稠油水平井管柱装置的制作方法

本实用新型涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种稠油水平井管柱装置。

背景技术：

现有技术中，在稠油油田采油过程中，采用的注汽技术主要有：同心双管注汽、平行双管注汽等，上述注汽管柱技术本质上都是笼统注汽。由于水平井段一般都在300m左右，且水平井段还存在物性差异，所以笼统注汽易产生水平井段吸汽不均和动用不均的现象，而影响最终采收率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种稠油水平井管柱装置，以解决现有技术中水平井的水平井段吸汽不均的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种稠油水平井管柱装置，包括：内管柱，由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段，内管柱具有第一通道；外管柱，套设在内管柱外周，内管柱与外管柱之间的环形区域形成第二通道，外管柱与水平井的井壁之间的区域形成第三通道；第一封隔器，套设在外管柱外以将第三通道分隔成多个相互不连通的第一区域；其中，第一通道与多个第一区域中的至少一个连通，与第一通道不连通的多个第一区域中的至少一个与第二通道连通。

进一步地，稠油水平井管柱装置还包括第二封隔器，套设在内管柱外以将第二通道分隔成多个第二区域，远离水平井的水平井段和竖直井段的连接处的第二区域与第一通道连通。

进一步地，内管柱具有与第一通道连通的第一注汽孔，外管柱具有与第一注汽孔连通的第二注汽孔。

进一步地，外管柱还具有与第二通道连通的第三注汽孔。

进一步地，位于水平井的水平井段内的外管柱包括多段筛管和至少一段套管，多段筛管和至少一段套管依次交替设置，其中，靠近水平井的水平井段的自由端处的筛管的筛孔形成第二注汽孔，靠近水平井的水平井段与竖直井段的连接处的筛管的筛孔形成第三注汽孔。

进一步地，第一封隔器与第二封隔器在水平井的水平井段方向上错位布置。

进一步地，稠油水平井管柱装置还包括设置在水平井的竖直井段内的第三油管。

进一步地，筛管和套管的连接处设置有第一封隔器。

进一步地，内管柱包括依次相连通的第一油管、转换接头和第二油管，第一油管设置在水平井的竖直井段内，第二油管由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段内。

进一步地，第一油管和转换接头之间设置有抽油泵。

应用本实用新型的技术方案，通过设置内管柱和外管柱，内管柱由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段并具有第一通道，外管柱套设在内管柱外周，内管柱与外管柱之间的环形区域形成第二通道，外管柱与水平井的井壁之间的区域形成第三通道，设置封隔器套设在外管柱外，将第三通道分隔成多个相互不连通的第一区域，并设置第一通道与多个第一区域中的至少一个连通，与第一通道不连通的多个第一区域中的至少一个与第二通道连通，从而将水平井的水平井段分隔为相互独立的多个第一区域，这样，利用第一通道和第二通道可以同时给多个第一区域进行注汽，实现分段注汽，提高水平井的水平井段吸汽均匀性，进而提高水平井段动用程度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例一的稠油水平井管柱装置的主视结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例二的稠油水平井管柱装置的主视结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例三的稠油水平井管柱装置的主视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、外管柱；11、筛管；12、套管；101、第二注汽孔；102、第三注汽孔；20、内管柱；21、第一油管；22、第二油管；23、转换接头；24、抽油泵；25、第三油管；26、补偿器；27、扶正器；28、导向头；211、第一通道；212、第一注汽孔；30、第二封隔器；40、第一封隔器；50、第二通道；60、第三通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种稠油水平井管柱装置。在本实用新型及本实用新型的实施例中，稠油水平井管柱装置用于对稠油水平井的开发，对稠油水平井的开发采用蒸汽吞吐方式。

为了理解本装置结构，参考以下实施例进行说明：

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例一的技术方案中，稠油水平井管柱装置包括内管柱20、外管柱10、第一封隔器40和第二封隔器30。内管柱20由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段，外管柱10套设在内管柱20外周，第一封隔器40套设在外管柱10外，第二封隔器30套设在内管柱20外。内管柱20具有第一通道211，内管柱20与外管柱10之间的环形区域形成第二通道50，外管柱10与水平井的井壁之间的区域形成第三通道60。第一封隔器40可以将第三通道60分隔成多个相互不连通的第一区域，第二封隔器30可以将第二通道50分隔成多个第二区域。其中，第一通道211通过远离水平井的水平井段和水平井的竖直井段的连接处的第二区域与多个第一区域中的至少一个连通，与第一通道211不连通的多个第一区域中的至少一个与第二通道50连通。

通过上述设置，内管柱20内部、内管柱20与外管柱10之间以及外管柱10外周与水平井的井壁之间形成了三个独立的通道。第一封隔器40将外管柱10与水平井的井壁之间形成的第三通道60分为多个独立的第一区域，第二封隔器30将内管柱20与外管柱10之间形成的第二通道50分隔成多个独立的第二区域。第二封隔器30可以使第一通道211与多个第二区域中的一部分相连通，而与多个第二区域中的其余部分不连通；第一封隔器40可以使与第一通道211连通的第二区域与多个第一区域中的一部分相连通，而与多个第一区域中的其余部分不连通。这样，高温高压的蒸汽可以同时通过第一通道211和第二通道50的至少一个第二区域通入到水平井的水平井段的至少一个第一区域，通过第二通道50的与第一通道211不连通的至少一个第二区域通入水平井的水平井段的至少另外一个第一区域。从而利用第一通道211和第二通道50可以同时给多个第一区域分别注汽，实现水平井段的分段注汽，相比现有技术的笼统注汽，可以有效的调整吸汽剖面，提高水平井段的吸汽均匀性，从而提高水平井段的注汽效果和动用程度。

具体地，如图1所示，本实用新型实施例一的技术方案中，内管柱20具有与第一通道211连通的第一注汽孔212。外管柱10具有与第一注汽孔212连通的第二注汽孔101和与第二通道50连通的第三注汽孔102。这样第一通道211可以通过第一注汽孔212与靠近水平井的水平井段的自由端处(即远离水平井的水平井段和水平井的竖直井段的连接处)的第二区域相连通，靠近水平井的水平井段的自由端处的第二区域可以通过第二注汽孔101与靠近水平井的水平井段的自由端处的第一区域连通，进而实现第一通道211与靠近水平井的水平井段的自由端处的第二区域和第一区域相互连通。由于第一封隔器40和第二封隔器30的封隔作用，多个第一区域中靠近水平井的水平井段和水平井的竖直井段的连接处的第一区域与第一通道211不连通，而是通过第三注汽孔102与靠近水平井的水平井段和水平井的竖直井段的连接处的第二区域相连通。通过在管柱上设置注汽孔，可以有选择的注入高温高压蒸汽，使蒸汽更为均匀地通入水平井的水平井段，进一步提高水平井段的吸汽均匀性。可选择地，第一注汽孔212、第二注汽孔101和第三注汽孔102可以根据需要设置为圆孔、狭缝孔或其他形状的注汽孔。

如图1所示，具体实施方式为：稠油水平井管柱装置包括内管柱20、外管柱10、第一封隔器40和第二封隔器30。外管柱10的靠近水平井段的自由端的一端为封闭端。内管柱20包括依次相连通的第一油管21、转换接头23、第二油管22和导向头28。第一油管21和转换接头23之间设置有抽油泵24，第一油管21和导向头28之间设置打孔管，打孔管上的孔形成第一注汽孔212。第一油管21设置在水平井的竖直井段内，第二油管22由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段内。补偿器26和扶正器27套设在位于水平井的水平井段内的第二油管22的外周上。外管柱10位于水平井段内的部分包括多个筛管11和至少一个套管12，多个筛管11和套管12依次交替设置。其中，靠近水平井的水平井段的自由端处的筛管11的筛孔形成第二注汽孔101，靠近水平井的水平井段与竖直井段的连接处的筛管11的筛孔形成第三注汽孔102。

具体地，外管柱10包括两段筛管11，两段筛管11之间设置一段套管12。第一封隔器40的数量为两个，第二封隔器30的数量为一个。两个第一封隔器40与第二封隔器30在水平井的水平井段方向上错位布置，即两个第一封隔器40分别位于第二封隔器30的两侧。两个第一封隔器40均设置在套管12上，分别接近套管12与筛管11相连接的两端。第二封隔器30将第二通道50分隔成两个第二区域。如图1所示，第二封隔器30右侧的第二区域为A1区域，第二封隔器30左侧的第二区域为A2区域。两个第一封隔器40将第三通道60分隔为三个第一区域，如图1所示，位于第二封隔器30右侧的第一封隔器40右侧的第一区域为B1区域，位于第二封隔器30左侧的第一封隔器40左侧的第一区域为B2区域。稠油水平井管柱装置还包括设置在水平井的竖直井段内的第三油管25，第三油管25下入井内的管口设置在靠近水平井段的竖直井段下部。

通过上述设置，可以分别通过内管柱20和第三油管25对水平井内通入高温高压的蒸汽。第一通道211可以通过第一注汽孔212与第二区域中的A1区域和第一区域中的B1区域相连通，而与第二区域中的A2区域以及第一区域中的B2区域不连通。第三油管25的出口可以与第二区域中的A2区域和第一区域中的B2区域相连通，而与第二区域中的A1区域和第一区域中的B1区域不连通。这样，通过内管柱20和第三油管25，高温高压的蒸汽可以分别进入环形的B1区域和环形的B2区域，进而进入到水平井的水平井段的不同位置，从而实现分段注汽。通过设置管口伸入到竖直井段下部的第三油管25，在注汽完毕后的前期自喷期生产时，还可以通过第三油管25采出第二封隔器30左侧的石油，通过内管柱20采出第二封隔器30右侧的石油，从而实现分段采油。采用多个筛管11可以在外管柱10上方便地形成第二注汽孔101和第三注汽孔102。采用套管12可以在第一封隔器40和第二封隔器30的坐封位置形成良好的密封，避免汽窜。同时，与只设置一个第一封隔器40相比，设置两个第一封隔器40可以起到更好的封隔效果，避免B1区域与B2区域之间出现汽窜。内管柱20由第一油管21、转换接头23、第二油管22构成，与单独下入第二油管22相比，可以降低内管柱20下入水平井的水平井段的难度。进一步地，通过导向头28可以更好地引导内管柱20下入到水平井段较远的位置。在内管柱20上设置抽油泵24可以将水平井内的石油抽出。

优选地，第一封隔器40为遇热膨胀永久胀封的热采封隔器，第二封隔器30是具有遇热膨胀和冷却回缩两种工作状态的热采封隔器。对水平井内注入高温高压的蒸汽时，第一封隔器40和第二封隔器30受热膨胀，分别坐封在外管柱10与井壁之间和内管柱20与外管柱10之间，实现分段注汽；在注汽完毕的前期自喷期生产时，还可以实现分段采油。前期自喷期结束后，水平井内温度下降，第二封隔器30冷却回缩，第二通道50的A2区域和A1区域相互连通，进入B2区域和A2区域的石油可以通过第一注汽孔212进入第一通道211，从而被抽油泵24抽出井外，提高自喷期结束后的采油效果。与常规笼统注汽的水平井相比，采用稠油水平井管柱装置进行分段注汽的首轮汽油比可以提高0.3以上，第二轮汽油比可以提高0.2以上，水平井段的动用程度可以提高到70％以上。

实施例二

如图2所示，本实施例二的具体实施方式与实施例一不同之处在于：内管柱20上没有设置抽油泵24。

通过上述设置，自喷期结束后，由第一油管21、第二油管22、转换接头23构成的内管柱20，以及设置在第二油管22上的补偿器26、扶正器27、导向头28、第二封隔器30可以一同提出。然后，重新下入油管和抽油泵进行采油。这样，可以减小油层出砂掩埋管柱的风险。本实施例二的稠油水平井管柱装置在注汽阶段和自喷期的具体实施方式与实施例一相同。

实施例三

如图3所示，本实用新型实施例三的技术方案中，稠油水平井管柱装置包括内管柱20、外管柱10、第一封隔器40和第二封隔器30。内管柱20由水平井的竖直井段延伸至水平井的水平井段，外管柱10套设在内管柱20外周，第一封隔器40套设在外管柱10外，第二封隔器30套设在内管柱20外。内管柱20具有第一通道211，内管柱20与外管柱10之间的环形区域形成第二通道50，外管柱10与水平井的井壁之间的区域形成第三通道60。第一封隔器40可以将第三通道60分隔成多个相互不连通的第一区域，第二封隔器30可以将第二通道50分隔成多个第二区域。其中，第一通道211通过远离水平井的水平井段和水平井的竖直井段的连接处的第二区域与多个第一区域中的至少一个连通，与第一通道211不连通的多个第一区域中的至少一个与第二通道50连通。内管柱20具有与第一通道211连通的第一注汽孔212，外管柱10具有与第一注汽孔212连通的第二注汽孔101和与第二通道50连通的第三注汽孔102。

如图3所示，本实施例三的具体实施方式与实施例一不同之处在于：内管柱20为连续油管，由内管柱20伸入水平井的水平井段的一端管口形成第一注汽孔212。第一封隔器40的数量为一个，第一封隔器40与第二封隔器30布置在水平井的水平井段方向上的相同位置，第一封隔器40和第二封隔器30均设置在套管12所在的位置。第二封隔器30将第二通道50分隔成两个第二区域，第一封隔器40将第三通道60分隔为两个第一区域。

另外，本实用新型实施例三的技术方案中，在第二通道50内未设第三油管25。直接利用注汽阀等向第二通道50内注汽。

通过上述设置，可以简化稠油水平井管柱装置的结构，避免连接位置发生汽窜或漏油。与分段油管相比，内管柱20只包括一根连续油管，可以大幅简化内管柱20的结构。第一封隔器40与第二封隔器30布置在套管12所在的位置上可以实现良好的封隔，将第三通道60分隔为相互不连通的两个第一区域，将第二通道50分隔为相互不连通的两个第二区域。当对内管柱20和外管柱10分别通入高温高压的蒸汽时，通入内管柱20的蒸汽通过第一注汽孔212进入第二封隔器30右侧的第二区域，然后通过第二注汽孔101进入第一封隔器40右侧的第一区域，从而进入到水平井的水平井段；外管柱10的蒸汽通过第三注汽孔102进入第一封隔器40左侧的第一区域，从而进入到水平井的水平井段，从而实现分段注汽。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：由于稠油水平井管柱装置包括内管柱、外管柱、两个第一封隔器和第二封隔器，在内管柱内部、内管柱与外管柱之间以及外管柱外周与水平井的井壁之间形成了第一通道、第二通道和第三通道三个独立的通道，两个第一封隔器将外管柱与水平井的井壁之间形成的第三通道分为三个独立的第一区域，第二封隔器将内管柱与外管柱之间形成第二通道分隔成两个独立的第二区域。这样，高温高压的蒸汽可以同时通过第一通道和第二通道中第二封隔器右侧的第二区域通入第三通道中右侧的第一封隔器右侧的第一区域，通过第二通道的与第一通道不连通的第二封隔器右侧的第二区域通入第三通道中左侧的第一封隔器左侧的第一区域，进而实现水平井段的分段注汽。相比现有技术的笼统注汽，可以有效的调整吸汽剖面，提高水平井段的吸汽均匀性，从而提高水平井段的注汽效果和动用程度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。