[发明专利]井下电加热生产井管柱结构及其采油方法

权利要求书

1.一种井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，包括依次相连的套管、水平筛管和盲管；所述套管内安装有油管，所述油管的后端连接有内衬管，所述内衬管位于所述水平筛管及所述盲管内；还包括由井口向下依次伸入至所述油管、所述内衬管和盲管内的冲砂管；所述内衬管的内壁上盘绕有加热电缆；所述水平筛管、所述盲管及所述内衬管之间的第一环空内，填充有粒径大于所述水平筛管的缝隙的固体催化剂颗粒；所述第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的出口指向所述第一环空外，所述第二单向阀的出口指向所述第一环空内；所述第二单向阀外侧设有过滤环；所述过滤环内填充有过滤材料，所述过滤材料的孔隙内径小于所述固体催化剂颗粒的粒径。

2.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤环的内径与所述内衬管的内径相同。

3.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤材料的孔隙度为30％～45％，孔隙内径为0.1～4um，渗透率为1～10达西。

4.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤材料包括石英砂。

5.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂中的一种单质或几种单质的组合。

6.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂的化合物中的一种或几种组合。

7.根据权利要求3所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的粒径为10～1000um，且大于所述水平筛管外对应油层的孔隙内径的1倍。

8.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述加热电缆为矿物绝缘加热电缆，且其外表面铠装有不锈钢结构。

9.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述加热电缆的盘绕密度为0～10圈/米。

10.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述加热电缆的发热功率通过地面配电箱实时可调。

11.一种权利要求1-10任意一项所述的井下电加热生产井管柱结构的采油方法，其特征在于，包括以下步骤：

对生产进行电加热，以使原油温度上升至改质温度，且使所述固体催化剂颗粒的催化活性达到预设要求；

向油管和套管之间形成的第二环空内注入氮气，以使所述第二环空内的压力大于所述第一环空内的压力，且二者的压力差达到预设压力差，从而使第一单向阀闭合；

开采时，被采原油从所述水平筛管的缝隙流经所述第一环空时，与该第一环空内的固体催化剂颗粒接触并实现催化改质，改质后的原油流经过滤环过滤后，经由内衬管内部和冲砂管采出井口。

12.根据权利要求11所述的采油方法，其特征在于，还包括：

在开采设定时间后停止生产，将所述第二环空内氮气排空，使第一单向阀开启；

从井口向所述冲砂管注入顶替液，顶替液经由第二单向阀进入所述第一环空，以将所述第一环空内已用的固体催化剂颗粒驱离，被驱离的固体催化剂颗粒经由第一单向阀和第二环空排出地面；

再次向所述第二环空注入氮气，以闭合第一单向阀；

从井口向所述冲砂管注入携带新的固体催化剂颗粒的悬浮液，悬浮液经由所述第二单向阀进入所述第一环空，悬浮液中的液体经由筛管的缝隙进入油层，而悬浮液中的固体催化剂颗粒，因粒径大于所述水平筛管外对应油层的孔隙内径而堆积于所述第一环空，从而完成新旧固体催化剂颗粒的更换。