微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法与流程

本发明涉及稠油开采技术领域，尤其涉及一种微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法。

背景技术：

稠油油藏是指地层温度下脱气原油粘度大于100厘泊的油藏，在我国辽河油田、新疆吐哈油田、克拉玛依油田等有大面积分布；由于蒸汽吞吐技术操作简单、成本低、投资回收快，因此，我国80％以上的稠油油藏在开发的初期均采用蒸汽吞吐开发。但是，蒸汽吞吐技术本质上是一种能量衰竭的开采方法，随着吞吐轮次增加，油藏压力快速下降，当油藏压力低于2mpa以后，继续吞吐有效生产时间短，周期油汽比与吞吐经济效益急剧下降，通常吞吐采收率只有20～30％之间。同时，在吞吐过程中注入油藏的水蒸气冷凝水，在吞吐回采过程中并不能完全被采出，而是存留于地下形成了次生水体。据不完全统计，吞吐稠油油藏的地下存水在30％～50％左右。巨大的次生水体对蒸汽吞吐转蒸汽驱的开发效果造成了严重影响；蒸汽驱过程中注入的水蒸气遇到地下存水会迅速冷凝并损失绝大部分蒸汽干度，因此，注入的蒸汽绝大部分变成了热水，由于单位质量热水的体积远远小于单位质量蒸汽的体积，所以，受到地下存水影响，蒸汽驱波及体积大大减小，汽驱效果较差甚至无经济效益。同时，蒸汽驱开发效果的另一主要影响因素在于进入油层的蒸汽干度，当油藏埋深超过1500米时，在现有隔热技术条件下，地面100％干度的蒸汽到达井底也只剩下不到40％的干度，沿程蒸汽干度损失太大，低干度蒸汽比容较低，波及体积同样较小，经济效益同样较差。

提高蒸汽驱开发效果的关键在于提高地下蒸汽干度，而地下蒸汽干度的主要影响因素为地下存水和油藏埋深。因此，研究和采用能够克服地下存水和油藏埋深等技术瓶颈，并同时提高蒸汽驱开发效果的开采方法，将是蒸汽吞吐后稠油油藏尤其是埋深较深的中深层稠油油藏进一步提高采收率的主要发展方向。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法，利用微波加热的原理将地层中的稠油升温，达到降粘的效果，以解决井口注汽沿程蒸汽干度损失问题，降低热能损耗，提高井底蒸汽干度与单位质量水蒸气波及体积，从而提高稠油的开采率。

本发明的目的是这样实现的，一种微波加热开采稠油的工艺管柱结构，包括同轴且径向间隔设置的套管和油管，所述套管上串设有微波放射装置，所述微波放射装置包括串接于所述套管上的导电内管，所述导电内管上沿周向间隔设置微波发生器；所述导电内管的两端均连接设置绝缘套管段；所述油管的底端设置导电油管段，所述导电油管段位于所述导电内管内，所述导电油管段的顶端连接设置绝缘油管段；所述导电油管段的外壁上套设导电连接锚，所述导电连接锚能抵靠卡止于所述导电内管的内壁上，所述导电油管段与所述绝缘油管段之间设置电缆连接装置，所述电缆连接装置上电连接电缆。

在本发明的一较佳实施方式中，所述微波放射装置还包括所述微波发生器的外侧罩设的非金属保护套。

在本发明的一较佳实施方式中，所述非金属保护套为玻璃钢管或碳纤维管。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导电连接锚包括能径向伸出抵靠卡止于所述导电内管的内壁上的卡瓦。

本发明的目的还可以这样实现，一种使用前述的微波加热开采稠油的工艺管柱结构的开采方法，包括以下步骤：

步骤a、固井前，将微波放射装置与两端的绝缘套管段连接，将连接了微波放射装置的套管下入井内，然后进行固井；

步骤b、将绝缘油管段、电缆连接装置和导电油管段顺序串接，将电缆连接于电缆连接装置上，将导电连接锚套设于导电油管段上，将完成组装的油管下入套管内；

步骤c、下入油管后，打压坐封导电连接锚，导电连接锚抵靠连接于微波放射装置的导电内管上；

步骤d、通过电缆向微波发生器供电，微波发生器向地层发射微波，微波加热稠油，稠油升温，降低黏度；

步骤e、开启油泵，地层油通过油管返至底面，实现稠油开采。

由上所述，本发明提供的微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法具有如下有益效果：

本发明提供的微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法中，微波放射装置通电后能向地层发射微波加热稠油，利用微波加热的原理将地层中的稠油升温，达到降粘的效果，以解决井口注汽沿程蒸汽干度损失问题，降低热能损耗，提高井底蒸汽干度与单位质量水蒸气波及体积，从而提高稠油的开采率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的微波加热开采稠油的工艺管柱结构的示意图。

图2：为本发明的微波放射装置的示意图。

图中：

100、微波加热开采稠油的工艺管柱结构；

1、套管；

11、绝缘套管段；

2、油管；

21、导电油管段；22、绝缘油管段；23、电缆连接装置；

3、微波放射装置；

30、导电内管；31、微波发生器；32、非金属保护套；

4、导电连接锚；

5、电缆。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。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。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2所示，本发明提供一种微波加热开采稠油的工艺管柱结构100，包括同轴且径向间隔设置的套管1和油管2，套管1上串设有能向地层发射微波加热稠油的微波放射装置3，微波放射装置3包括串接于套管1上的导电内管30，导电内管30上沿周向间隔设置微波发生器31；导电内管30的两端均连接设置绝缘套管段11，两端的绝缘套管段11满足微波放射装置3与两端套管的绝缘要求，在本实施方式中，导电内管30的两端通过螺纹连接于绝缘套管段11上，套管1上其他位置可以采用绝缘管也可以采用金属管，为方便施工，采用常用的套管即可；油管2的底端设置导电油管段21，导电油管段21位于导电内管30内，导电油管段21的顶端连接设置绝缘油管段22，绝缘油管段22满足导电油管段21与上部油管的绝缘要求，油管2上其他位置可以采用绝缘管也可以采用金属管，为方便施工，采用常用的油管即可；导电油管段21的外壁上套设导电连接锚4，导电连接锚4能抵靠卡止于导电内管30的内壁上，导电油管段21与绝缘油管段22之间设置电缆连接装置23，电缆连接装置23上电连接电缆5。电缆5通过电缆连接装置23、导电油管段21、导电连接锚4为微波放射装置3通电，使其发射微波，加热稠油。

本发明提供的微波加热开采稠油的工艺管柱结构中，微波放射装置通电后能向地层发射微波加热稠油，利用微波加热的原理将地层中的稠油升温，达到降粘的效果，以解决井口注汽沿程蒸汽干度损失问题，降低热能损耗，提高井底蒸汽干度与单位质量水蒸气波及体积，从而提高稠油的开采率。

进一步，如图1、图2所示，微波放射装置3还包括微波发生器31的外侧罩设的非金属保护套32。在本实施方式中，非金属保护套32为玻璃钢管或碳纤维管。非金属保护套32能防止微波发生器31在下井的过程中被损坏，并且能够允许微波穿透辐射到地层，加热稠油，降低黏度，便于开采。

进一步，导电连接锚4包括能径向伸出抵靠卡止于导电内管30的内壁上的卡瓦。

本发明还提供一种使用微波加热开采稠油的工艺管柱结构100的开采方法，包括以下步骤：

步骤a、固井前，将微波放射装置3的导电内管30与两端的绝缘套管段11连接，将连接了微波放射装置3的套管1下入井内，然后进行固井；

步骤b、将绝缘油管段22、电缆连接装置23和导电油管段21顺序串接，将电缆5连接于电缆连接装置23上，将导电连接锚4套设于导电油管段21上，将完成组装的油管2下入套管1内；

步骤c、下入油管2后，打压坐封导电连接锚4，将导电连接锚4的卡瓦抵靠连接于微波放射装置3的导电内管30上；电缆5、电缆连接装置23、导电油管段21、导电连接锚4和导电内管30构成连通的电路；

步骤d、通过电缆5向微波发生器31供电，微波发生器31向地层发射微波，微波加热稠油，稠油升温，降低黏度，便于开采；

步骤e、开启油泵(现有技术)，地层油通过油管返至底面，实现稠油开采。

由上所述，本发明提供的微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法具有如下有益效果：

本发明提供的微波加热开采稠油的工艺管柱结构及开采方法中，微波放射装置通电后能向地层发射微波加热稠油，利用微波加热的原理将地层中的稠油升温，达到降粘的效果，以解决井口注汽沿程蒸汽干度损失问题，降低热能损耗，提高井底蒸汽干度与单位质量水蒸气波及体积，从而提高稠油的开采率。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。