专利名称：J型井高温注采一体化工艺管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种稠油井开采工艺管柱，尤其是涉及一种稠油注蒸汽热力开采的的J型井所采用的注气及采油一体化并且能够有效防止汽窜发生的J型井高温一体化工艺管柱。
背景技术：
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术在加拿大油砂矿区已经得到了广泛的应用，依据其井型可分为双水平井组合SAGD、直井与水平井组合SAGD、以及J型井SAGD。相比双水平 井组合SAGD以及直井与水平井组合SAGD而言，由于J型井SAGD只需要钻一口井，注汽和生产均在一口井内完成，因此钻井成本和操作成本大大降低，同时,双水平井组合SAGD以及直井与水平井组合SAGD均适用于油层厚度大于15m的油藏，在薄层油藏中不适用，而J型井SAGD可以在油层厚度Sm以上的稠油油藏使用，因此其适用的油藏范围更为广泛，是一项稠油油藏有效开发的潜力技术。但截至目前，国外J型井SAGD先导试验过程中，J型井均采用的是套管下连接向油层顶部上翘的筛管，筛管内下入连续油管，连续油管下至筛管前端的管柱结构；在3八60生产过程中采用油管注汽，环空采油，通过环空内的汽液界面来控制油管注入蒸汽向环空内的汽窜。但加拿大油砂矿区的J型井SAGD先导试验公开资料表明，对于超稠油油藏，由于油层阻力较大，从油管注入油层的蒸汽在环空内生产压差作用下容易窜回环空，形成蒸汽短路回流，因此目前J型井SAGD的先导试验开发效果不理想，产量较低，经济效益差。为了进一步的提高稠油井的开采效率，亟待一种针对稠油井注蒸汽热力开采的管柱，来有效解决上述问题。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种J型井高温注采一体化工艺管柱，有效防止高压蒸汽回流导致汽窜，提高采油效率。本实用新型的技术解决方案是一种J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，该工艺管柱包括井口装置，包括一热采井口，该热采井口上方设有环空注汽装置；套管，其顶端与所述井口装置密封连接；连续油管，其顶端与所述井口装置密封连接，并穿设于所述套管内部中间位置，该连续油管与所述套管之间形成上注汽环空；该连续油管内设有高温抽油泵；筛管，其第一端与所述套管底端密封连接，其第二端固定连接有一底堵；开口油管，其第一端与所述连续油管的底端密封连接，该开口油管穿设于所述筛管内部中间位置，并延伸至该筛管的第二端，该开口油管与所述筛管之间形成下注汽环空；所述环空注气装置与所述上注汽环空及下注气环空连通设置；所述筛管与竖直方向之间具有一夹角，所述筛管管壁朝正上及朝正下的两侧的位置分别开设有上筛口及下筛口 ；于所述筛管内的所述开口油管朝正下的一侧管壁开设有开口，该开口与所述下筛口对应设置，且所述开口的两侧缘与下筛口的两侧缘之间密封连接，形成朝正下方的进油口 ；所述开口油管与所述下注汽环空之间相互隔离设置。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述筛管的第一端低于其第二端设置，且所述筛管第一端至第二端的上倾角为30度。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述开口油管与所述连续油管之间经由一油管接箍密封连接，且所述连续油管与所述套管长度相等。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述开口油管的开口的侧缘与所述下筛口的侧缘之间经由环空密封壁密封连接，且所述开口油管于所述油管接箍处的管壁为连续完整的管状结构。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述上筛口的筛口面宽度等于所述开口油管截面的半径。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述开口油管的开口宽度及所述下筛口的筛口面宽度等于所述开口油管截面的半径。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述筛管为割缝筛管。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述筛管第一端经由一密封悬挂器与所述套管底端密封连接。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述井口装置的热菜井口上方设有连续油管密封与悬挂装置，所述高温抽油泵与一抽油泵光杆连接，该抽油泵光杆穿设于所述连续油管内并延伸至所述井口装置。上述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其中，所述套管直径为9"、所述连续油管直径为4* "、所述开口油管直径为4"、所述筛管直径为7"且长度为450m。由以上说明得知，本实用新型与现有技术相比较，确实可达到如下的功效本实用新型J型井高温注采一体化工艺管柱，采用开口油管与割缝筛管内壁无缝密封工艺，在SAGD生产过程中，环空注入的蒸汽通过筛管顶部的筛口注入油层，油层内加热降黏的原油从筛管底部的筛口进入开口油管，避免了以往J型井SAGD的油管注汽、筛管环空采液过程中，蒸汽直接沿着环空回窜造成蒸汽短路回流的严重后果，可有效避免汽窜。同时，将筛管上倾角增加到30度，提高泄油高度和汽液界面高度，增加了泄油动力，可提高单井产量。
图I为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱较佳实施例的结构示意图；图2为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱的套管段横截面示意图；图3为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱较佳实施例的位于筛管及套管连接处横截面的示意图；图4为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱较佳实施例的筛管段横截面的示意图。主要元件标号说明、[0029]I :套管2 :连续油管3 :筛管4:开口油管5:上筛口6:下筛口7:环空密封壁8:密封悬挂器9:抽油泵光杆10 :油层
具体实施方式
本实用新型的一种J型井高温注采一体化工艺管柱，包括井口装置、套管、连续油管、筛管及开口油管；井口装置包括一热采井口，该热采井口上方设有环空注汽装置；套管顶端与所述井口装置密封连接；连续油管顶端与所述井口装置密封连接，并穿设于所述套管内部中间位置，该连续油管与所述套管之间形成上注汽环空；该连续油管内设有高温抽油泵；筛管第一端与所述套管底端密封连接，其第二端固定连接有一底堵；开口油管第一端与所述连续油管的底端密封连接，该开口油管穿设于所述筛管内部中间位置，并延伸至该筛管的第二端，该开口油管与所述筛管之间形成下注汽环空；所述环空注气装置与所述上注汽环空及下注气环空连通设置；所述筛管与竖直方向之间具有一夹角，所述筛管管壁朝正上及朝正下的两侧的位置分别开设有上筛口及下筛口 ；于所述筛管内的所述开口油管朝正下的一侧管壁开设有开口，该开口与所述下筛口对应设置，且所述开口的两侧缘与下筛口的两侧缘之间密封连接，形成朝正下方的进油口 ；所述开口油管与所述下注汽环空之间相互隔离设置。借此，本实用新型能够通过上注气下采油的方式防止汽窜现象发生的可能性，提高采油效率。为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图I及图2所示，为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱较佳实施例的结构示意图及套管段的横截面示意图。其中，较佳的，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱包括井口装置、套管I、连续油管2、筛管3及开口油管4。所述井口装置设置于井口位置，其包括有能够向套管I内注入高压蒸汽的环空注汽装置；所述套管I的顶端与所述井口装置密封连接；所述连续油管2的顶端与所述井口装置密封连接，并穿设于所述套管I内部中间位置，借此，该连续油管2与所述套管I之间形成上注汽环空，所述环空注汽装置能够向该上注汽环空中注入所需的高压蒸汽。该连续油管2内设有高温抽油泵，用以抽取由下方进入的油；另外，本实用新型的筛管3的第一端与所述套管I底端密封连接，其第二端固定连接有一底堵；而所述开口油管4的第一端与所述连续油管2的底端密封连接，该开口油管4穿设于所述筛管3内部中间位置，并延伸至该筛管3的第二端，该开口油管4与所述筛管3之间形成下注汽环空；所述环空注气装置与所述上注汽环空及下注气环空连通设置，借此，经由所述上注汽环空进入的高压蒸汽能够进入下注汽环空中，并且经由筛管3向油层10中喷出，对油层10进行增压注汽，提高采油效率。如上所述的本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱中，所述筛管3与竖直 方向之间具有一夹角，一般情况下是将筛管3的第二端向上翘起设置，以更进一步的防止汽窜现象的发生。更进一步的，所述筛管3管壁朝正上及朝正下的两侧的位置分别开设有上筛口 5及下筛口 6。而开口油管4的设置为于所述筛管3内的所述开口油管4朝正下的一侧管壁开设有开口，也就是说，所述开口油管4的开口只开设于所述筛管3内部，但不一定是在筛管3内部的开口油管4均开设有所述开口，一般情况下，为了保证开口油管4内部与下注汽环空的密封隔离，开口油管4的第一端一般保持有一端完整的环形管状结构，以使开口油管4与连续油管2的连接处能够形成与上、下注气环空隔离的密封结构。该开口与所述下筛口 6对应设置，且所述开口的两侧缘与下筛口 6的两侧缘之间密封连接，形成朝正下方的进油口 ；也就是说，所述开口油管4与所述下注汽环空之间相互隔离设置，保持密封封隔状态，高压蒸汽不会由筛管3内部进入开口油管4。如图所示，本实用新型较佳实施例的J型井高温注采一体化工艺管柱，其开口油管4与所述连续油管2之间经由一油管接箍密封连接，且所述连续油管2与所述套管I长度相等；借此，使开口油管4与连续油管2、筛管3与套管I之间连接更为方便，开口油管4的利用率更高，从而提高采油效率。请参照图3及图4所示，为本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱较佳实 施例的位于筛管3及套管I连接处横截面的示意图以及筛管3段横截面的示意图。如图所示，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，较佳的，所述开口油管4的开口的侧缘与所述下筛口 6的侧缘之间经由环空密封壁7密封连接，而所示环空密封壁7隔断了所示下注汽环空，从而连通了开口油管4和外部油层10，形成了一个进油口，该进油口外部为下筛口 6。另外，所述开口油管4于所述油管接箍处的管壁为连续完整的管状结构，请参照图3所示，于该连接处经由完整的环形管壁能够使连续油管2与开口油管4密封连接，并经由环空密封壁7的设置，使开口油管4的开口与下筛口 6密封连通而与下注汽环空封隔开。请再参照图4所示，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，较佳的实施例中，所述上筛口 5的筛口面宽度等于所述开口油管4截面的半径。另外，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱的较佳实施例中，也可以设置所述开口油管4的开口宽度及所述下筛口 6的筛口面宽度等于所述开口油管4截面的半径。如上所述的筛管3的上筛口 5及/或下筛口 6的大小尺寸的设置，能够较好的控制高压蒸汽经由上筛口 5喷出后，不会再经由下筛口 6进入开口油管4中，形成汽窜。上述油管筛口尺寸的设置仅为较佳的设置方式，并不以上述尺寸为限，上筛口筛口面、下筛口筛口面及开口油管4开口的宽度分别能够以不同的尺寸进行设置，只要其能够满足更好的防止上筛口 5喷出的高压蒸汽从下筛口 6进入开口油管4即可。较佳的，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，其筛管3为割缝筛管。如图I所示，为了使本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱在实际运行作业过程中，提高采油作业效率，并且有效地防止汽窜现象的发生，较佳的，本实用新型采用筛管3的第一端低于其第二端设置，且所述筛管3第一端至第二端的上倾角为30度，以此使上筛口 5喷出的蒸汽向上充压，使油层10中的油被向下挤推，提高了油层10中的油进入开口油管4的效率；更进一步的，使筛管3向上翘起设置，也就是使开口油管4向上翘起，此时，能够提高开口油管4内的油的重力势能，促使进入开口油管4中的油以更高的速度进入连续油管2中，进而被泵取至井口，有效提高了该J型井的采油效率。当然，筛管3的上倾角度的大小并不以此为限，一般情况下，可以根据油层10的具体情况进行设置，例如，油层10纵向深度较大的，可以将筛管3的墙角设置得大一些，进一步的提高开口油管4内油的势能，从而提高采油效率；若遇到油层10纵向深度较小的，可以根据厚度大小调整筛管3的倾角大小，以使其符合油层10厚度的实际情况，以最合适的倾角实现采油效率的最大化。如图I所示，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，较佳的，所述筛管3第一端经由一密封悬挂器8与所述套管I底端密封连接。在一个较佳的实施例中，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，所述井口装置还包括连续油管2密封与悬挂装置，于井口处连接连续油管2，并达到良好的密封及悬挂状态；而所述高温抽油泵则与一抽油泵光杆9连接，该抽油泵光杆9穿设于所述连续油管2内并延伸至所述井口装置，经由抽油泵的往复动作，能够将进入开口油管4中的油经由 高温抽油泵抽取至连续油管2中，再经由井口装置向外输出。请再参照图I至图4所示，本使用新型的较佳的一个实施例中，本实用新型的J型井高温注采一体化工艺管柱，包括连续油管2密封与悬挂装置、环空注汽井口装置、热采井口、套管I、连续油管2、抽油泵光杆9、高温抽油泵、密封悬挂器8、油管接箍、筛管3、开口油管4、底堵；在J型井内固定有套管I、在套管I的尾端通过密封悬挂器8连接有筛管3，筛管3在J型井的前半段；在筛管3的末端固定有底堵。其中在地面固定有热采井口、在热采井口上部固定有连续油管2密封与悬挂装置和环空注汽井口装置；连续油管2的上端连接在热采井口的下部；连续油管2穿设于套管I内，连续油管2延伸至密封悬挂器8 ;高温抽油泵设置于连续油管2内，高温抽油泵上端连接有光杆；光杆穿过连续油管2密封与悬挂装置到达地面；高温抽油泵未穿过密封悬挂器8 ;连续油管2利用油管接箍与开口油管4连接；开口油管4在油管接箍处不开口，开口油管4穿设于筛管3内，开口油管4的远端至J型井的前端；筛管3上倾角为30度。其中，该实施例中，较佳的，连续油管2穿设于套管I的中心位置；开口油管4在筛管3的中心位置；开口油管4为正下方开口，开口宽度等于开口油管4半径；筛管3为割缝筛管。如上所示的本实用新型J型井高温注采一体化工艺管柱的较佳实施例，还包括筛管3正上方割缝，环空密封壁7，筛管3正下方割缝。筛管3采取正上方割缝与正下方割缝，正上方割缝与正下方割缝的割缝面的宽度均等于开口油管4半径；开口油管4正下方的油管外壁与环空密封壁7无缝焊接；环空密封壁7与筛管3内壁无缝焊接，环空密封壁7在开口油管4的开口外侧及筛管3的正下方割缝的外缘，使得环空中流体不能窜入开口油管4。更具体的，上述实施例中的J型井高温注采一体化工艺管柱，其一较佳的实施尺寸如下9"套管I、4^ "连续油管2、7"筛管3、4"开口油管4，其中，筛管3长度450m，筛管3上倾角为30度。综上所述的本实用新型的一种J型井高温注采一体化工艺管柱，其利用环空密封壁7，将筛管3内的开口油管4与筛管3内壁实现无缝密封；在SAGD生产过程中，采用筛管3环空注汽，注汽口为筛管3顶部割缝，采用开口油管4生产，流体从筛管3底部割缝流入，沿着油管的下端开口处进入油管，有效避免了以往J型井SAGD的油管注汽过程中，注入蒸汽从环空的短路回流。同时，将筛管3上倾角增加到30度，提高泄油高度和汽液界面高度，增加泄油动力，提高单井产量。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变 化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，该工艺管柱包括 井口装置，包括一热采井口，该热采井口上方设有环空注汽装置； 套管，其顶端与所述井口装置密封连接； 连续油管，其顶端与所述井口装置密封连接，并穿设于所述套管内部中间位置，该连续油管与所述套管之间形成上注汽环空；该连续油管内设有高温抽油泵； 筛管，其第一端与所述套管底端密封连接，其第二端固定连接有一底堵； 开口油管，其第一端与所述连续油管的底端密封连接，该开口油管穿设于所述筛管内部中间位置，并延伸至该筛管的第二端，该开口油管与所述筛管之间形成下注汽环空；所述环空注气装置与所述上注汽环空及下注气环空连通设置； 所述筛管与竖直方向之间具有一夹角，所述筛管管壁朝正上及朝正下的两侧的位置分别开设有上筛口及下筛口 ；于所述筛管内的所述开口油管朝正下的一侧管壁开设有开口，该开口与所述下筛口对应设置，且所述开口的两侧缘与下筛口的两侧缘之间密封连接，形成朝正下方的进油口 ；所述开口油管与所述下注汽环空之间相互隔离设置。
2.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述筛管的第一端低于其第二端设置，且所述筛管第一端至第二端的上倾角为30度。
3.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述开口油管与所述连续油管之间经由一油管接箍密封连接，且所述连续油管与所述套管长度相等。
4.如权利要求3所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述开口油管的开口的侧缘与所述下筛口的侧缘之间经由环空密封壁密封连接，且所述开口油管于所述油管接箍处的管壁为连续完整的管状结构。
5.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述上筛口的筛口面宽度等于所述开口油管截面的半径。
6.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述开口油管的开口宽度及所述下筛口的筛口面宽度等于所述开口油管截面的半径。
7.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述筛管为割缝筛管。
8.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述筛管第一端经由一密封悬挂器与所述套管底端密封连接。
9.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述井口装置的热采井口上方设有连续油管密封与悬挂装置，所述高温抽油泵与一抽油泵光杆连接，该抽油泵光杆穿设于所述连续油管内并延伸至所述井口装置。
10.如权利要求I所述的J型井高温注采一体化工艺管柱，其特征在于，所述套管直径为9"、所述连续油管直径为4* "、所述开口油管直径为4"、所述筛管直径为7"且长度为 450m。
专利摘要本实用新型公开了一种J型井高温注采一体化工艺管柱，包括井口装置、套管、连续油管、筛管、开口油管；该开口油管穿设于所述筛管内部中间位置，并延伸至筛管的第二端，与筛管之间形成下注汽环空；所述筛管与竖直方向之间具有一夹角，所述筛管管壁朝正上及朝正下的两侧的位置分别开设有上筛口及下筛口；于所述筛管内的所述开口油管朝正下的一侧管壁开设有开口，该开口与所述下筛口对应设置，且所述开口的两侧缘与下筛口的两侧缘之间密封连接，形成朝正下方的进油口；所述开口油管与所述下注汽环空之间相互隔离设置；借此，本实用新型能够有效防止高压蒸汽回流导致汽窜，提高采油效率。
文档编号E21B17/00GK202451126SQ20122008152
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者吴永彬, 李晓玲, 李秀峦, 聂凌云, 蒋有伟, 赵欣, 韩静 申请人:中国石油天然气股份有限公司