分层注汽管柱及注采系统的制作方法

本实用新型涉及石油开采领域，特别涉及一种分层注汽管柱及注采系统。

背景技术：

在工业化蒸汽驱开发过程中，由于层间、层内及平面矛盾的客观存在，使得油藏剩余油分布变得极其复杂，储层非均质性严重。尤其是进入剥蚀调整阶段，大孔隙越来越畅通的同时，由于受注汽杂质或地层中原有粘土颗粒的影响，部分小孔隙可能被堵塞，进一步加剧了储层的非均质性。

目前，常规的稳定注采系统是油藏各个注汽井注汽的同时油井也在采油，油层中存在泄压点，导致注汽压力的提高是有限度的。经过上述方式长期注采开发后，地下已形成相对固定的注采连通对应关系，具体的：

平面上：当一口油井为两向或多向受效时，由于层内渗透率的差异，其中一个方向注采关联好为主要受效方向，而其它方向注采关联较差是次要受效方向。

纵向上：层内方面，油汽井间一般沿相对高渗、低阻力带形成了注采通道，驱油效率逐渐降低；层间方面，当注采井有多个生产层时，高渗层优先受效而成为主要出液层，受层间干扰低渗层的出液相对处于被抑制状态，潜力不能充分发挥。

针对目前存在的以上问题，有必要开发一种新的注采系统以提高蒸汽驱油藏动用程度，挖潜剩余油。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分层注汽管柱及注采系统，能够用于提高蒸 汽驱油藏动用程度，挖潜剩余油。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种分层注汽管柱，所述分层注汽管柱能至少穿设过第一目标油层和第二目标油层，且所述第一目标油层的渗透率高于所述第二目标油层，所述分层注汽管柱包括：

套管，其设置有用于和所述第一目标油层、第二目标油层分别连通的第一射孔段、第二射孔段；

套设在所述套管内的油管，所述油管与套管形成油套环空；

沿着重力方向依次连接在所述油管上的第一配注器、第二配注器、底部球座；

在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器、第二注汽封隔器、第三注汽封隔器；

所述第一注汽封隔器、第二注汽封隔器能将所述第一射孔段进行封隔；

所述第二注汽封隔器、第三注汽封隔器能将所述第二射孔段进行封隔；

所述第一配注器位于所述第一注汽封隔器和第二注汽封隔器之间；

所述第二配注器位于所述第二注汽封隔器和第三注汽封隔器之间。

在优选的实施方式中，所述油管上还设置有伸缩管。

在优选的实施方式中，所述伸缩管与所述第一注汽封隔器之间的油管上还设置有井下安全阀。

在优选的实施方式中，所述第一配注器设置有第一配汽嘴，所述第一配汽嘴的高度位于第一目标油层内，且其开度可调节；

所述第二配注器设置有第二配汽嘴，所述第二配汽嘴的高度位于第二目标油层内，且其开度可调节。

在优选的实施方式中，所述第一目标油层的渗透率大于1000×10^-3um²；

所述第二目标油层的渗透率在10×10^-3um²至100×10^-3um²之间。

一种注采系统，其包括：第一注汽井、第二注汽井、第三采用井，所述第 一注汽井、第二注汽井内设置有分层注汽管柱，所述分层注汽管柱能至少穿设过第一目标油层和第二目标油层，且所述第一目标油层的渗透率高于所述第二目标油层，所述分层注汽管柱包括：

套管，其设置有用于和所述第一目标油层、第二目标油层分别连通的第一射孔段、第二射孔段；

套设在所述套管内的油管，所述油管与套管形成油套环空；

沿着重力方向依次连接在所述油管上的第一配注器、第二配注器；

在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器、第二注汽封隔器、第三注汽封隔器；

所述第一注汽封隔器、第二注汽封隔器能将所述第一射孔段进行封隔；

所述第二注汽封隔器、第三注汽封隔器能将所述第二射孔段进行封隔；

所述第一配注器位于所述第一注汽封隔器和第二注汽封隔器之间；

所述第二配注器位于所述第二注汽封隔器和第三注汽封隔器之间。

在优选的实施方式中，所述油管上还设置有伸缩管。

在优选的实施方式中，所述伸缩管与所述第一注汽封隔器之间的油管上还设置有井下安全阀。

在优选的实施方式中，所述第一配注器设置有第一配汽嘴，所述第一配汽嘴的高度位于第一目标油层内，且其开度可调节；所述第二配注器设置有第二配汽嘴，所述第二配汽嘴的高度位于第二目标油层内，且其开度可调节。

在优选的实施方式中，所述第一目标油层的渗透率大于1000×10^-3um²；所述第二目标油层的渗透率在10×10^-3um²至100×10^-3um²之间。

本实用新型的特点和优点是：所述注采系统为交替异步注采系统，其在平面上，能够改变注入蒸汽在油层中原来稳定注汽时形成的固定的汽流方向，提高平面上次要受效方向动用程度，把高含油饱和度区的原油驱出。纵向上，层内方面，充分发挥孔隙系统作为供汽和油流通道的有利因素，利用驱替压差、基质岩块压缩和膨胀、毛管渗吸作用等，促使原油从基质岩块流向孔隙系统， 提高纵向上层内低渗、高阻力通道动用程度；层间方面，部分蒸汽将在附加压力场以及毛细管力的作用下，将低渗层的油驱向高渗层，提高低渗层动用程度。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种分层注汽管柱的结构示意图；

图2是本申请实施方式中一种注采系统的分布示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

本实用新型提供一种分层注汽管柱及注采系统，能够用于提高蒸汽驱油藏动用程度，挖潜剩余油。

请参阅图1，本申请实施方式中提供了一种分层注汽管柱，所述分层注汽管柱能至少穿设过第一目标油层和第二目标油层，且所述第一目标油层的渗透率高于所述第二目标油层。所述分层注汽管柱可以包括：套管11，其设置有用于和所述第一目标油层、第二目标油层分别连通的第一射孔段111、第二射孔 段112；套设在所述套管11内的油管12，所述油管12与套管11形成油套环空；沿着重力方向依次连接在所述油管12上的第一配注器16、第二配注器18、底部球座10；在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19；所述第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17能将所述第一射孔段111进行封隔；所述第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19能将所述第二射孔段112进行封隔；所述第一配注器16位于所述第一注汽封隔器15和第二注汽封隔器17之间；所述第二配注器18位于所述第二注汽封隔器17和第三注汽封隔器19之间。

在本实施方式中，所述第一目标油层可以为高渗层。具体的，所述第一目标油层的渗透率大于1000×10^-3um²。所述第二目标油层可以为低渗层，即需要挖潜的油层。具体的，所述第二目标油层的渗透率在10×10^-3um²至100×10^-3um²之间。当然，所述第一目标油层和第二目标油层的渗透率范围并不限定位上述指定的范围，本申请在此并不作严格限定。

在本实施方式中，在沿着重力方向上，所述第一目标油层可以位于所述第二目标油层的上方。此外，所述第一目标油层也可以位于所述第二目标油层的上方，即高渗透与低渗层的高度位置本申请并不作具体的限定。此外，待挖潜的油藏中目标油层的个数本申请在此也不作具体的限定，例如，待挖潜油藏可以至少包括两个具有渗透率差异的油层。

在本实施方式中，可以通过注汽封隔器将各个油层分隔开，以便于分层注汽开发的进行。

当待挖潜的油藏包括一个高渗层、一个低渗层时，所述套管11上设置有用于和所述高渗层相连通的第一射孔段111，与所述低渗层相连通的第二射孔段112。在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19。所述第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17能将所述第一射孔段111进行封隔；所述第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19能将所述第二射孔段112进行封隔。综上，所述各个注汽封隔器设置在各 油层单元之间，能够把高渗层与低渗层有效分开，实现油层单元的封堵。

此外，当所述待挖潜的油藏包括多个油层单元时，例如3个以上时，所述注汽封隔器的个数比所述油层单元的个数多一个。

在本实施方式中，所述第一配注器16位于所述第一注汽封隔器15和第二注汽封隔器17之间；其一方面能够与油管12连通；另一方面，当其处于开启状态时，通过套管11上的第一射孔段111能够与第一目标油层相连通。所述第二配注器18位于所述第二注汽封隔器17和第三注汽封隔器19之间，其一方面能够与油管12连通；另一方面，当其处于开启状态时，通过套管11上的第二射孔段112能够与第二目标油层相连通。

在一个实施方式中，所述第一配注器16设置有第一配汽嘴，所述第一配汽嘴的高度位于第一目标油层内，且其开度可调节；所述第二配注器18设置有第二配汽嘴，所述第二配汽嘴的高度位于第二目标油层内，且其开度可调节。其中所述第一配注器16、第二配注器18的结构可以相同，以下以配注器表示所述第一配注器16或第二配注器18。

在本实施方式中，所述配注器可以为带开关配注器，在实际使用时，配注器可以通过控制开关的开启或关闭，以达到平面上主要受效汽井停注、次要受效汽井注汽，纵向上高渗层停注低渗层注汽的目的。另外，通过控制配注器配汽嘴的大小，实现单元油层注汽量的控制，达到分层按需注汽，提高纵向上层内低渗、高阻力通道动用程度的目的。

在本实施方式中，所述底部球座10用于和所述封隔器配套使用，用于保证封隔器在下井时，在底部球座10的压力差下打开井内反洗通道，以进行反洗。

在一个实施方式中，所述油管12上可以还设置有伸缩管13。

在本实施方式中，所述伸缩管13可以设置在所述油管12的上部，最靠近井口的位置。由于所述分层注汽管柱中需要注入高温蒸汽，管道温度变化较大，通过在油管12上设置所述伸缩管13可以用于补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形；吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响；吸收地震、地陷对管道 的变形量。

在一个实施方式中，所述伸缩管13与所述第一注汽封隔器15之间的油管12上还设置有井下安全阀14。

在本实施方式中，所述井下安全阀14可以设置在所述伸缩管13和第一注汽封隔器15之间。所述井下安全阀14可以用于控制井下流体。例如，在起管柱时，若意外出现砂卡，可以通过所述井下安全阀14实施管柱脱开，然后通过脱开管柱进行冲砂；冲完砂后，打捞第一注汽封隔器15以下部分。

请参阅图2，本申请实施方式中还提供了一种注采系统，其可以包括：第一注汽井1、第二注汽井3、第三采用井2。所述第一注汽井1、第二注汽井3内设置有分层注汽管柱，所述分层注汽管柱能至少穿设过第一目标油层和第二目标油层，且所述第一目标油层的渗透率高于所述第二目标油层。

在本实施方式中，所述第一注汽井1可以为主要受效方向注汽井，该注汽井与采油井之间的连通性较佳。所述第二注汽井3可以为次要受效方向注汽井，该注汽井与采油井之间的连通性较差。当然，所述第一注汽井1或者第二注汽井3的个数本申请在此并不作具体的限定，在一个待挖潜的油藏中可以有次要受效方向注汽井或多个主要受效方向注汽井。

所述分层注汽管柱可以包括：套管11，其设置有用于和所述第一目标油层、第二目标油层分别连通的第一射孔段111、第二射孔段112；套设在所述套管11内的油管12，所述油管12与套管11形成油套环空；沿着重力方向依次连接在所述油管12上的第一配注器16、第二配注器18、底部球座10；在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19；所述第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17能将所述第一射孔段111进行封隔；所述第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19能将所述第二射孔段112进行封隔；所述第一配注器16位于所述第一注汽封隔器15和第二注汽封隔器17之间；所述第二配注器18位于所述第二注汽封隔器17和第三注汽封隔器19之间。

在本实施方式中，所述第一目标油层可以为高渗层。具体的，所述第一目标油层的渗透率大于1000×10^-3um²。所述第二目标油层可以为低渗层，即需要挖潜的油层。具体的，所述第二目标油层的渗透率在10×10^-3um²至100×10^-3um²之间。当然，所述第一目标油层和第二目标油层的渗透率范围并不限定位上述指定的范围，本申请在此并不作严格限定。

在本实施方式中，在沿着重力方向上，所述第一目标油层可以位于所述第二目标油层的上方。此外，所述第一目标油层也可以位于所述第二目标油层的上方，即高渗透与低渗层的高度位置本申请并不作具体的限定。此外，待挖潜的油藏中目标油层的个数本申请在此也不作具体的限定，例如，待挖潜油藏可以至少包括两个具有渗透率差异的油层。

在本实施方式中，可以通过注汽封隔器将各个油层分隔开，以便于分层注汽开发的进行。

当待挖潜的油藏包括一个高渗层、一个低渗层时，所述套管11上设置有用于和所述高渗层相连通的第一射孔段111，与所述低渗层相连通的第二射孔段112。在所述油套环空内沿着重力方向依次设置有第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19。所述第一注汽封隔器15、第二注汽封隔器17能将所述第一射孔段111进行封隔；所述第二注汽封隔器17、第三注汽封隔器19能将所述第二射孔段112进行封隔。综上，所述各个注汽封隔器设置在各油层单元之间，能够把高渗层与低渗层有效分开，实现油层单元的封堵。

此外，当所述待挖潜的油藏包括多个油层单元时，例如3个以上时，所述注汽封隔器的个数比所述油层单元的个数多一个。

在本实施方式中，所述第一配注器16位于所述第一注汽封隔器15和第二注汽封隔器17之间；其一方面能够与油管12连通；另一方面，当其处于开启状态时，通过套管11上的第一射孔段111能够与第一目标油层相连通。所述第二配注器18位于所述第二注汽封隔器17和第三注汽封隔器19之间，其一方面能够与油管12连通；另一方面，当其处于开启状态时，通过套管11上的第二 射孔段112能够与第二目标油层相连通。

在一个实施方式中，所述第一配注器16设置有第一配汽嘴，所述第一配汽嘴的高度位于第一目标油层内，且其开度可调节；所述第二配注器18设置有第二配汽嘴，所述第二配汽嘴的高度位于第二目标油层内，且其开度可调节。其中所述第一配注器16、第二配注器18的结构可以相同，以下以配注器表示所述第一配注器16或第二配注器18。

在本实施方式中，所述配注器可以为带开关配注器，在实际使用时，配注器可以通过控制开关的开启或关闭，以达到平面上主要受效汽井停注、次要受效汽井注汽，纵向上高渗层停注低渗层注汽的目的。另外，通过控制配注器配汽嘴的大小，实现单元油层注汽量的控制，达到分层按需注汽，提高纵向上层内低渗、高阻力通道动用程度的目的。

在本实施方式中，所述底部球座10用于和所述封隔器配套使用，用于保证封隔器在下井时，在底部球座10的压力差下打开井内反洗通道，以进行反洗。

在一个实施方式中，所述油管12上可以还设置有伸缩管13。

在本实施方式中，所述伸缩管13可以设置在所述油管12的上部，最靠近井口的位置。由于所述分层注汽管柱中需要注入高温蒸汽，管道温度变化较大，通过在油管12上设置所述伸缩管13可以用于补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形；吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响；吸收地震、地陷对管道的变形量。

在一个实施方式中，所述伸缩管13与所述第一注汽封隔器15之间的油管12上还设置有井下安全阀14。

在本实施方式中，所述井下安全阀14可以设置在所述伸缩管13和第一注汽封隔器15之间。所述井下安全阀14可以用于控制井下流体。例如，在起管柱时，若意外出现砂卡，可以通过所述井下安全阀14实施管柱脱开，然后通过脱开管柱进行冲砂；冲完砂后，打捞第一注汽封隔器15以下部分。

所述注采系统在实际使用时，工作过程如下：

(1)主要受效方向注汽井停注，次要方向注汽井注汽，采油井生产。关闭受效方向注汽井柱内高渗层的第一配注器16和第二配注器18，打开次要方向注汽井柱内高渗层的第一配注器16和第二配注器18。关闭起主要作用的注汽井，维持起次要作用的注汽井的生产，相当于加强了次要方向注汽，变相降低采油井的井底压力，滞留区内剩余油将向次要方向注汽井移动，这部分储量将得到动用，改善了驱油效果，达到挖潜目的。

(2)高渗层停注，低渗层注汽，采油井生产。关闭注汽井柱内的第一配注器16，打开注汽井柱内的第二配注器18。相对增加了低渗层的注汽量，扩大低渗层驱油波及范围，从而增加低渗层的储量动用程度。

(3)注汽井注汽，采油井关停。打开注汽井柱内的第一配注器16和第二配注器18。注汽过程中，地层压力升高，使得原有孔隙得到扩展和延伸；在注汽压力和毛管压力的双重作用下，部分注入蒸汽进入渗透率相对低的油层及基质岩块较深部位的含油孔隙中，扩大了驱油波及体积。

(4)注汽井停注，采油井关停。关闭注汽井柱内的第一配注器16和第二配注器18。同时关停注汽井和生产井，可以建立新的压力平衡场，有利于渗吸作用更充分地进行。层内方面，油从基质置换到孔隙；层间方面，低渗层的油驱向高渗层，从而实现低高渗区流体的互换。

(5)注汽井停注，采油井生产。关闭注汽井柱内的第一配注器16和第二配注器18。油汽分异一段时间后油井复产，孔隙与基质岩块间存在的压差加速了毛管渗吸的排油作用，在驱替压差和毛管渗吸作用下，使更多进入基质岩块中的注入蒸汽被滞留下来，从而替换出等量的原油进入孔隙系统。

本申请实施方式中，所述注采系统为交替异步注采系统，其在平面上，能够改变注入蒸汽在油层中原来稳定注汽时形成的固定的汽流方向，提高平面上次要受效方向动用程度，把高含油饱和度区的原油驱出。纵向上，层内方面，充分发挥孔隙系统作为供汽和油流通道的有利因素，利用驱替压差、基质岩块压缩和膨胀、毛管渗吸作用等，促使原油从基质岩块流向孔隙系统，提高纵向 上层内低渗、高阻力通道动用程度；层间方面，部分蒸汽将在附加压力场以及毛细管力的作用下，将低渗层的油驱向高渗层，提高低渗层动用程度。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。