一种水平井分层蒸汽均匀注入管柱及方法与流程

本发明属于水平井分层注入管柱领域，特别涉及一种水平井分层蒸汽均匀注入管柱及方法。

背景技术：

1、随着水平井开采技术在辽河油田的成熟应用，水平井的数量逐年增加。对于稠油水平井来说，注蒸汽开采是主体开采工艺之一。目前水平井注汽多采用笼统方式注汽，笼统方式注汽在水平井段只有一个出汽口，水平井段一般都在300m左右，并且水平井段还存在物性差异，所以在水平井段易造成动用不均现象。大量的水平井井温监控资料分析研究开发发现，80％的水平井水平段都存在动用不均的情况，为了更好的发挥水平井的作用，均匀动用水平段，需采用水平井分段注汽工艺技术。

2、水平井分层蒸汽均匀注入管柱是从根源抓起，解决水平井段动用不均问题。采用蒸汽伞、油管扶正器和自控汽液混合流量控制装置等工具对水平井各段进行分段注汽，提高水平井段动用程度。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种水平井分层蒸汽均匀注入管柱，所述管柱包括：

2、设置在水平油管中的多个组合机构，每个所述组合机构两侧均设置有自控汽液混合流量控制装置，所述组合机构包括依次连接的蒸汽伞和扶正器，其中，

3、所述扶正器设置在所述水平油管靠近末端一侧，所述蒸汽伞设置在所述水平油管远离末端一侧。

4、进一步的，所述蒸汽伞用于封隔不同注汽层段；所述自控汽液混合流量控制装置用于分层均匀注入蒸汽。

5、进一步的，所述自控汽液混合流量控制装置包括主体和设置在所述主体内的喷嘴和叶轮。

6、进一步的，所述喷嘴通过弹簧挡圈设置在所述主体内，所述叶轮通过芯轴活动设置在所述主体内。

7、进一步的，所述喷嘴和所述叶轮表面通过密封橡胶设置有盖板，所述盖板通过第一固定钉和第二固定钉与所述主体相连接。

8、进一步的，所述盖板与所述主体形成注汽通道，所述喷嘴和所述叶轮设置在所述注汽通道内。

9、进一步的，所述喷嘴用于控制蒸汽注入量。

10、进一步的，所述叶轮用于充分混合注入蒸汽的汽液相，分层均匀注入蒸汽。

11、进一步的，所述管柱还包括套设在所述水平油管外的筛管和隔热管，所述水平油管与设置在同一油井中的非水平井段中的隔热管连接。

12、进一步的，所述水平油管中相隔两个所述自控汽液混合流量控制装置的距离为80-100m。

13、进一步的，所述叶轮包括离心式叶轮、混流式叶轮和风扇式叶轮中的任意一种。

14、本发明还提供一种水平井分层蒸汽均匀注入方法，所述方法包括：

15、建立管柱，所述管柱包括：

16、设置在水平油管中的多个组合机构，每个所述组合机构两侧均设置有自控汽液混合流量控制装置，所述组合机构包括依次连接的蒸汽伞和扶正器，其中，所述扶正器设置在所述水平油管靠近末端一侧，所述蒸汽伞设置在所述水平油管远离末端一侧；

17、通过所述管柱将蒸汽注入地层，完成所述水平井分层蒸汽均匀注入。

18、进一步的，通过所述蒸汽伞将所述水平油管封隔成不同注汽层段；

19、通过所述自控汽液混合流量控制装置将蒸汽分层均匀注入。

20、进一步的，所述自控汽液混合流量控制装置包括主体和设置在所述主体内的喷嘴和叶轮。

21、进一步的，通过所述喷嘴控制蒸汽注入量。

22、进一步的，通过所述叶轮充分混合注入蒸汽的汽液相，分层均匀注入蒸汽。

23、进一步的，所述自控汽液混合流量控制装置的安装位置通过油藏参数确定。

24、进一步的，所述油藏参数包括井温曲线、渗透率和地层压力。

25、进一步的，所述水平油管中相隔两个所述自控汽液混合流量控制装置的距离为80-100m。

26、进一步的，所述管柱还包括套设在所述水平油管外的筛管和隔热管，所述水平油管与设置在同一油井中的非水平井段中的隔热管连接。

27、本发明的水平井分层蒸汽均匀注入管柱及方法，可以改变注入地层蒸汽的流动方向，实现蒸汽均匀注入地层，达到均匀动用油层的目的。应用自控汽液混合流量控制装置，以自调节方式使注入蒸汽的汽液相充分混合，对经过初步控制的蒸汽进行均匀注入，同时可以改变高温、高压蒸汽流的方向，避免对油井完井井壁中套管或筛管造成硬性伤害，偏心结构设计，在保证注汽通道大小的前提下，保证了整体管柱尺寸符合要求。本发明利用蒸汽伞及扶正器将需要注汽层段分割开来，蒸汽伞随注汽温度密封，停注时解封。该管柱主要针对水平井段物性差异较大，注汽时需要使用蒸汽伞降各水平井段分开，实现水平井分层蒸汽均匀注入。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述管柱包括：

2.根据权利要求1所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述自控汽液混合流量控制装置包括主体和设置在所述主体内的喷嘴和叶轮。

4.根据权利要求3所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，

7.根据权利要求3所述水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，

8.根据权利要求3所述水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述叶轮用于充分混合注入蒸汽的汽液相，分层均匀注入蒸汽。

9.根据权利要求1或2所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述管柱还包括套设在所述水平油管外的筛管和隔热管，所述水平油管与设置在同一油井中的非水平井段中的隔热管连接。

10.根据权利要求1或2所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述水平油管中相隔两个所述自控汽液混合流量控制装置的距离为80-100m。

11.根据权利要求4所述的水平井分层蒸汽均匀注入管柱，其特征在于，所述叶轮包括离心式叶轮、混流式叶轮和风扇式叶轮中的任意一种。

12.一种水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，所述方法包括：

13.根据权利要求12所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

14.根据权利要求12或13所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，所述自控汽液混合流量控制装置包括主体和设置在所述主体内的喷嘴和叶轮。

15.根据权利要求14所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

16.根据权利要求14所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，通过所述叶轮充分混合注入蒸汽的汽液相，分层均匀注入蒸汽。

17.根据权利要求12所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

18.根据权利要求17所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

19.根据权利要求12所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

20.根据权利要求14所述的水平井分层蒸汽均匀注入方法，其特征在于，

技术总结
本发明提出一种水平井分层蒸汽均匀注入管柱及方法，所述管柱包括：设置在水平油管中的多个组合机构，每个所述组合机构两侧均设置有自控汽液混合流量控制装置，所述组合机构包括依次连接的蒸汽伞和扶正器，其中，所述扶正器设置在所述水平油管靠近末端一侧，所述蒸汽伞设置在所述水平油管远离末端一侧。应用自控汽液混合流量控制装置，以自调节方式使注入蒸汽的汽液相充分混合，对经过初步控制的蒸汽进行均匀注入，同时可以改变高温、高压蒸汽流的方向，避免对油井完井井壁中套管或筛管造成硬性伤害，偏心结构设计，在保证注汽通道大小的前提下，保证了整体管柱尺寸符合要求。

技术研发人员：郭玉强,安九泉,施玉,王鸿,何传兴,赵旭亮,龚润民,何妮娟,剪树旭,杨淑英,张凤波,董亮,高绍思
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16