一种气动泵气举采油装置的制作方法

1.本技术涉及一种气动泵气举采油装置，属于石油开采领域。


背景技术：

2.注气法和气举法是两种常见的采油方法。注气法是为提高油田采收率，将气体(包括天然气、二氧化碳、氮气和空气等)通过注入井注入到储层中，以补充和保持储层能量的方法。气举法是指当地层能量不能将液体举升到地面或满足不了产量要求时，人为地把高压气体(天然气、氮气、二氧化碳)注入井内，依靠气体降低举升管中的流压梯度(气液混合物密度)，并利用其能量举升液体的人工举升方法。
3.目前气举采油技术对注入井内气体的能量运用不充分，举升效率低，生产费用高。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术提出了一种气动泵气举采油装置。该装置使高压气体作为气动泵的工作动力，同时作为气举气体与气动泵泵出的液体混合，形成气液混合流体，从而大大降低了井内混合流体的密度，提升了井内流体的举升能力，使井内流体更易被采出；此外，高压气体的压力通过进气管进入生产油管后转化为流体上行的动力，使井内流体被举升直至排出生产油井，因此大大提升了高压气体中能量的利用效率，降低了生产成本。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种气动泵气举采油装置，其包括：
6.井口机构总成，所述井口机构总成包括用于输入高压气体的进气管线和用于输出采出流体的采出管线；
7.井下机构总成，所述井下机构总成包括与所述采出管线连通的生产油管，所述生产油管设置在油井内的套管内部，所述生产油管内设有与所述进气管线连通的连续油管，所述连续油管下方连接有气动泵，所述气动泵设置有分别连通所述生产油管的出油管和出气管；
8.所述高压气体经所述进气管线进入所述连续油管，继续进入所述气动泵后，经所述出气管排出至所述生产油管。
9.可选地，所述出油管开口和所述出气管开口向上，所述出油管开口高于所述出气管开口。
10.可选地，所述气动泵底端安装有防护罩，所述防护罩设置有开口，所述开口安装有防砂筛管。
11.可选地，所述气动泵为气动活塞泵。
12.可选地，所述出气管上设置有单向阀。
13.可选地，所述气动泵和所述生产油管之间设置有封隔器。
14.可选地，所述采油装置还包括高压制氮机组，所述高压制氮机组包括依次连接的制氮单元和压缩单元，所述制氮单元用于制备高纯氮气，所述压缩单元用于将所述高纯氮气压缩得到高压氮气，所述进气管线与所述压缩单元的出口连通，所述制氮单元与所述压
缩单元之间设置有第一阀门。
15.可选地，所述采出管线上设置气液分离罐，所述气液分离罐通过第一管线与所述压缩单元的入口连通，所述气液分离罐通过第二管线与储罐连通，所述第一管线设置有排气口及用于开关所述排气口的第二阀门。
16.可选地，所述采出管线上设置有氮气检测仪。
17.可选地，所述套管顶端安装有放气阀。
18.本技术能产生的有益效果包括但不限于：
19.1.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置进气管线与连续油管连通，连续油管下方连接气动泵，气动泵的出气管与生产油管连通，使高压气体作为气动泵的工作动力的同时，作为气举气体与气动泵泵出的液体混合，形成气液混合流体，从而大大降低了井内混合流体的密度，提升了井内流体的举升能力，使井内流体更易被采出；此外，高压气体的压力通过进气管进入生产油管后转化为流体上行的动力，使井内流体被举升直至排出生产油井，因此大大提升了高压气体中能量的利用效率，降低了生产成本。通过设置生产油管设置在套管内部，生产油管与套管之间形成油套环空，有效防止地层坍塌破坏生产油管，同时为生产油管可能发生的形变预留空间。
20.2.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置出油管开口和出气管开口向上，从而使气动泵泵出的液体及出气管排出的气体排出至气动泵上方，从而减少了气液混合流体上行的阻力，使气液混合流体顺利上行；通过设置出油管开口高于出气管开口，从而使气动泵泵出的液体与高压气体充分混合，避免出现混合死角。
21.3.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置防护罩和防砂筛管，从而防止液体中携带的砂石等杂质进入气动泵，缩短了气动泵的维保时间，延长了气动泵的使用寿命。
22.4.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置封隔器，从而便于气动泵泵出液体，同时防止气动泵上方的气液混合流体返流。
23.5.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置高压制氮单元，可以在生产现场制备高压氮气，因此可以根据生产需求调节注气压力及注气纯度，提高生产的灵活度，以氮气作为气举气体，可以保证生产的安全性；此外，通过设置第一阀门，可以灵活调控注气流量。
24.6.本技术所提供的气动泵气举采油装置，通过设置气液分离罐，从而使采出的气液混合物有效分离后，液体经第二管线进入储罐，气体经第一管线直接进入压缩单元，经压缩单元压缩后重新经过第一管线进入连续油管内，从而实现氮气的循环利用，大大降低了氮气的用量，节约了生产费用。通过设置排气口，当采出管线的气体中的氮气含量过低时，可以将气体排出系统，重新通过制氮单元制备高纯氮气，从而有效保证了生产效率。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
26.图1为本技术实施例涉及的气动泵气举采油装置示意图。
具体实施方式
27.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
28.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
30.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.本技术的实施例公开了一种气动泵气举采油装置，其包括：井口机构总成和井下机构总成。其中，井口机构总成包括用于输入高压气体的进气管线1和用于输出采出流体的采出管线2；井下机构总成包括与采出管线2连通的生产油管3，生产油管3设置在油井内的套管4内部，生产油管3内设有与进气管线1连通的连续油管5，连续油管5下方连接有气动泵6，气动泵6设置有分别连通生产油管3的出油管7和出气管8；高压气体经进气管线1进入连续油管5，继续进入气动泵6后，经出气管8排出至生产油管3。
35.通过设置气动泵6，使高压气体作为气动泵6的动力，大大减少了用电量；通过设置进气管线1与连续油管5连通，连续油管5下方连接气动泵6，气动泵6的出气管8与生产油管3连通，使高压气体作为气动泵6的工作动力的同时，作为气举气体与气动泵6泵出的液体混
合，形成气液混合流体，从而大大降低了井内混合流体的密度，提升了井内流体的举升能力，使井内流体更易被采出；此外，高压气体的压力通过进气管进入生产油管3后转化为流体上行的动力，使井内流体被举升直至排出生产油井，因此大大提升了高压气体中能量的利用效率，降低了生产成本。通过设置生产油管3设置在套管4内部，生产油管3与套管4之间形成油套环空，有效防止地层坍塌破坏生产油管3，同时为生产油管3可能发生的形变预留空间。
36.具体的，高压气体可以为天然气、空气、氮气或二氧化碳等。优选，高压气体为高压氮气，高压氮气不仅可以与气动泵6泵出的液体混合的更加均匀，而且可以保证生产过程中的安全性。
37.作为一种实施方式，出油管7开口和出气管8开口向上，出油管7开口高于出气管8开口。通过设置出油管7开口和出气管8开口向上，从而使气动泵6泵出的液体及出气管8排出的气体排出至气动泵6上方，从而减少了气液混合流体上行的阻力，使气液混合流体顺利上行；通过设置出油管7开口高于出气管8开口，从而使气动泵6泵出的液体与高压气体充分混合，避免出现混合死角。
38.作为一种实施方式，气动泵6底端安装有防护罩，防护罩设置有开口，开口安装有防砂筛管。通过设置防护罩和防砂筛管，从而防止液体中携带的砂石等杂质进入气动泵6，缩短了气动泵6的维保时间，延长了气动泵6的使用寿命。
39.优选的，为了提升高粘度液体的泵出量，气动泵6为气动活塞泵。
40.作为一种实施方式，为了保护气动泵6，防止生产油管3内的流体回流进入气动泵6，出气管8上设置有单向阀9。
41.作为一种实施方式，气动泵6和生产油管3之间设置有封隔器10。通过设置封隔器10，从而便于气动泵6泵出液体，同时防止气动泵6上方的气液混合流体返流。
42.具体的，本实施例对封隔器10的类型不做具体限定，本实施例中的封隔器10采用的是卡瓦封隔器。
43.作为一种实施方式，采油装置还包括高压制氮机组，高压制氮机组包括依次连接的制氮单元11和压缩单元12，制氮单元11用于制备高纯氮气，压缩单元12用于将高纯氮气压缩得到高压氮气，进气管线1与压缩单元12的出口连通，制氮单元11与压缩单元12之间设置有第一阀门13。通过设置高压制氮单元11，可以在生产现场制备高压氮气，因此可以根据生产需求调节注气压力及注气纯度，提高生产的灵活度；此外，通过设置第一阀门13，可以灵活调控注气流量。
44.作为一种实施方式，采出管线2上设置气液分离罐14，气液分离罐14通过第一管线15与压缩单元12的入口连通，气液分离罐14通过第二管线16与储罐17连通，第一管线15设置有排气口18及用于开关排气口18的第二阀门19。通过设置气液分离罐14，从而使采出的气液混合物有效分离后，液体经第二管线16进入储罐17，气体经第一管线15直接进入压缩单元12，经压缩单元12压缩后重新经过第一管线15进入连续油管5内，从而实现氮气的循环利用，大大降低了氮气的用量，节约了生产费用。通过设置排气口18，当采出管线2的气体中的氮气含量过低时，可以将气体排出系统，重新通过制氮单元11制备高纯氮气，从而有效保证了生产效率。
45.具体的，排气口18处可设置有点火头，用于点燃从氮气携带的少量可燃气体，避免
环境污染。
46.作为一种实施方式，采出管线2上设置有氮气检测仪。通过设置氮气检测仪，便于检测采出管线2上的氮气含量，从而根据氮气含量及时通过制氮单元11补充氮气。
47.作为一种实施方式，为了防止套管4与生产油管3之间的套压过高，影响油井产量，影响油井的正常生产，套管4顶端安装有放气阀20。
48.实施例2
49.本技术的实施例2提供了一种气动泵气举采油方法，该方法使用实施例1中的气动泵气举采油装置实现，包括以下步骤：
50.(1)首先下放生产油管3至套管4的预定位置处，生产油管3的下放速度不超过20m/min，下到距离预定位置100～200m时，所述生产油管3的下放速度不超过10m/min；将连接封隔器10及气动泵6的连续油管5下放到生产油管3的预定位置处，使封隔器10座封生产油管3；连接进气管线1与连续油管5，并连接采出管线2与生产油管3；
51.(2)打开第一阀门13，关闭第二阀门19，启动高压制氮机组，使气体经过制氮单元11和压缩单元12后，得到温度为50～150℃的高压氮气；在第0～2h内，注气压力的上升速度为1.5～2.5mpa/h，注气流量为8000～10000m3/天；在第2h后，调整注气压力，使注气压力的上升速度为3～5mpa/h，注气流量为8000～10000m3/天，直至采出管线2检测到气液混合流体；当采出管线2检测到气液混合流体后，调整注气流量至10000～14000m3/天，并维持12～18h；继续调整注气流量至14000～17000m3/天，油井进入稳定生产阶段；在该过程中，采出的气液混合流体在气液分离罐14内分离后，得到的液体经第二管线16进入储罐17，得到的氮气继续经过第一管线15进入压缩单元12压缩后循环使用；
52.(3)油井进入稳定生产阶段后，关闭第一阀门13及制氮单元11，采出的气液混合流体在气液分离罐14内分离后，得到的液体经第二管线16进入储罐17内，得到的氮气经第一管线15进入压缩单元12继续压缩后循环使用；当采油量低于稳定生产阶段中的采油量峰值的80％时，打开第一阀门13及制氮单元11，补充氮气；
53.(4)采油结束后，关闭制氮单元11及压缩单元12，打开第二阀门19，排出废气的气体；拆除连接有封隔器10及气动泵6的连续油管5，并拆除生产油管3。
54.使用该采油方法对胜利油田某油井进行气举采油，单井采油量可达20t/d，最高可达100t/d，举深可达3000米以上，大幅度提高了采油效率；且以气动泵的动力气体作为气举气体，大大提升了高压气体中能量的利用效率，降低了生产成本。
55.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
56.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。