[发明专利]水平注汽井智能配汽工艺管柱

说明书

技术领域

本发明涉及油田采油设备，尤其是一种油田稠油注蒸汽热力采油水平井的注汽管柱。

背景技术

水平井技术始于20世纪80年代，主要应用在稀油油藏和气藏，其优势在于提高油气井的产量和采收率。随着水平井技术的不断进步，水平井的应用规模不断增加，应用的油藏类型越来越广泛，截至目前，已经工业化应用在稠油油藏开发以及煤层气开发中。

对于稠油油藏的水平井开发，主要是应用水平井进行蒸汽吞吐、蒸汽驱以及蒸汽辅助重力泄油(SAGD)。由于水平井接触的油藏面积远远大于直井，因此水平井注蒸汽加热油层以及降低原油黏度的范围更广，可动油面积更大，油井的产量更高。但目前水平井注蒸汽通常采用笼统注汽方式，针对非均质油藏，由于不同水平段油层渗透率差异较大，造成水平段吸汽不均，在连续注汽过程中，从水平井注入的蒸汽容易沿着水平段局部高渗透条带突进生产井底，造成早期汽窜，严重降低了水平段动用程度和水平井的开发效果。

现有技术的一种水平井分段注汽管柱，是在筛管后侧的水平隔热管上，由前至后依次串联扶正器、阻隔器、扶正器和分配器。其有益效果是使输入井下的压力蒸汽全部进入设定的注汽油层内，在注汽过程中，只有一段与设定的注汽油层位置相对的井管处在高温环境中，以致井管伸长量较小，不会造成井口破坏。其不足之处在于：一是下入分段注汽管柱后，只能同时对水平井的一段进行注汽，不能对全水平段同时注汽，这样就减少了水平段的吸汽长度，减少了单位时间的泄油面积和生产井生产能力；二是某一特定注汽段的注汽结束后，需要对另一段进行注汽时，使用者需要通过外部拉力将注汽管柱向井外拉出，因此改变注汽段需要涉及非常复杂的修井操作，注汽井每更换一次注汽段都需要关井。

现有技术还有一种水平井注气蒸汽伞，其特点是包括中心管和套在中心管外面的胶筒，胶筒左右两端的连接部分别与中心管的左右连接部固定且密封连接，中心管左右连接部之间的管壁上设有通孔，中心管的左右连接部分别设有将胶筒左右连接部压紧的短管状的左右压片，胶筒左右连接部同中心管左右连接部之间分别垫有短管状的左右压环，中心管的左端连接有一个用于同其它管道连接的接箍，中心管右端设有与接箍配合的连接机构。其工作原理是：注汽时将若干水平井注气蒸汽伞分别连接在若干注汽管柱之间，送入水平井的套管中，注汽时蒸汽通过中心管上的通孔，充入胶筒中，使胶筒膨起，封闭注汽管柱同套管之间的环空，由此将水平段分隔成几个相对独立的注汽单元，以便分别注汽，保证了各注汽单元注汽的均匀性，有利于防止层间干扰，提高油气采收率。而其不足之处在于：该专利仅是采用机械的手段将水平段分成若干注汽段，而未详细阐述采用何种装置或技术手段平均分配或者灵活调节进入各个注汽段的蒸汽流量。

现有技术还有一种水平井注汽方法及系统，该方法包括：对水平井注汽流体的流动规律、水平井井眼轨迹、以及水平井分段注汽量和注汽孔面积进行分析；根据分析结果及井温剖面测试曲线，确定水平井注汽管柱中各注汽阀的位置、注汽量和注汽孔径；根据确定的位置、注汽量和注汽孔径，在水平井注汽管柱中设置各注汽阀，并利用所述水平井注汽管柱进行水平井注汽。该发明可以解决现有技术中水平井段过长，水平井段注汽不均匀，以及水平井筛管完井，注汽工艺实施困难的问题。但该发明的不足之处在于：由于注蒸汽过程中水平段外油层孔隙结构不断变化，原来注汽量高的注汽阀对应的水平段由于长期高速注汽会产生高渗透率吸汽段，需要降低注汽量防止汽窜；而原来注汽量低的注汽阀对应的水平段由于长期低速吸汽，造成该段原油动用差，需要提高注汽量来增加油层吸汽量，提高原油动用程度；而该现有技术阐述下入水平段的注汽阀的位置、注汽量和注汽孔径是根据水平井段注蒸汽经验公式的分析结果及井温剖面测试曲线来预先确定的，未详细阐述采用何种技术手段来在实际注汽过程中动态调整不同位置注汽阀的注汽量，也未阐述实际注蒸汽过程中，是否需要根据变化后的井温剖面测试结果重新下入不同规格的注汽阀。

发明内容