专利名称：一种分段注气管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种稠油油藏的提高采收率技术，具体涉及一种分段注气管 柱。
背景技术：
火烧油层(In-situ combustion)又称为地下燃烧或层内燃烧，亦称火驱开采法
(fire-flooding),是一种在油层内部产生热量的热力采油技术。火烧油层采油就是在地层 条件下，以热解反应过程中沉淀在矿物基质上的类焦炭物为燃料，以注入空气中的氧气 为助燃剂，在储层中人为地创造一个能使原油氧化燃烧放热的条件，在不断注入热空气 的条件下，油层就会燃烧，形成径向的移动燃烧带，又称火线。火线前方的原油受热降 粘、蒸馏，蒸馏后的轻质油、汽及燃烧烟道气驱向前方，而未被蒸馏的重质成分在高温 下产生裂化，最后的裂解产物——焦碳作为燃料(约占原油地质储量的10% 15%)，以 维持油层继续向前燃烧；在高温下，油层内的束缚水及燃烧生成的水变成水蒸汽，携带 大量热量传递给前方油层，并再次洗刷油层，从而形成一个多种驱动的复杂过程，把原 油驱向生产井，有效提高原油的采出程度。火烧油层驱油效率高，一般大于80%，采收 率高，一般达50% 80%，油藏适应范围广，对油藏埋深及井网的要求不十分严格，因 此，火烧油层方式在稠油开发中具有广阔的应用前景，是一项更具潜力的开发方式。火烧油层采油技术自采用研究以来，在世界范围内开展过火烧油层试验的区块 有300多个，国内开展过火烧油层试验的区块有17个。并且，针对火烧油层采油的研究 取得一些成果。例如，在中国专利申请第200510045110.0号中公开了一种火烧驱油物理 模拟装置，该装置包括岩心管、点火电炉、控制器及连接电缆、外护套及法兰、温度传 感器、压力传感器、差压传感器、回收器、分析仪、空压机和气体流量计，所述的点火 电炉、岩心管和温度传感器安设于外护套内，所述外护套上、下端安设有压力传感器和 差压传感器，下端安设有回收器及分析仪，所述气体流量计上连接有空压机。另外，在中国专利申请第200610134965.5号中公开了一种油田油井火驱采油油 层点火用的一种火驱采油油层热力点火方法，采用活动撬装式气-汽发生器成套装置， 用高温、高压燃烧技术，将柴油燃烧而产生的氮气、二氧化碳和水蒸气等混合气体和大 量的热能，在气-汽发生器内燃烧温度达到1800°C时，掺水降温到300 400°C，压力 小于25MPa，将混合气体通过油井井口装置和注入管柱向油层注入；注入3-10X10Nm 300 400°C的混合气体，预热油层，再向井内连续注入空气，在油层内使原油与空气发 生氧化作用，放热，达到自燃点，进行燃烧，实现火烧油层驱油的目的。虽然技术人员在火烧油层研究上取得了多个方面成果，而这些研究均局限在油 层厚度小于38m层状浅层稠油油藏中。而针对厚层块状油藏，以上研究则在不同程度暴 露出其有限的适用性，总结起来主要体现在以下几个方面(1)针对油层连续厚度巨大的情况，随着油层厚度越大则火线的超覆作用就愈加 明显，过大的油层厚度往往造成较低的火线波及体积，因此采用常规的设计方法对该类油藏火驱开发往往难以取得较高的最终采收率及经济效益。(2)针对油层总厚度巨大的情况，特别是在油层中存在夹层的情况中随着油 层总厚度的增加，火线垂向上的过火截面积同时也相应增大，此时尤其是针对层内夹层 分布油层火烧开采的难度随着储层厚度的增加而不断增大；另外随着油藏非均质性的描 述难度增加，而层内非均质性对火驱开发方式又显得极其重要。
实用新型内容为了解决上面背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种分段注气管柱。依据本实用新型所述的技术方案，一种分段注气管柱，其特征在于，分段注气 管柱由两套注气管柱和封隔器组成。该分段注气管柱用于分段火驱开采厚层块状稠油，分段注气管柱设置在注气井 内，所述分段注气装置由两套注气管柱和封隔器组成，封隔器设置在厚层块状稠油油层 内夹层的遮挡位置处，两套管柱出口分别设置在射开的稠油油层内。优选地，利用油层纵向上的空间厚度，参考油层内部夹层的分布，在火井上采 用分层射孔、双管注气的方式实现分段火烧。更优选地，火井根据油层厚度及夹层位置分段射孔。进一步地，选择油层厚度范围大于30米火井分段火烧射孔。优选地，按照油层厚度20米左右分段设置为一个生产射孔单元。此外，射孔位置选择在分段油层的中下部。使用本实用新型所述的分段注气管柱来开采超厚层稠油区块，可达到提高块状 油藏火烧波及体积、改善火烧油层开发效果及最终采收率的目的；并且采用下返式分段 火烧的方法，可减小块状油藏的火线控制难度，调控的目标更加明确，开发的针对性更强。
附图简要说明图1是传统火驱设计及波及状况示意图；图2是使用本实用新型的装置的波及状况示意图；图3是本实用新型中剩余油劈分计算方法示意图；图4是分段火烧注气管柱示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达到预定实用新型目的所采取的技术手段及功 效，
以下结合附图及实施例，对依据本实用新型提出的厚层块状稠油吞吐后分段火烧装 置的具体操作方法、步骤、特征及功效详细说明如后。本实用新型的核心目的在于针对厚层块状油藏，利用现有火烧油层研究机理， 充分利用火井注入气体及火线向上超覆的固有特性，采取有针对性的创新设计，变原始 火线超覆的不利因素为有利因素。提供一种纵向分段式注气火烧的装置，充分利用和控 制火线超覆，有效提高火烧油层纵向动用程度及波及体积，最终达到提高块状稠油油藏火烧油层采收率的目的。该装置是在对前期蒸汽吞吐后地层亏空及动用非均质研究的 基础上，描述目前油层剩余油的分布状况，结合储层的空间展布特征，利用层内夹层的 遮挡作用，在纵向上通过将注气井设计成分段点火的操作方式，实现纵向储层的均勻动 用，提高火驱的波及范围，改善开发效果。依据本实用新型提供的技术方案，所提出的一种利用分段火驱开采厚层块状稠 油的装置，该装置包括在注气井内设置分段注气管柱，其特征在于，所述分段注气装置 由两套注气管柱和封隔器组成，封隔器设置在厚层块状稠油油层内夹层的遮挡位置处， 两套管柱出口分别设置在射开的稠油油层内。优选地，利用油层纵向上的空间厚度，参考油层内部夹层的分布，在火井上采 用分层射孔、双管注气的方式实现分段火烧。更优选地，火井根据油层厚度及夹层位置 分段射孔。进一步地，选择油层厚度范围大于30米火井分段火烧射孔。优选地，按照 油层厚度20米左右分段设置为一个生产射孔单元。此外，射孔位置选择在分段油层的中 下部。为了更详细地阐述本实用新型的装置的使用，下面结合利用分段火驱开采提高 厚层块状稠油采收率的方法包来说明本实用新型装置的使用。1)选定满足以下条件的油藏油层厚度>30m，剩余油饱和度>0.45，孔 隙度>0.18，渗透率> 200md，地层条件下脱气原油粘度< lOOOOmPa.s，油层深度 < 2000m ；2)采用基于油藏加热体积的蒸汽控油模式研究剩余油的分布热采稠油油藏其剩余油的研究方法是基于物质守恒原理的油藏工程计算方法， 其研究结果的准确与否与油井的产量劈分方法是否合理息息相关。在以往传统的产量劈分过程中，一般油藏都基于达西定律，但考虑的主要是油 层的静态参数，即
Ar kt χ ht N.=——-——L~ χ Nn,, P
Zj(Kxhi)
1=1说明Npi——小层累积产量，tNp一一单井阶段累积产量，tK1——小层渗透率，mdIi1——小层射开厚度，mη——射开层数这种方法即为通常所称谓的基于地层系数Kh的产量劈分方法。显然这种方法考 虑的只是油井射开井段内油层对油井产量的贡献，而忽略了稠油油藏温度的升高和蒸汽 的超覆作用对油井流入动态的影响。实际的现场生产实践表明，块状油藏在蒸汽吞吐过 程中蒸汽超覆的现象普遍存在，油井的动用范围并不仅限于射开井段，若仍然沿用上述 产量劈分的方法势必将造成较大的劈分误差。对于在原始条件下流动能力较差的稠油油藏，只有在油层温度上升至其流动温 度(取原油粘温曲线的拐点温度)后，其动用状况才有明显改善。针对厚层块状蒸汽吞 吐稠油油藏，本实用新型技术研究过程中根据现有的测试、找堵水、生产动态井史等资料，结合油藏数值模拟等多方面的摸索与对比，提出了一种新的基于油井加热体积的产 量劈分方法。该方法以数值模拟为基础，将油层温度超过地下原油的粘温拐点温度视为 油层是否被动用的界限，以各小层所占据的加热体积作为产量劈分的权重因子，由此进 行产量劈分。本次提出小层的产量劈分模型
权利要求1. 一种分段注气管柱，其特征在于，分段注气管柱由两套注气管柱和封隔器组成。
专利摘要本实用新型涉及一种分段注气管柱，其中分段注气管柱由两套注气管柱和封隔器组成。该分段注气管柱用于分段火驱开采厚层块状稠油，分段注气管柱设置在注气井内，封隔器设置在厚层块状稠油油层内夹层的遮挡位置处，两套管柱出口分别设置在射开的稠油油层内，使用本实用新型的装置，提高了稠油区块的采收率。
文档编号E21B43/24GK201794571SQ201020169128
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者曹光胜, 李培武, 武毅, 王海生, 胡士清, 高飞, 龚春晖 申请人:胡士清