專利名稱：井下深度注入降粘劑稠油開采方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種深層稠油開采時用的井下深度注入降粘劑稠油開采方法及設(shè)備。
目前在石油開采中，對油層埋藏較淺(1000米)的稠油多是采用蒸汽吞吐開采法。但對于油層埋藏較深(2000-3000米)的稠油來說，由于地層的壓力很高，而不能用蒸汽吞吐法開采。在深井中，由于井筒中隨著溫度的降低，原油粘度急劇升高，采出稠油非常困難?，F(xiàn)有利用空芯抽油桿注入降粘劑進(jìn)行稠油開采，但由于空芯抽油桿強度的限制，使泵掛深度不夠，單井產(chǎn)量低，經(jīng)濟(jì)價值不高，形不成工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的規(guī)模，因而無法推廣應(yīng)用。深井稠油開采至今還是世界性的難題。
本發(fā)明的目的就是針對深井稠油開采的需要和存在問題而提供一種井下深度注入降粘劑稠油開采方法及設(shè)備，可有效地解決深層稠油開采難的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，在井下油管外壁上固定降粘劑注入管，由地面泵站經(jīng)注入管，在一定深度往油管中注入降粘劑，稀釋其稠油，使油管中原油粘度降低，降低抽汲負(fù)荷，從而達(dá)到深抽的目的。設(shè)備采用在井口裝偏心井口法蘭，降粘劑注入管從偏心法蘭中穿過，井內(nèi)的注入管固定在油管外壁上，注入管下部與油管上的降粘劑注入工作筒連通，油管中裝有實芯的抽油桿，下端有抽油泵，油管外的套管上部裝有大四通，偏心井口法蘭與大四通連接，偏心井口法蘭上部裝有小四通。
本發(fā)明方法及設(shè)備簡單，泵掛深度大，單井產(chǎn)量高，可工業(yè)化生產(chǎn)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)新穎，實用，易對原設(shè)備進(jìn)行改造，安裝使用方便，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大，其推廣應(yīng)用必為深層稠油的開采作出創(chuàng)造性的貢獻(xiàn)。
以下對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)主視圖(下部剖開)。
圖2為偏心井口法蘭結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
本發(fā)明的井下深度注入降粘劑稠油開采方法是，在井下油管外壁上固裝降粘劑注入管，降粘劑由地面泵站經(jīng)注入管壓入井下降粘劑工作筒進(jìn)入油管稀稠原油，降粘劑注入量的多少取決于稠油的性質(zhì)與降粘劑性質(zhì)，一般為10-30，降粘劑可以是熱水、稀油或其他的降粘劑，稀油是很好的降粘劑，可以避免稠油采出后的分離，稀油注入量一般為20-30％，如用化學(xué)助劑作降粘劑，注入量可在10％以下，(百分比為同原稠油體積比，如公升計，也可用重量比，如公斤計，二者無實質(zhì)區(qū)別)。
實現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備是，由圖1、圖2可以看出，在已有設(shè)備結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在井下油管上固裝有井下注入管及降粘劑工作筒，同井下注入管相連通的井口地面上的注入管上裝有地面泵粘。其設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)是，井下套管11上部裝有大四通4，大四通4上經(jīng)偏心井口法蘭3裝有小四連接管15，其上裝有小四通1，穿過大四通4的下部在油管懸掛節(jié)14上裝有油管6，油管6內(nèi)裝有穿過大、小四通的抽油桿8，抽油桿8下部有抽油泵9，地面出油管和井下油管6偏心裝在偏心井口法蘭3內(nèi)，井下油管6與偏心井口法蘭3上部的出油管相對應(yīng)，油管6上有相通的降粘劑注入工作筒7，油管6外壁上固裝有井下注入管5與工作筒(7)相連通，井下注入管5上部穿過大四通4裝在偏心井口法蘭3偏心處的穿入管16的下端，穿入管16的上端接井上注入管2，注入管2接地面泵站，穿入管16上有固定螺母12和密封圈13，用于穿入管16的安裝和密封(見圖2所示)。抽油桿8可采用實心抽油桿，以增加強度。小四通1上有出油管10，用于出油。
在使用中設(shè)備的安裝情況是，下入工作筒時，將注入管同工作筒一同下入，用護(hù)套保護(hù)注入管，并用卡子將護(hù)套牢固地固定在油管上，將大四通裝在套管法蘭上部，再用偏心井口法蘭在井口上密封固定好，穿入管穿入井口法蘭并在井口(管)上固定好，將井下注入管及地面注入管同穿入管連接好，在油管內(nèi)裝桿式泵及抽油桿，連接小四通及井口盤根盒，并接好地面抽油機(jī)等其他部分，檢查好后無誤，即可開機(jī)生產(chǎn)，其操作按常規(guī)作業(yè)進(jìn)行。本發(fā)明的工作情況是，降粘劑通過地面泵粘后，具有一定的壓力，通過地面注入管和井下注入管，在工作筒的位置進(jìn)入油管。降粘劑進(jìn)入油管后，同下面上來的(由抽油泵抽汲上來的)稠油混合，混合后的粘度大大降低，隨著抽油桿的上下運動，混合液即可安全采出地面。
綜上所述，本發(fā)技術(shù)在于是通過固定在油管外壁上的注入管在一定深度往油管中注入降粘劑，使油管中原油粘度降低，降低油汲負(fù)荷，從而達(dá)到深抽的目的。使用可以穿過注入管的專用偏心井口法蘭，與穿過的注入管間有可靠的密封。同其他技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步。
1、由于蒸汽壓力的限制，蒸汽吞吐法稠油開采技術(shù)只適合淺井稠油油田的開發(fā)。目前世界上用蒸汽吞吐法開采稠油的油層一般只有幾十米到幾百米深，我國遼河油田有目前世界上采用蒸汽吞吐法開采稠油的最深油田，油層深度也只有1000米左右。而采用本發(fā)明可以開發(fā)3000多米深的稠油油田。
蒸汽吞吐法是靠升溫降低原油粘度，而該技術(shù)是靠注入降粘劑降低原油粘度，二者有本質(zhì)的不同。通常情況下，升溫降粘的成本較高，并且隨著深度的增加，蒸汽注入壓力升高及熱損失的增加，蒸汽吞吐法的開采成本急劇升高。而采用降粘劑降粘的成本很低，這也是該技術(shù)的一大特點。
2、同空芯抽油桿注入降粘劑降低稠油開采技術(shù)相比，二者雖都是注入降粘劑降低原油粘度后進(jìn)行抽汲采油的，但由于空芯抽油桿固有的特點(強度低)，使得油井泵掛深度不夠，造成的油井生產(chǎn)壓差不高，油產(chǎn)量很低，而使油井間歇生產(chǎn)。而間歇生產(chǎn)極易造成抽油桿斷裂(這已被大量事實所證明)，同時由于抽油桿的上下運動，使注入系統(tǒng)運行的可靠性下降，降粘劑在到達(dá)注入點前的泄漏量不斷增加。而該技術(shù)的注入系統(tǒng)是固定的，因而可使系統(tǒng)工作穩(wěn)定，壽命增加。
空芯抽油桿是從抽油桿的內(nèi)部空芯通道注入降粘劑，而該技術(shù)的降粘劑的注入通道是在油管外部，這是二者的最大不同。正是由于這一點，使得注入深度大大增加，從而滿足了深度抽汲的要求。眾所周知，泵掛加深可以增大生產(chǎn)壓差，增加油井產(chǎn)量。世界上很多特殊油田在被發(fā)現(xiàn)的初期由于油井產(chǎn)量太低而被認(rèn)為沒有工業(yè)化開采的價值，在通過研究應(yīng)用新的工藝技術(shù)后提高了油井產(chǎn)量而使其具有工業(yè)化開采的價值，這樣的例子在世界上比比皆是。同樣，該技術(shù)可使油井產(chǎn)量大幅度提高，使原來不具有工業(yè)化開采價值的深層稠油具有工業(yè)化開采的價值，從而產(chǎn)生不可估量的巨大經(jīng)濟(jì)效益。
3、本發(fā)明還可應(yīng)用于a．防腐對腐蝕性很強的原油，采用該技術(shù)注入防腐劑，可減輕原油對油管及地面輸油設(shè)備的腐蝕。
b．防垢當(dāng)原油中含有易結(jié)垢的成分時，采用該技術(shù)注入相應(yīng)的化學(xué)劑，可阻止油管及地面輸油管線中結(jié)垢或使結(jié)垢深解。
c．清防蠟通過該系統(tǒng)注入溶蠟劑或防臘劑，可達(dá)到清防蠟的目的。
d．與蒸汽吞吐開采法結(jié)合使用由于蒸汽吞吐法開采稠油的特點，使油井生產(chǎn)呈現(xiàn)間歇性，與該技術(shù)結(jié)合后可改變開井周期，延長油井生產(chǎn)時間，也就提高了開采效率。由于注入蒸汽增加了井筒周圍油層中原油的流動性使原油得以抽汲采出，生產(chǎn)一段時間后，當(dāng)井筒周圍的溫度及原油粘度降低到一定程度而不能再生產(chǎn)時，這時注入降粘劑可以使油井的生產(chǎn)再延長一段時間，從而提高單井生產(chǎn)效率。
4、隨著石油勘探技術(shù)的不斷提高及勘探深度的不斷增加，在新探明的石油地質(zhì)儲量中，深層和超深層的石油儲量占了新增儲量的絕大部分。由于目前世界上對深層稠油的開采還沒有效的辦法，使得已發(fā)現(xiàn)的深層稠油無法采出。我國也已發(fā)現(xiàn)了儲量可觀的深層稠油油田(如吐哈油田)，由于無法開采，造成了資源的閑置。到目前，深層稠油開采仍是一道世界級的難題。由于該技術(shù)的獨特思路，變蒸汽注入升溫降粘開采即熱采的傳統(tǒng)思路為深度注入降粘的新思維方式，使深層稠油開采中的難點迎刃而解。因為按傳統(tǒng)思想，稠油開采應(yīng)為熱采，升溫降粘是眾人皆知的道理。但隨著地層深度及地層壓力的增加，所用注入蒸汽的壓力也必須增加。而深度達(dá)到3000米的地層壓力在30MPa左右(甚至更高)，所用的注入蒸汽壓力必須大于這個壓力蒸汽才能注入地層。就目前世界的工業(yè)發(fā)展水平，生產(chǎn)壓力如此之高的蒸汽是可以的，但要進(jìn)行輸送、控制則相當(dāng)困難，也是相當(dāng)危險的，生產(chǎn)、輸送、控制這樣高壓力蒸汽的設(shè)備投資是相當(dāng)巨大的，因此，采用熱采方式開采深層稠油是不經(jīng)濟(jì)的，這也是深層稠油開采成為世界級難題的主要原因。目前世界上進(jìn)行深層稠油開采的研究還有火燒油層法及電加熱法?；馃蛯咏嫡车某碛烷_采方式已研究了許多年，到目前仍無太大進(jìn)展，只是進(jìn)行室內(nèi)研究及小規(guī)模的現(xiàn)場試驗，遠(yuǎn)沒有達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平。而電加熱降粘法由于耗電量巨大、經(jīng)濟(jì)效益不佳也沒有投入工業(yè)化應(yīng)用。
因此，使用本發(fā)明深度注入降粘稠油開采技術(shù)對深層稠油開采具有特別重要的意義，它將使世界深層稠油開采技術(shù)產(chǎn)生巨大的技術(shù)進(jìn)步，形成一種實用的深層稠油開采新技術(shù)。同所有的已應(yīng)用或正在進(jìn)行研究試驗的稠油熱采法相比，本發(fā)明深度注入降粘法都具有投資及生產(chǎn)成本低、地面設(shè)施簡單、技術(shù)可靠易于控制等不可比擬的優(yōu)勢，該技術(shù)可使不具有工業(yè)化開采價值的深層稠油具有工業(yè)化開采的價值，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.井下深度注入降粘劑稠油開采方法，其特征在于是，在井下油管外壁上固裝降粘劑注入管，降粘劑由地面泵站經(jīng)注入管壓入井下降粘劑工作筒進(jìn)入油管稀釋稠原油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下深度注入降粘劑稠油開采方法，其特征在于所說的降粘劑為稀油，注入量為20-30％。
3.實現(xiàn)井下深度注入降粘劑稠油開采方法的設(shè)備，是井下套管(11)上部裝有大四通(4)，大四通(4)上經(jīng)偏心井口法蘭(3)裝有小四道連接管(15)，其上裝有小四通(1)，穿過大四通(4)的下部在油管懸掛節(jié)(14)上裝有油管(6)，油管(6)內(nèi)裝有穿過大、小四通的抽油桿(8)，抽油桿(8)下部有抽油泵(9)，其特征在于地面出油管和井下油管(6)偏心裝在偏心井口法蘭(3)內(nèi)，井下油管(6)與偏心井口法蘭(3)上部的出油管相對應(yīng)，油管(6)上有相通的降粘劑注入工作筒(7)，油管外壁上固裝有井下注入管(5)與工作筒(7)相連通，井下注入管(5)上部穿過大四通(4)裝在偏心井口法蘭(3)偏心處的穿入管(16)的下端，穿入管(16)的上端接井上注入管(2)，注入管(2)接地面泵站，穿入管(16)上有固定螺母(12)和密封圈(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所說的抽油桿(8)為實心抽油桿。
全文摘要
本發(fā)明是一種深層稠油開采用的井下深度注入降粘劑稠油開采方法及設(shè)備,其方法是在井下油管外壁上固定降粘劑注入管,由地面泵站,經(jīng)注入管在一定深度往油管中注入降粘劑,稀釋原稠油,降低油汲負(fù)荷,達(dá)到抽油目的,其設(shè)備是在偏心井口法蘭上裝大、小四通,大四通下部上裝油管,油管外壁上固裝降粘劑注入管,注入管下部同油管上的降粘劑工作筒連通,上部穿過偏心井口法蘭上的大四通接在偏心井口法蘭內(nèi)的穿入管上并同地面泵站連通,其方法及設(shè)備簡單,泵掛深度大,單井產(chǎn)量高,易工業(yè)化生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
文檔編號E21B43/16GK1208808SQ98113688
公開日1999年2月24日 申請日期1998年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月1日
發(fā)明者馮國營, 張志東, 高淑梅, 王玉成 申請人:馮國營