火驱点火方法及其管柱的制作方法_2

文档序号:9413141阅读:来源:国知局
管2上,并位于所述第一封隔器21和所述第二封隔器23之间处;套设在所述外管2内的内管1,所述内管I位于油层5内的一端伸出所述外管2 ;第一密封件25,其套设在所述内管I外并设置在所述外管2伸入油层5的端部;注入头11,其设置在所述内管I伸出所述外管2的端部。
[0046]向所述外管2和所述内管I中同时注入空气,以使空气分别通过所述第一筛管部22以及所述注入头11注入油层5中,从而判断所述注入井与用于采油的生产井是否连通。
[0047]当判断的结果为所述注入井与用于采油的生产井连通时,向外管2中注入高温蒸汽,同时向内管I中注入空气,以将高温蒸汽导入位于所述第一封隔器21与所述第二封隔器23之间的油层5,并将空气导入位于所述第二封隔器23下方的油层5中,从而使油层5燃烧。
[0048]在本实施方式中,注入头11相对于所述第一密封件25靠近井底端。向外管2和内管I中同时注入空气,其中,空气的温度为常温。注入空气的压力要根据地层压力来计算,地层压力高,注入空气的压力就越高,地层压力低,注入空气的压力就越低。空气分别通过所述外管2的第一筛管部22以及所述内管I的注入头11注入所述油层5中,以使得所述注入井与用于采油的生产井连通,建立排烟通道。再向外管2中注入高温蒸汽,同时向内管I中注入空气;所述外管2中的高温蒸汽经第一筛管部22、以及套管3上的射孔31流向所述上方的油层5中,加热所述油层5,达到稠油燃点;所述内管I中的空气经注入头11、以及套管3上的射孔31流向所述下方的油层5中,与达到燃点的稠油发生氧化反应,燃烧所述油层5。
[0049]在本实施方式中,注入井的管柱依次穿过地层4和油层5,该管柱的内管I包括一根伸入油层5中的管道,在该管道远离井口端处与一个用于注入空气的注入头11相连通,可以利用空压机向内管I中注入一定量的空气。
[0050]第一封隔器21在外管2与套管3之间的油套环空内坐封,以对隔绝地层4和生产油层5,第二封隔器23也在外管2与套管3之间的油套环空内坐封,防止外管2中的气体与内管I中的气体还没分别进入油层时就已经在套管3内混合。第一密封件25可以为丝堵,但不限于此。
[0051]套管3紧贴井壁下入,在套管3的管壁上具有射孔31,射孔31可以使管柱内的空气和/或高温蒸汽通过射孔31进入油层5中。
[0052]下入管柱之后,所述空气分别通过第一筛管部22以及注入头11注入所述油层5中,以使得所述注入井与用于采油的生产井连通,建立排烟通道,使点火燃烧油层后产生的烟气通过生产井快速排泄出去,其中生产井设置在注入井的周围。同时使油层5中预存一定量的氧气,以防止在点火燃烧油层5时,空压机注入能力不足引起燃烧效果变差。另外,在点火燃烧油层5后,热的尾气向前推进,加热未燃烧的油层5,由于油层5中预存一定量的空气,热尾气促进氧化反应放热,进一步提高油层5温度。
[0053]在内管I和外管2注入完空气之后,再同时向外管2中注入高温蒸汽,向内管I中注入空气。此时,生产井要关井7-15天,点火完毕之后,生产井开井进行生产。点火过程中,注入井中的外管2中的高温蒸汽经第一筛管部22、以及套管3上的射孔31流向所述上方的油层5中,加热所述油层5,达到稠油燃点;所述内管I中的空气经注入头11、以及套管3上的射孔31流向所述下方的油层5中,与达到燃点的稠油发生氧化反应,燃烧所述油层5。由于该注入头11相对于第一密封件25和第一筛管部22靠近井底端,也就是说,注入头11位于下方的油层5中,而第一筛管部22的筛孔位于上方的油层5中,所以在点火燃烧油层5时,内管I和外管2相当于分层注入空气和蒸汽。由外管2注入的高温蒸汽通过位于上方油层5中的第一筛管部22的筛孔、套管3上的射孔31进入油层5,使上方的油层5先与高温蒸汽接触。而通过内管I注入的空气通过位于下方油层5中的注入头11、套管3上的射孔31进入油层5,使下方的油层5先与空气接触。
[0054]由于外管2中注入的高温蒸汽是高温水蒸汽,其中温度在300°C左右,含水率在25%左右,因此,高温水会在重力的作用流向下方的油层5中,加热下方的油层5,同时可以使稠油降低粘度,利于稠油的燃烧。而75%左右的干蒸汽在与油层5接触时放热,使高温的干蒸汽液化成高温水,高温水同样受重力作用流向下方的油层5中,加热下方的油层5,如此反复,逐渐加热油层5。
[0055]在油层5被高温蒸汽加热的同时,由于内管I中不断注入大量的空气,空气中的氧气与被加热的稠油反应,达到稠油的燃点使稠油燃烧,向前推进火线的蔓延,不断驱使未燃烧的油层5燃烧,使得稠油具有流动性,方便开采。
[0056]采用本发明实施例中的火驱点火方法,可以采用分层注入空气和蒸汽的方法快速提高油层5的温度及氧化放热速度,使油层5快速达到自燃点,增大地层的纵向动用程度。同时,由于空气氧化燃烧油层5时,存在低温氧化区,低温氧化会使原油重组分增多,导致原油增稠,流动性变差,而有蒸汽的存在,可提高增稠原油的流变性,减少低温氧化的范围,提尚桐油的驱替效果。
[0057]在一个实施方式中,所述第一封隔器21上方的外管2包括依次连接的第一隔热油管、伸缩油管、以及第二隔热油管(图中未示出)。也就是说,外管2由井口至井底方向依次连接有第一隔热油管、伸缩油管、第二隔热油管、第一封隔器21、第一筛管部22、第二封隔器23、油管24、以及用于密封的第一密封件25。由于在火烧油层5时,与油层5距离较近的普通的油管易受热膨胀变形,所以以第一隔热油管、伸缩油管、以及第二隔热油管连接第一封隔器21,可以在油层5燃烧时候隔绝热量,而且伸缩油管可变形伸缩,可以防止普通油管受热变形损坏。
[0058]在一个实施方式中,请参见附图2,所述第二封隔器23与所述第一密封件25之间连接有油管24,所述第二封隔器23与所述油管24之间还包括第二筛管部26和第三封隔器27,所述第三封隔器27设置在所述套管3与所述外管2之间。增加筛管部的数量可以增加由外管2注入的高温蒸汽和/或空气的量,能够更好的加热油层5。当然地,在本实施方式中,筛管部的数量也不局限于两个,可以根据油层5的厚度选择三个或者更多,且使增加的筛管部与封隔器交替连接,直至最后一个封隔器与油管24相连接结束。
[0059]在一个实施方式中,所述套管3上的射孔31与所述注入头11、所述第一筛管部22的筛孔、以及所述第二筛管部26的筛孔相对应。具体地说,套管3上的射孔31位置,应该避开油层5顶界1/3处,且避开坐封后的第二封隔器23或第三封隔器27的上下端面1.5m处。
[0060]在一个实施方式中,如图3所示,所述注入头11被依次连接的第三筛管部12、尾管13、以及第二密封件14所代替,所述第三筛管部12的筛孔由内至外孔径逐渐增大。其中,第二密封件14可以为丝堵。这样可以使得内管I内的空气能够更大量、更快的进入地层5中。由于筛孔的内侧孔径小,空气的压力大,更有力从筛管的筛孔刺出,筛孔的外侧孔径大,可以使得空气在油层5中扩散更均勾,使气体更易与油层5相接触,引燃油层5。同时,第三筛管部12下方的尾管13和第二密封件14相配合,可以承接内管I内因高压空气流过管壁内氧化腐蚀产生的铁肩,防止铁肩进入油层5,堵塞孔喉通道。
[0061]在一个实施方式中,所述第一封隔器21位于距离所述油层5顶界5-10米处,所述第二封隔器23位于距离所述油层5顶界的1/3-1/2处。
[0062]进一步地说,点火烧燃油层5前,向所述外管2和所述内管I中同时注入的空气量为500Nm3/m.d ;点火燃烧油层5时,向所述外管2中注入的高温蒸汽量为100t/d,向所述内管I中注入的空气量为300Nm3/m.d,点火时间大约为5天。
[0063]在一个实施方式中,所述注入头11位于下方的油层5中,所述第一筛管部22位于上方的油层5中。这样能够使外管2中的高温蒸汽由上方的油层5逐渐加热到下方的油层5,内管I中注入的空气接触下方的油层5,先引燃下方的油层5,使稠油具有流动性,方便开采。而且下方的油层5会向未燃烧的稠油油层5方向推进火线,带动上方加热的油层5燃
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