一种人工井壁防砂用加热固砂系统的制作方法

本发明涉及海上油田化学防砂固砂技术领域，尤其涉及一种人工井壁防砂用加热固砂系统。

背景技术：

在采油过程中，油井出砂会给其带来很多问题。油层的胶结差、岩石孔隙大，原油稠时就很容易出砂，但是，当气、油沿着井筒上升时，其上升速度不能完全把砂子带出井口，这就很容易造成井底堵塞。因此为了防止在采油过程中砂堵的现象，可以利用两种方法来解决，这两个方法分别为：人工井壁防砂法和机械防砂法。而我们用的最多的方法则是人工井壁防砂法。

人工井壁防砂的一个关键施工程序是树脂砂热固结。海上油田油水井防砂段温度多为50℃左右，人工井壁防砂后仅依靠储层温度进行固结，固砂强度低，施工效果差。

目前采用的常规循环热流体加热固结，加热采用普通油管，储液罐采用泥浆池，循环热流体沿程热损失大，流体注入到井底仅有60℃左右，且不能对储层加热温度进行实时监测，具体要多长时间地层才能加热到预设温度，没有明确的参考依据。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：目前采用的常规循环热流体加热固结，加热采用普通油管，储液罐采用泥浆池，循环热流体沿程热损失大，流体注入到井底仅有60℃左右，且不能对储层加热温度进行实时监测，具体要多长时间地层才能加热到预设温度，没有明确的参考依据。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种人工井壁防砂用加热固砂系统，包括储液罐、增压泵、撬装加热车、加热管柱和井下测温工具，所述撬装加热车的一端设有进液口，所述进液口通过管道与增压泵连接，所述撬装加热车的另一端通过管道与加热管柱的入口连接，所述储液罐设有进液口、出液口和加药补液口，所述储液罐的进液口通过管道与油套环空出液口连接，所述储液罐的出液口通过管道与增压泵进口连接。

优选的，所述加热管柱包括隔热油管、普通油管、引鞋。

优选的，所述加热管柱从井口至井深约1500m深处加热管柱采用隔热油管，所述隔热油管的底层至需储层段采用普通油管。

优选的，所述加热管柱的引鞋安装于加热管柱的最底端。

优选的，所述储液罐为封闭结构，所述储液罐的出液口附近设有温度计，所述储液罐的出液口与撬装加热车的进液口通过管线连通，所述储液罐的进液口与加热管柱和套管间的环空返出口通过管线连通。

优选的，所述井下温度监测工具包括温度计托筒、井下温度计、铠装传输电缆以及温度显示仪，所述井下温度计位于温度计托筒内，所述铠装传输电缆的一端与数据传输口连接，所述铠装传输电缆的另一端与地面温度显示仪连接。

优选的，所述加热管柱的温度计托筒安装于加热管柱靠下位置上。

优选的，所述储液罐的罐壁设有保温措施。

优选的，所述撬装加热车整体结构采用撬装式设计，所述撬装加热车的内部结构采用盘管结构。

优选的，所述铠装传输电缆包括缆芯、阻水材料层、涂塑铝带和聚乙烯外护套，所述聚乙烯外护套为最外层，所述缆芯为最内层且处于中心处，所述阻水材料层位于缆芯和聚乙烯外护套之间，所述阻水材料层和聚乙烯外护套之间设有涂塑铝带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过储液罐、增压泵、撬装加热车、加热管柱等结构的相互作用可以减少液体在井筒传输过程中的热量损失，且通过由温度计托筒、井下温度计、铠装传输电缆以及温度显示仪等结构构成的井下温度监测工具可以随时监测井底加热温度，现场可操作性强，从而提高了人工井壁防砂用树脂砂胶结强度，同时也节约加热时间，加热效率更高；

2、撬装加热车整体结构采用撬装式设计，便于海上吊装运输，同时撬装加热车内部结构采用盘管结构，便于液体均匀快速加热，提高加热效率；

3、加热管柱从井口到1500m井深处加热管柱采用隔热油管，1500m至需储层段采用普通油管，该结构即可保证减少低温井段沿程温度损失，又能满足海上油田修井机井架的作业能力；

4、数据传输的电缆采用铠装传输电缆，通过聚乙烯外护套使得电缆增设绝缘护套，通过阻水材料层增加电缆的防水性能，且通过涂塑铝带加装一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏，从而可使得电缆使用更加安全稳定。

附图说明

图1为本发明提出的一种人工井壁防砂用加热固砂系统的系统结构示意图；

图2为本发明提出的一种人工井壁防砂用加热固砂系统中铠装传输电缆的剖面结构示意图。

图中：1-储液罐、2-增压泵、3-撬装加热车、4-隔热油管、5-普通油管、6-引鞋、7-温度计托筒、8-井下温度计、9-铠装传输电缆、91-缆芯、92-阻水材料层、93-涂塑铝带、94-聚乙烯外护套、10-温度显示仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

参照图1-2，一种人工井壁防砂用加热固砂系统，包括储液罐1、增压泵2、撬装加热车3、加热管柱和井下测温工具，加热管柱包括隔热油管4、普通油管5、引鞋6，加热管柱从井口至井深约1500m深处加热管柱采用隔热油管4，隔热油管4的底层至需储层段采用普通油管5，该结构即可保证减少低温井段沿程温度损失，又能满足海上油田修井机井架的作业能力，加热管柱的引鞋6安装于加热管柱的最底端，引鞋6用以防止套管底口碰刮或插入井壁，引导套管顺利下至井底，从而使得安装更加安全方便。

井下温度监测工具包括温度计托筒7、井下温度计8、铠装传输电缆9以及温度显示仪10，井下温度计8位于温度计托筒7内，铠装传输电缆9的一端与数据传输口连接，铠装传输电缆9的另一端与地面温度显示仪10连接，铠装传输电缆9的另一端与地面温度计监测仪连10连接，井下温度计8随加热管柱一起下入加热层段，从而可实现作业过程中对井下温度实时监测，加热管柱的温度计托筒7安装于加热管柱靠下位置上。

铠装传输电缆9包括缆芯91、阻水材料层92、涂塑铝带93和聚乙烯外护套94，聚乙烯外护套94为最外层，缆芯91为最内层且处于中心处，阻水材料层92位于缆芯91和聚乙烯外护套94之间，阻水材料层92和聚乙烯外护套94之间设有涂塑铝带93，通过聚乙烯外护套94使得电缆增设绝缘护套，通过阻水材料层92增加电缆的防水性能，且通过涂塑铝带93加装一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏，从而可使得电缆使用更加安全稳定。

撬装加热车3的一端设有进液口，进液口通过管道与增压泵2连接，燃料为柴油，采用盘管式加热炉腔，20m³/h冷水可升高60℃，从而可提高加热效率，撬装加热车3的另一端通过管道与加热管柱的入口连接，储液罐1设有进液口、出液口和加药补液口，通过加药补液口可在系统运行过程中随时添加液体，储液罐1的进液口通过管道与油套环空出液口连接，储液罐1的出液口通过管道与增压泵2进口连接，液体由储液罐1流出并经撬装加热车3加热到100℃后流入加热管柱，通过加热管柱将热流体输送到需加热的井段，从而进行加热固砂，再经加热管柱和套管环空返回储液罐1。

储液罐1为封闭结构，储液罐1的罐壁设有保温措施，避免液体流经储液罐1热量散失，储液罐1的出液口附近设有温度计，实时观察内部的温度，储液罐1的出液口与撬装加热车3的进液口通过管线连通，储液罐1的进液口与加热管柱和套管间的环空返出口通过管线连通，储液罐1的进液口通过管道与油套环空出液口连接，出液口通过管道与增压泵2进口连接，使加热的液体通过加热管柱传输到储层防砂井段，通过加热使树脂砂固结，液体再通过加热管柱与套管环空返出进入储液罐1，从而得以循环。

撬装加热车3整体结构采用撬装式设计，撬装式是指将功能组件集成于一个整体底座上，可以整体安装、移动的一种集成方式，所谓撬装是由设备的移动、就位使用撬杠就可方便地进行，便于海上吊装运输，撬装加热车3的内部结构采用盘管结构，盘管结构可提高加热效率，从而便于液体均匀快速加热。

本发明中，该系统的安装过程是：

（1）下入加热管柱，工具下入顺序从下到上依次为：引鞋6、温度计托筒7（内置温度计）、普通油管5、隔热油管4（约1500m）；

（2）管柱下入到温度计托筒7处时进行温度计与铠装传输电缆9连接，继续下入管柱，管柱到位后铠装传输电缆9另一端与地面温度显示仪10连接；

（3）通过现有技术将撬装加热车3、增压泵2和储液罐1固定于地面上；

（4）撬装加热车3的进液口与增压泵2的出液口连接，增压泵2的进液口与储液罐1的出液口用管线连接；

（5）撬装加热车3的出液口与加热管柱的入口用管线连接；

（6）加热管柱和套管环空的出口与储液罐1的进液口连接。

本发明中，该系统的使用过程是：

（1）根据安装流程将设备和管柱就位，储液罐1内加满地热水；

（2）依次开启增压泵2和撬装加热车3；

（3）地热水从储液罐1流出并经撬装加热车3加热到100℃后流入加热管柱，通过加热管柱将热流体输送到需加热的井段，从而进行加热固砂，再经加热管柱和套管环空返回储液罐1；

（4）井下温度计8由铠装传输电缆9将井下温度数据返回到位于地面处的温度显示仪10；

（5）加热井段温度达到固化温度后开始计时，循环加热达到固结时间后完成固砂作业。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。