射口17為內(nèi)嵌式孔型,孔型可以為圓形、三角形、正方形或其他形狀,所述噴射導(dǎo)管23與氧化劑通道13之間夾角在30°—60°范圍之間,通過(guò)夾角設(shè)計(jì)可避免氧化劑通道13流速過(guò)快造成火焰吹滅。
圖7為汽化組件示意圖,汽化組件300包括冷卻水通道15、汽化組件接觸面28、汽化室26、水噴射口25和汽化組件外壁27,汽化組件接觸面28與燃燒組件200底部通過(guò)螺栓孔3和連接螺栓12相連接;汽化室26位于汽化組件300內(nèi)部,其上部為燃燒產(chǎn)物通道24,與燃燒室18下部出口相連接,其下部與螺旋增壓組件400入口相連接;一個(gè)或多個(gè)水噴射口25位于汽化室26內(nèi)部,水噴射口25與冷卻水通道15相連接,通過(guò)冷卻水通道15將冷卻水傳輸至水噴射口25后噴入汽化室26,冷卻水在汽化室26中與燃燒產(chǎn)物接觸并汽化形成混相熱流體。
圖8為汽化室示意圖,汽化室26可以為弧形、橢圓形、圓柱形及其他規(guī)則形狀,汽化室內(nèi)徑范圍為2-6英寸,一個(gè)或多個(gè)水噴射口25位于汽化室26內(nèi)部,冷卻水通過(guò)冷卻水通道15經(jīng)由連接導(dǎo)管21進(jìn)入內(nèi)置增壓歧管22中進(jìn)行增壓,通過(guò)噴射導(dǎo)管23傳輸至水噴射口25后進(jìn)入汽化室26;所述內(nèi)置增壓歧管22布置在所述冷卻水通道15下游,可以連接一個(gè)或多個(gè)水噴射口25;所述內(nèi)置增壓歧管22內(nèi)徑大于冷卻水通道15內(nèi)徑,所述冷卻水通道15內(nèi)徑大于噴射導(dǎo)管23內(nèi)徑,所述噴射導(dǎo)管23內(nèi)徑大于水噴射口25內(nèi)徑;所述水噴射口25為內(nèi)嵌式孔型,孔型可以為圓形、三角形、正方形或其他形狀;可以通過(guò)改變冷卻水通道25內(nèi)冷卻水的注入量,進(jìn)行優(yōu)化包括方向、速度、大小及其他液滴噴射參數(shù),以考慮在燃燒室18內(nèi)火焰溫度、燃燒產(chǎn)物排量、蒸發(fā)距離等參數(shù)帶來(lái)的影響,以實(shí)現(xiàn)最佳性能平衡;所述冷卻水包括蒸餾水、去離子水、軟化水以及部分不產(chǎn)生水垢的油田污水,以避免生成水垢堵塞水流通道。
圖9為螺旋增壓組件示意圖,螺旋增壓組件400與汽化組件300通過(guò)螺栓連接,螺旋增壓組件400包括增壓入口29、內(nèi)部螺旋通道30、螺旋增壓組件外壁31和噴射口32,其中,一個(gè)或多個(gè)增壓入口29位于螺旋增壓組件400上部,與汽化室26出口相連接,用以將汽化室26內(nèi)生成的混相熱流體注入內(nèi)部螺旋通道30進(jìn)行螺旋增壓;一條或多條內(nèi)部螺旋通道30位于螺旋增壓組件400內(nèi)部,內(nèi)部螺旋通道30底部連接有一個(gè)或多個(gè)噴射口32,噴射口32連接有單向增壓閥向螺旋增壓組件400提供一定的反向壓力,使內(nèi)部螺旋通道30中的混相熱流體達(dá)到一定壓力時(shí)才能經(jīng)由噴射口32噴出。
圖10為單向增壓閥結(jié)構(gòu)示意圖,所述單向閥包括上定位套33、閥座34、閥頭35、閥體36、彈簧37、保護(hù)殼體38、鎖閉裝置39、單向閥內(nèi)部連接處40、閥桿41、噴射空隙42和噴射通道43,如圖10a所示,其中,所述上定位套33位于單向閥上部、閥體36內(nèi)部,與其下部閥座34相連接;閥座34位于閥體36內(nèi)部、上定位套33下部,為上窄下寬圓環(huán)體,與其下部閥頭35相接觸,閥頭35下部連接有彈簧37、保護(hù)殼體38和閥桿41,通過(guò)彈簧37向閥頭35提供向上彈力,使閥頭35與閥座34相接觸以形成單向流通和增壓效果;閥桿41通過(guò)銷(xiāo)連接至閥體36內(nèi)部,固定在單向閥內(nèi)部連接處40位置,所述鎖閉裝置39位于閥體36外部;如圖10b所示,噴射空隙42位于閥桿41與閥體36之間;如圖10c所示,鎖閉裝置39與單向閥鎖閉接口44相連接,用以將單向增壓閥與噴射口32相連接;所述混相熱流體經(jīng)由內(nèi)部螺旋通道30進(jìn)入噴射口32,由其注入壓力推動(dòng)閥頭35與閥座34之間產(chǎn)生空隙,經(jīng)由噴射通道43進(jìn)入噴射空隙42,閥座34、閥頭35、彈簧37、保護(hù)殼體38和閥桿41構(gòu)成單流回壓系統(tǒng),開(kāi)啟方式為壓力開(kāi)啟,上述單向增壓閥有兩個(gè)作用,一是在汽化室26內(nèi)壓力小于地層壓力與彈簧壓力之和時(shí),彈簧37將閥頭35頂起,閥頭35與閥座34接觸并形成密封,以防止井底流體上溢,二是,當(dāng)汽化室26內(nèi)壓力大于地層壓力與彈簧壓力之和,汽化室26內(nèi)混相熱流體將閥頭35頂開(kāi),向油層中注入混相熱流體。
圖11為噴射組件示意圖,所述噴射組件500位于螺旋增壓組件400下部,通過(guò)螺栓連接,所述噴射組件500包括噴射罩體45、一個(gè)或多個(gè)側(cè)部導(dǎo)向孔46和一個(gè)或多個(gè)下部導(dǎo)向孔47;經(jīng)噴射孔32噴出的混相熱流體進(jìn)入噴射組件500,通過(guò)調(diào)整側(cè)部導(dǎo)向孔46、下部導(dǎo)向孔47的數(shù)量來(lái)調(diào)整混相熱流體注入油藏中的方向,以適應(yīng)不同注入井型對(duì)注入方向的要求。
圖12為電點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)示意圖,所述電點(diǎn)火器19包括電點(diǎn)火頭48、溫度傳感器49、絕緣隔層50、壓力傳感器51、絕緣接觸面52、緊固螺紋53、壓力傳感器電纜接頭54、電點(diǎn)火器電纜接頭55和溫度傳感器電纜接頭56;所述電點(diǎn)火頭48位于絕緣隔層50內(nèi)部,所述電點(diǎn)火頭48、絕緣隔層50、溫度傳感器49和壓力傳感器51位于絕緣接觸面52上部,所述絕緣接觸面52位于燃燒室內(nèi)壁16表面;緊固螺紋53位于絕緣接觸面52、燃燒室內(nèi)壁16下部,通過(guò)緊固螺紋53將電點(diǎn)火器19固定至燃燒室18內(nèi),壓力傳感器電纜接頭54、電點(diǎn)火器電纜接頭55和溫度傳感器電纜接頭56位于緊固螺紋53下部,并通過(guò)電纜與電纜接頭11相連接,其中電纜位于燃燒室18與燃燒組件外壁20之間的電纜槽中;所述溫度傳感器49和所述壓力傳感器51可將燃燒室18內(nèi)溫度、壓力實(shí)時(shí)傳輸至地面接收,可實(shí)現(xiàn)對(duì)井下燃燒狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
井下混相熱流體發(fā)生器的整體或一部分可以由鈹銅、蒙乃爾合金、銅合金等耐高溫或彌散強(qiáng)化材料組成。
井下混相熱流體發(fā)生器可以轉(zhuǎn)換為清洗模式,用以防止發(fā)生器中的各種流體路徑或發(fā)生器下方的井孔發(fā)生堵塞,通過(guò)地面供給系統(tǒng)在氧化劑通道13、燃料通道14和冷卻水通道15中注入清洗劑,洗掉或沖洗在流體管路、管道、燃燒室18、汽化室26、內(nèi)部螺旋通道30、噴射組件500中形成的水垢、積炭或其他堵塞物。
向所述井下混相熱流體發(fā)生器供應(yīng)氧化劑包括空氣、富氧氣體、純氧氣、貧氧氣體的至少一種,燃燒室18內(nèi)的燃燒溫度可以由氧化劑中氧含量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),油藏開(kāi)發(fā)不同階段需要的混相熱流體溫度不同,在一個(gè)實(shí)施例中,某油藏開(kāi)發(fā)初期通過(guò)加大氧化劑中氧的含量來(lái)提高混相熱流體溫度,開(kāi)發(fā)中期氧化劑選擇空氣,燃燒溫度降低,開(kāi)發(fā)后期選擇貧氧氣體再度降低燃燒溫度。
供應(yīng)到井下混相熱流體發(fā)生器的燃料包括天然氣、甲烷、汽油、柴油或其他燃料,所述燃料可以與以下氣體中的一個(gè)或者多個(gè)組合:氮、二氧化碳或其他非反應(yīng)性氣體;對(duì)燃料添加非反應(yīng)性氣體可以降低燃燒溫度,由此來(lái)調(diào)節(jié)燃燒溫度;氣體添加還可以增加燃燒室18內(nèi)燃燒壓力,并維持燃燒產(chǎn)物的輸出速度。
所述的冷卻水包括蒸餾水、去離子水、軟化水以及部分不產(chǎn)生水垢的油田污水。
燃燒室18和汽化室26可以在2mpa至40mpa壓力區(qū)間工作;冷卻水可以在0.1噸/小時(shí)至2噸/小時(shí)的范圍內(nèi)供應(yīng)到發(fā)生器,由汽化室26生成的混相熱流體中蒸汽的干度可以在20%至100%的范圍內(nèi);井下混相熱流體發(fā)生器噴射速度范圍為2000立方米/天至15000立方米/天;噴射出的混相熱流體溫度范圍為80攝氏度至350攝氏度;通過(guò)調(diào)整供給至發(fā)生器的氧化劑和燃料,使其噴射到油藏中的混相熱流體中殘余氧含量控制在0.5%至1%。
井下混相熱流體發(fā)生器的長(zhǎng)度范圍為2—5米,通過(guò)調(diào)節(jié)頂部連接組件100中的供給連接部件1,可使井下混相熱流體發(fā)生器與不同的井下設(shè)備相連接。
井下混相熱流體發(fā)生器內(nèi)部氧化劑、燃料和冷卻水分別有獨(dú)立的運(yùn)行通道,降低了管道腐蝕的風(fēng)險(xiǎn),使井下混相熱流體發(fā)生器的工作壽命可達(dá)4年以上。
井下混相熱流體發(fā)生器的使用方法,依次向注入井中下入井下混相熱流體發(fā)生器、封隔器、供給管路,下入至預(yù)設(shè)位置后,將封隔器做封;向所述發(fā)生器供應(yīng)燃料,氧化劑和冷卻水,燃料、氧化劑和冷卻水可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)管路供應(yīng)至頂部連接組件100,燃料和氧化劑通過(guò)氧化劑通道13和燃料噴射口17進(jìn)入燃燒室18內(nèi)混合;位于燃燒室18中的電點(diǎn)火器19將混合后的氧化劑和燃料進(jìn)行電點(diǎn)火,混合物點(diǎn)燃并在燃燒室18內(nèi)燃燒以生成燃燒產(chǎn)物后輸入至汽化室26;冷卻水經(jīng)由水進(jìn)口10、冷卻水通道15、水噴射口25噴至汽化室26與燃燒產(chǎn)物混合形成混相熱流體;混相熱流體經(jīng)由增壓入口29、內(nèi)部螺旋通道30、噴射口32、噴射組件500進(jìn)入油藏中,通過(guò)連接于噴射口32的單向回壓閥來(lái)控制注入壓力;混相熱流體在油藏以加熱、裂解的方式降低油藏內(nèi)稠油的粘度,并從生產(chǎn)井將降粘后的原油采出。通過(guò)地面供給系統(tǒng)調(diào)節(jié)燃料、氧化劑、冷卻水的注入壓力、流率、成分來(lái)控制燃燒的速度、溫度以及混相熱流體的組分。
井下混相熱流體發(fā)生器可應(yīng)用于不同沉積相油藏,包括陸相沉積、湖相沉積、海相沉積及其他沉積相油藏。
井下混相熱流體發(fā)生器可應(yīng)用于不同井構(gòu)造中,包括斜井、水平井、直井、叢式水平井及其他與油藏相連通的井。
井下混相熱流體發(fā)生器可應(yīng)用于不同滲透率油藏,其滲透率范圍2md-3000md,在油田應(yīng)用時(shí),可與增產(chǎn)措施配套使用,包括調(diào)剖、堵水、酸化、壓裂及其他井下措施,在一個(gè)實(shí)施例中,某油藏存在嚴(yán)重的非均值性,在使用井下混相熱流體發(fā)生器之前,先對(duì)油藏進(jìn)行調(diào)剖作業(yè),有效避免了氣竄的發(fā)生。
盡管前述已經(jīng)涉及本發(fā)明的實(shí)施例,但是本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施例可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下實(shí)施,并且其范圍由權(quán)利要求書(shū)確定。
在此,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。