井下分段式加热装置的制作方法

本发明属于油气开采过程中储层改造的技术领域，尤其涉及一种井下分段式加热装置。

背景技术：

在传统油气资源二次开采技术出现与发展的背景下，致密储层开始采用水力压裂、酸化等储层改造措施。但是，对于胶质/沥青质含量较高的稠油油藏以及高吸附性的煤岩气藏来讲，在开发和应用等各个方面都会遇到一些技术难题，这使得油气采收率达不到预期值，开采效果差强人意，且成本较高。

有学者进行了一系列的岩石高温热处理实验，发现高温热处理能够有效提高岩石的渗流能力。在现有技术中，cn206668238u公布了一种井下组合加热装置，通过电热膜加热机构和电磁波热能发生器对注入的高温热水和液态富氧进行两级加热，实现了将高温热水加热成高温热蒸汽，既减小了能量损失，又高效地对目的储层进行蒸汽加热。但该装置采用电热系统，需消耗大量的电能，且注入的热蒸汽滞留于储层岩石孔隙，易造成水相圈闭损害，在未达到特定压力时难以解除。因此，有必要提出一种新型加热方式，既可以减轻工作液造成的储层损害，同时诱致岩石发生热破裂，达到储层改造的目的。研究发现采用火焰燃烧可解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提出了一种井下分段式加热装置，该装置是通过燃烧法快速、安全的对近井带储层进行加热，对于富有机质页岩储层、高吸附性煤岩储层以及低渗/低饱和的稠油储层都可起到改善储层物性，促进油气微观流动的效果。同时，分段式的设计可使具体储层段受热，达到分段加热的目的。

本发明提供了一种井下分段式加热装置，其中，所述分段式加热装置工艺及操作简捷，成本低，加热效率高。主要包括雕空式耐高温合金筒、高能点火发生器、点火枪、压力传感器、温度敏感元件、地面通气管线、扶正装置。注气管线用于向井下目标层段充入可燃气与助燃气，雕空式耐高温合金筒上端面采用硅橡胶与酚醛树脂的混合材料密封。所述雕空式耐高温合金筒侧壁安装有压力敏感元件，通过信号传输电缆与地面压力传感器相连，同时控制着扶正装置与稳定装置的张开与合拢。所述高能点火发生器配置有升压变压器将220v交流电压升至2500v。

如上所述的井下分段式加热装置，其中，压力传感器的信号传输电缆、高能点火器的点火电缆、注气管线外部均涂设有绝缘层。

如上所述的井下分段式加热装置，其中，所述雕空式耐高温合金筒内部充入的是按一定比例混合的可燃气体和助燃气体；所述雕空式耐高温合金筒侧壁安装有扶正装置和稳定装置。

相比现有技术本发明具有以下优势：

1)采用燃烧的方式产生热量，其燃烧产生的二氧化碳等气体也可对储层内油气进行混合蒸汽驱动；雕空式耐高温合金筒采用耐高温合金材料，传热速度快、便于火焰及燃烧产物及时与井壁岩石接触。上端面为遇热膨胀橡胶与绝缘隔热材料，热量损失少，封隔效果好，可实现对于目标层位快速加热的目的。

2)应用于煤岩/页岩储层时，原位煤层气或页岩气可作为可燃气体，通过注入适当浓度的助燃气体，使火焰燃烧于岩石基块内部及井壁表面。降低了可燃气体的成本，且燃烧范围广。

3)体积小，工艺简捷，装置采用吊拉方式在井筒中移动，实现井下分段加热的目的，有效地针对目的层进行加热且成功率高。

附图说明

为了更加清晰地表达本发明的具体技术方案，以下对该方案所需示意图做一简单介绍。注意，此处所绘示意图仅仅是本发明的一部分实施例，相关技术人员还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明的井下分段式加热装置的结构示意图。

图2是本发明的井下分段式加热装置中稳定装置的结构示意图。

图3是本发明的井下分段式加热装置中扶正装置的结构示意图。

图中：1、19、扶正装置；2、点火枪；3、压力敏感元件；4、单向阀；5、牵引绳；6、点火电缆；7、注气管线；8、封隔器；13、信号传输电缆；9、雕空式耐高温合金筒；12、15、稳定装置；10、温度敏感元件；11、加热装置顶端；14、21、移动滑块；16、20、弹簧；17、支撑杆；18、22、滑轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。基于本发明的实施例，普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得其他实施例，均属本发明的保护范围。

如图1所示，本发明包括雕空式耐高温合金筒(9)、扶正装置(1)(19)、点火抢(2)、牵引绳(5)。地面点火发生器通过点火电缆(6)控制井下点火枪(2)产生火焰，一定比例混合的助燃气体与可燃气体通过注气管线(7)向井筒中注入，所述雕空式耐高温合金筒(9)顶端选用硅橡胶和酚醛树脂的合成材料进行密封，起到受热膨胀和隔热绝缘的效果。

所述扶正装置(1)(19)和稳定装置(12)(15)安装于合金筒外侧壁，保证合金筒位于井下径向中心位置；合金筒底部采用封隔器密封；所述压力敏感元件(3)安装于合金筒内部，通过信号传输电缆与地面压力传感器相连；所述注气管线(7)下部安装有单向阀(4)。

所述点火电缆(6)和压力传感器信号传输电缆(16)外侧均涂有绝缘层。

本发明在具体应用时，首先，将整套加热装置下入井中，用牵引绳以吊拉方式调整其在井中的位置，打开扶正器将其卡于井壁，保证加热装置处于井轴位置处，完成装置下端封隔器坐封。通过注气管线注入一定比例混合的助燃气与可燃气，启动地面点火发生器，使得井下高能点火枪所喷出的火焰点燃混合气体。通过压力传感器和温度传感器监测井下状态。通过控制井筒压力，促使燃烧产生的废气进入储层，起到混相流体驱动的效果。

待燃烧结束后，解封耐高温合金筒下端封隔器，卸掉装置上端密封材料与下端封隔器之间的压力，收起扶正装置与稳定装置。待温度恢复至井筒原始温度后，用牵引绳吊拉整套加热装置至地面更换已失效的上端封口，继续下放使其在井眼中沿轴线方向移动，进行下一个目的层位的燃烧加热。

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。凡基于本发明所做的任何同等变化及修改均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种井下分段式加热装置，包括雕空式耐高温合金筒、扶正装置、稳定装置、高能点火枪、牵引绳，所述高能点火枪喷出火焰用以加热目的层段，所述雕空式耐高温合金筒由牵引绳调整其在井下的位置，控制加热时长，实现井下分段加热的目的，扶正装置与稳定装置保证井壁受热均匀，本发明所提出的井下分段式加热装置具有工艺简捷、成本低、节约能源、加热效率高的特点。

技术研发人员：康毅力;孙琳娜;刘江;游利军;李相臣;涂莹谦
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2019.05.16
技术公布日：2019.07.09