低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法，該裝置主要包括地面注氣、液裝置和井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置主要包括地面的低溫高壓液態(tài)儲罐、配液罐與柱塞泵；所述氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進(jìn)口段、碰撞體、殼體以及混合流體出口段；該裝置利用氣體和液體彈性模量差異及重力分異的作用，來實(shí)現(xiàn)低滲透油藏非混相氣驅(qū)過程中氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能的相互轉(zhuǎn)換，從而提高注入效率，改善“氣竄”現(xiàn)象。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，施工方法簡便，作業(yè)費(fèi)用低；可依據(jù)注入壓力實(shí)時調(diào)整作業(yè)工藝，有效改善吸氣(液)效果，大幅提高低滲透油藏非混相氣驅(qū)的生產(chǎn)效率。
【專利說明】低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣田開發(fā)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注過程，是一種利用氣、液流體彈性模量的差異以及重力分異的原理，實(shí)現(xiàn)低滲透油藏非混相氣驅(qū)過程中氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能相互轉(zhuǎn)換的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非混相氣驅(qū)是低滲透油田一項(xiàng)有效提高采收率且應(yīng)用廣泛的開發(fā)技術(shù)。但是由于低滲透儲層的孔喉結(jié)構(gòu)特征差異大、細(xì)孔細(xì)喉為主、比表面積大，這使得固液相界面上的表面作用、微毛管作用、電化學(xué)作用增強(qiáng)，而呈現(xiàn)非達(dá)西滲流特征，從而存在啟動生產(chǎn)壓差，導(dǎo)致非混相氣驅(qū)開發(fā)初期容易產(chǎn)生“注入壓力高，注不進(jìn)”的現(xiàn)象，同時由于油氣粘度差異而產(chǎn)生的氣體指進(jìn)現(xiàn)象或低滲透油藏自身非均質(zhì)性及存在的微裂縫在進(jìn)行非混相氣驅(qū)時易導(dǎo)致“氣竄”現(xiàn)象。
[0003]非混相氣水交注是一種頗具潛力的提高采收率的方法，為低滲透油藏高效開發(fā)提供了新途徑。非混相氣水交注由于存在水段塞，降低了氣相的相對滲透率及其流動性，控制了氣體指進(jìn)，可在一定程度上減緩氣體過早氣竄；同時，由于存在氣段塞，降低了水油流度t匕，增加了水驅(qū)波及體積系數(shù)。
[0004]但是對低滲透油藏進(jìn)行非混相氣水交注的同時也會面臨著以下問題:一方面低滲透油藏在開采初期注氣壓力高或注水壓力高；另一方面在開采后期可能發(fā)生“氣竄”現(xiàn)象，這些問題使得非混相氣水交替注入開發(fā)難以達(dá)到理想的開發(fā)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題本發(fā)明提出一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法，該裝置及方法能夠?qū)崿F(xiàn)在不動管柱的條件下，實(shí)現(xiàn)氣水交注、注液波動降壓增注以及非混相氣泡沫防竄功能的轉(zhuǎn)換。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，包括布設(shè)在地面的注氣、液裝置與布設(shè)在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置包括配液罐和低溫高壓液態(tài)儲罐，配液罐通過第一管線連接于注入井井口的四通上，在第一管線上設(shè)置有第一柱塞泵，低溫高壓液態(tài)儲罐通過第二管線連接于注入井井口的四通上，在第二管線上設(shè)置有第二柱塞泵與泄壓閥；井底氣水交注波動降壓增注裝置通過管柱與注入井井口的四通連接；所述井底氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進(jìn)口段、殼體、碰撞體以及混合流體出口段，混合流體加速進(jìn)口段的流體進(jìn)口端與管柱連接，混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端與殼體的流體進(jìn)口端連接,混合流體加速進(jìn)口段內(nèi)的流體通道內(nèi)徑由進(jìn)口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進(jìn)口端連接，碰撞體呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體內(nèi)部，殼體與混合流體加速進(jìn)口段、碰撞體連接后，其內(nèi)部形成脈沖振蕩腔室，碰撞體的流體出口端與混合流體出口段的流體進(jìn)口端連接，在混合流體出口段的流體出口端設(shè)置有混合流體泄壓出口段，所述混合流體泄壓出口段的末端口呈倒角布置，在混合流體出口段上設(shè)置有若干個流體排出孔，混合流體出口段對應(yīng)所需注氣、解堵作業(yè)的目標(biāo)油層。
[0008]優(yōu)選的，所述第二管線為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶，所述低溫高壓液態(tài)儲罐的工作壓力為2.3MPa。
[0009]優(yōu)選的,所述碰撞體與殼體通過螺栓連接,在碰撞體與殼體之間設(shè)置有墊片。
[0010]優(yōu)選的，在殼體內(nèi)壁與碰撞體外壁之間設(shè)置有密封圈，密封圈所米用的材料為耐高溫石棉橡膠板，在碰撞體外壁上開設(shè)有用于放置密封圈的方形凹槽。
[0011]優(yōu)選的，所述混合流體加速進(jìn)口段內(nèi)錐角為5°?8°，所述碰撞體的錐面角度為100。?110。。
[0012]優(yōu)選的，所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端的直徑大于碰撞體的混合流體進(jìn)口端的直徑。
[0013]優(yōu)選的，所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7?9，所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑和碰撞體的流體進(jìn)口端與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端的直徑與碰撞體的混合流體進(jìn)口端的直徑之比為1.5?2.5。
[0014]優(yōu)選的，所述混合流體泄壓出口段末端口的倒角半徑為5?10mm。
[0015]優(yōu)選的，所述流體排出孔為圓柱孔，圓柱孔孔徑為5?8mm。
[0016]一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實(shí)施方法，包括以下步驟:
[0017]在對低滲透油藏進(jìn)行非混相氣水交替作業(yè)過程中，針對注入井注入壓力進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)注入壓力情況實(shí)時調(diào)整作業(yè)步驟；
[0018]若注入井注氣壓力高，則采用如下具體實(shí)施步驟:
[0019](101)在注氣作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注氣壓力顯示高達(dá)14_15MPa時，關(guān)閉第二柱塞泵，開啟泄壓閥；并在配液罐中配制含有氣潤濕反轉(zhuǎn)劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)；
[0020](102)開始交替進(jìn)行注液作業(yè)，配液罐中的液體通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0021 ] (103)液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中，在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進(jìn)一步在剪切層中產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動，周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層，用于注液波動降壓增注作業(yè)；
[0022](104)當(dāng)注入井井口壓力下降至正常水平時，此時關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)非混相氣體經(jīng)第二管線及第二柱塞泵泵入注入井井口，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)非混相氣體沿管柱進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室內(nèi)，由于氣態(tài)非混相氣體的彈性模量遠(yuǎn)小于溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)非混相氣體，而實(shí)現(xiàn)正常注氣生產(chǎn)；
[0023]若注入井注氣壓力較低，則采用如下具體實(shí)施步驟:
[0024](201)在注氣作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注氣壓力顯示較低達(dá)到0_3MPa，此時判斷氣體可能沿大孔道發(fā)生“氣竄”;暫時關(guān)閉第二柱塞泵，在配液罐中配制發(fā)泡劑溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì),采用泡沫交替注入方式,配液罐中的發(fā)泡劑溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0025](202)發(fā)泡劑溶液進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中，在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進(jìn)一步在剪切層中產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動，周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層；當(dāng)發(fā)泡劑溶液以脈沖波的方式被注入地層后，所注入的發(fā)泡劑溶液與非混相氣體在井底產(chǎn)生泡沫；
[0026](203)再次交替進(jìn)行注氣作業(yè)，關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵進(jìn)行注氣，所注入的氣體能夠驅(qū)替裝置內(nèi)的發(fā)泡劑溶液進(jìn)入地層，同時與前面注入的發(fā)泡劑溶液產(chǎn)生泡沫，對可能形成的“氣竄”通道進(jìn)行封堵；
[0027]若注入井注水壓力較高，則采用如下具體實(shí)施步驟:
[0028](301)在交替注水作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注入壓力顯示較高達(dá)到7-8MPa，可通過在配液罐中配制含有表面活性驅(qū)油劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)；配液罐中的溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0029](302)液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中；在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進(jìn)一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層，從而達(dá)到水力脈沖波動降壓和表面活性劑驅(qū)油的效果;
[0030](303)當(dāng)井口注入壓力下降至正常水平可以進(jìn)行注氣作業(yè)，此時關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)非混相氣體經(jīng)第二管線、第二柱塞泵送入注入井井口，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)非混相氣體，氣態(tài)非混相氣體沿管柱進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室內(nèi)，由于氣態(tài)非混相氣體的彈性模量遠(yuǎn)小于溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)非混相氣體，而實(shí)現(xiàn)正常注氣生產(chǎn)。
[0031 ] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0032]1、可以在不動管柱的條件下，實(shí)現(xiàn)非混相氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能的轉(zhuǎn)化，減少了起下管柱的次數(shù)，提高了注氣生產(chǎn)效率，降低了注氣開發(fā)成本。
[0033]2、可以根據(jù)井口注入壓力大小，實(shí)時調(diào)整作業(yè)步驟，通過在配液罐中配制不同功能的表面活性劑溶液(如氣潤濕反轉(zhuǎn)劑、表面活性驅(qū)油劑、發(fā)泡劑等)作為油層脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)巖石的氣潤濕反轉(zhuǎn)、表面活性劑驅(qū)油和非混相氣泡沫防竄等不同功能，有利于解決注入壓力高和“氣竄”的問題，提高注氣效率和原油采收率。
[0034]3、配液罐中配制的不同功能表面活性劑溶液(如氣潤濕反轉(zhuǎn)劑、表面活性驅(qū)油齊U、發(fā)泡劑等)經(jīng)管柱進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，在該裝置中經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中，在脈沖振蕩腔室內(nèi)形成渦旋，并進(jìn)一步產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動，周而復(fù)始，進(jìn)而在混合流體出口段的圓柱孔噴出一定頻率的脈沖波，溶液以脈沖波的形式作用于目標(biāo)油層，通過水力脈沖波動作用和所配置表面活性劑的功能達(dá)到降壓、增注和封堵的效果。
[0035]4、由于振蕩腔體對其中工作介質(zhì)的要求不同，當(dāng)工作介質(zhì)以非混相驅(qū)用氣體為主時，腔體與碰撞面可以對非混相驅(qū)用氣體起到進(jìn)一步的空化和均質(zhì)作用，從而提高裝置出口非混相驅(qū)用氣體的均勻性。
[0036]5、注液波動降壓作業(yè)的波動注液作用可有效減小注氣后引起的氣阻效應(yīng)，從而降低注氣壓力；同時使得波動注液前緣推進(jìn)更加均勻，提高了注入流體波及系數(shù)；對于注氣后期的“氣竄”現(xiàn)象具有較好的緩解抑制作用。
[0037]6、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，施工方法簡便，作業(yè)費(fèi)用低；可依據(jù)注入壓力實(shí)時調(diào)整作業(yè)工藝，有效改善吸氣(液)效果，大幅提高低滲透油藏非混相氣驅(qū)的生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2是井底氣水交注波動降壓增注裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3是低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置實(shí)施方法的工藝流程圖。
[0041]圖中:1.配液罐，2.第一管線，3.第一柱塞泵，4.注入井井口，5.第二管線，6.泄壓閥，7.第二柱塞泵，8.低溫高壓液態(tài)儲罐，9.水泥環(huán)，10.表層套管，11.油泥套管，12.管柱，13.射孔孔眼，14.目標(biāo)油層，15.井底氣水交注波動降壓增注裝置，16.混合流體加速進(jìn)口段，17.殼體，18.脈沖振蕩腔室，19.碰撞體，20.密封圈，21.墊片，22.標(biāo)準(zhǔn)螺栓，23.混合流體出口段，24.混合流體加速進(jìn)口段的流體進(jìn)口端,25.混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端，26.殼體的流體進(jìn)口端，27.碰撞體的流體進(jìn)口端，28.方形凹槽，29.碰撞體的流體出口端，30.混合流體出口段的流體進(jìn)口端，31.圓柱孔，32.混合流體出口段的流體出口端，33.混合流體泄壓出口段。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于下列的實(shí)施例。
[0043]如圖1、2所示，一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，包括布設(shè)在地面的注氣、液裝置與布設(shè)在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置15。注氣、液裝置包括配液罐I和低溫高壓液態(tài)儲罐8，配液罐I通過第一管線2連接于注入井井口 4的四通上，在第一管線2上設(shè)置有第一柱塞泵3。低溫高壓液態(tài)儲罐8通過第二管線5連接于注入井井口 4的四通上，在第二管線5上設(shè)置有泄壓閥6與第二柱塞泵7。井底氣水交注波動降壓增注裝置15通過管柱12與注入井井口 4的四通連接。在管柱12的外側(cè)設(shè)置有油泥套管11，在油泥套管11的外側(cè)設(shè)置有表層套管10，在表層套管10的上部外側(cè)設(shè)置有水泥環(huán)9。所述井底氣水交注波動降壓增注裝置15包括用于給作業(yè)用混合流體加速的混合流體加速進(jìn)口段16、殼體17、碰撞體19以及用于傳遞脈沖振蕩液體或非混相氣體的混合流體出口段23?；旌狭黧w加速進(jìn)口段的流體進(jìn)口端24與管柱12的尾端通過接箍相連接?；旌狭黧w加速進(jìn)口段的流體出口端25與殼體的流體進(jìn)口端26連接，混合流體加速進(jìn)口段內(nèi)的流體通道內(nèi)徑由進(jìn)口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進(jìn)口端27連接。碰撞體19呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體17內(nèi)部，殼體17與混合流體加速進(jìn)口段16、碰撞體19連接后，其內(nèi)部形成用于產(chǎn)生脈沖振蕩液體的脈沖振蕩腔室18。碰撞體的流體出口端29與混合流體出口段的流體進(jìn)口端30連接，在混合流體出口段的流體出口端32設(shè)置有混合流體泄壓出口段33，所述混合流體泄壓出口段33的末端口呈倒角布置，倒角半徑為5?10mm，可以實(shí)現(xiàn)對剩余流體的泄壓功能。在混合流體出口段23上設(shè)置有若干個流體排出孔，所述流體排出孔為圓柱孔31，圓柱孔31的孔徑為5?8_，用以傳遞非混相驅(qū)氣體或水力脈沖波?；旌狭黧w出口段23對應(yīng)所需注氣、解堵作業(yè)的目標(biāo)油層14。
[0044]上述配液罐I用于配制不同功能的表面活性劑溶液作為脈沖波動作業(yè)工作介質(zhì)，并經(jīng)第一柱塞泵3泵入注入井井口 4。上述第一管線2為普通連接管線，第二管線5為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶。上述低溫高壓液態(tài)儲罐8用于非混相氣驅(qū)過程，工作壓力為2.3MPa。低溫高壓液態(tài)儲罐8所連接的第二柱塞泵7為往復(fù)式活塞泵的一種。泄壓閥6、第二柱塞泵7、低溫高壓液態(tài)儲罐8和管柱12均滿足耐高壓、耐酸要求。
[0045]進(jìn)一步的，所述碰撞體19與殼體17通過標(biāo)準(zhǔn)螺栓22連接，在碰撞體19與殼體17之間設(shè)置有墊片21?？赏ㄟ^在碰撞體19與殼體17之間添加不同厚度的墊片21來調(diào)節(jié)脈沖振蕩腔室18的大小。為了增強(qiáng)脈沖振蕩腔室18的密封效果，在殼體17內(nèi)壁與碰撞體19外壁之間設(shè)置有密封圈20,密封圈20所米用的材料為耐高溫石棉橡膠板,在碰撞體19外壁上開設(shè)有用于放置密封圈20的方形凹槽28。
[0046]更進(jìn)一步的，所述混合流體加速進(jìn)口段16內(nèi)錐角為5°?8°，所述碰撞體19的錐面角度為100°?110° ;所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端25的直徑大于碰撞體的流體進(jìn)口端27的直徑；所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7?9，所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27的直徑之比為1.5?2.5。以上設(shè)置所產(chǎn)生的脈沖頻率對于氣潤濕反轉(zhuǎn)、表面活性劑驅(qū)油和非混相氣泡沫防竄是有益的。
[0047]進(jìn)一步的，上述混合流體出口段23可設(shè)置成不同的長度規(guī)格，具體可根據(jù)所需氣水交注波動降壓增注作業(yè)的目標(biāo)油層14的厚度進(jìn)行選擇?？筛鶕?jù)不同尺寸的管柱12選擇相應(yīng)接口尺寸的混合流體加速進(jìn)口段16進(jìn)行匹配。上述裝置所使用的金屬材料為304不銹鋼。
[0048]上述低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實(shí)施方法，其步驟包括:
[0049](I)將井底氣水交注波動降壓增注裝置15與管柱12通過錐管螺紋連接，并下入井內(nèi)，至需作業(yè)目標(biāo)油層14的上部；
[0050](2)將配液罐I與第一柱塞泵3相連接，將低溫高壓液態(tài)儲罐8、第二柱塞泵7和泄壓閥6相連接，最后均連接于注入井井口 4的四通上；
[0051](3)在注氣作業(yè)過程中，低溫高壓液態(tài)非混相驅(qū)用氣體經(jīng)第二管線5、第二柱塞泵7泵入注入井井口 4，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)非混相驅(qū)用氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)非混相驅(qū)用氣體沿管柱12經(jīng)井底的氣水交注波動降壓增注裝置15注入所需作業(yè)目標(biāo)油層14 ；
[0052](4)當(dāng)非混相驅(qū)用氣體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置15后，非混相驅(qū)用氣體經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室18內(nèi)；
[0053](5)由于非混相驅(qū)用氣體的彈性模量遠(yuǎn)小于水溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室18內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產(chǎn)生脈沖非混相驅(qū)用氣體從而實(shí)現(xiàn)正常注氣生產(chǎn)；
[0054](6)在交替注液作業(yè)過程中，可以通過在配液罐I中配制不同功能表面活性劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)；配液罐I中的液體通過第一柱塞泵3泵入注入井井口4，流經(jīng)管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15 ；
[0055](7)當(dāng)混合液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置15后，液體經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，流入脈沖振蕩腔室18中；
[0056](8)在脈沖振蕩腔室18內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進(jìn)一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產(chǎn)生一定頻率的脈沖波而作用于目標(biāo)油層14。
[0057]下面對上述低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實(shí)施方法進(jìn)行更為具體的說明。
[0058]在對低滲透油藏進(jìn)行非混相氣水交替作業(yè)過程中，針對注入井注入壓力進(jìn)行檢測，并根據(jù)注入壓力情況實(shí)時調(diào)整作業(yè)步驟。
[0059]一、在對低滲透油藏進(jìn)行氣水交替作業(yè)過程中，針對注入井注氣壓力高(14-15MPa)的情況，采用如下具體實(shí)施步驟:
[0060](I)在注氣作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注氣壓力顯示較高達(dá)14_15MPa，此時關(guān)閉第二柱塞泵7，開啟泄壓閥6 ;通過在配液罐I中配制含有一定量的氣潤濕反轉(zhuǎn)劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)。
[0061](2)開始交替進(jìn)行注液作業(yè)，配液罐I中的溶液通過第一柱塞泵3泵入注入井井口4，流經(jīng)管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0062](3)當(dāng)混合液體進(jìn)入井底的氣水交注波動降壓增注裝置15后，液體經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，流入脈沖振蕩腔室18中。
[0063](4)在振蕩腔室18內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進(jìn)一步在剪切層中產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層14。
[0064](5)所形成的低頻脈沖波在殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7?9，脈沖振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產(chǎn)生的脈沖頻率適于注液波動降壓增注作業(yè)。[0065](6)當(dāng)混合液體以脈沖波的方式被注入地層后，一方面產(chǎn)生的水力脈沖波波動作用有助于使注水驅(qū)替前緣推進(jìn)更加均勻，提高了注入流體波及系數(shù)，同時有利于解除賈敏效應(yīng)，從而降低注入壓力；另一方面所注入的氣潤濕反轉(zhuǎn)劑可以使巖石表面水濕或油濕反轉(zhuǎn)為氣潤濕，從而有利于提高氣驅(qū)洗油效率和注氣效果。
[0066](7)當(dāng)井口注入壓力下降至正常水平可以進(jìn)行注氣作業(yè)，此時關(guān)閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)CO2經(jīng)第二管線5、第二柱塞泵7泵入注入井井口 4，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)CO2隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)CO2沿管柱12經(jīng)井底氣水交注波動降壓增注裝置15注入所需作業(yè)目標(biāo)油層14。
[0067](8)當(dāng)氣態(tài)CO2進(jìn)入井底的氣水交注波動降壓增注裝置15后，氣態(tài)CO2經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室18內(nèi)。
[0068](9)由于氣態(tài)CO2的彈性模量遠(yuǎn)小于水溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室18內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)CO2而實(shí)現(xiàn)
正常注氣生產(chǎn)。
[0069]二、在對低滲透油藏進(jìn)行氣水交替作業(yè)過程中，注入井注氣壓力顯示較低(0_3MPa)，氣體可能沿大孔道發(fā)生“氣竄”的情況，則采用如下具體實(shí)施步驟:
[0070](I)在注氣作業(yè)過程中，當(dāng)井口注氣壓力顯示較低達(dá)到O?3MPa，氣體可能沿大孔道發(fā)生“氣竄”，此時需要對注入井進(jìn)行評估是否適合注入泡沫，或者考慮對竄流通道的封堵。
[0071](2)通過在配液罐I中配制含有一定量的發(fā)泡劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)，經(jīng)過井底氣水交注波動降壓增注裝置15注入作業(yè)目標(biāo)油層時，可以采用泡沫交替注入方式，考慮采取氣-液-氣的注入方式，在作業(yè)目標(biāo)油層產(chǎn)生泡沫，達(dá)到非混相氣泡沫防竄功能的目的。
[0072](3)由于前期已向目標(biāo)油層注入一定量的氣體，此時暫時關(guān)閉第二柱塞泵7 ;如果沒有大的竄流通道，先注入的氣體能夠隔離地層流體及后續(xù)注入的發(fā)泡劑溶液，減少地層流體對泡沫穩(wěn)定的影響，同時由于氣體的賈敏效應(yīng)，對地層具有一定的調(diào)驅(qū)作用。
[0073](4)開始交替進(jìn)行注液作業(yè)，配液罐I中含有發(fā)泡劑的溶液通過第一柱塞泵3泵入注入井井口 4，流經(jīng)管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0074](5)當(dāng)混合液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置15后，液體經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，流入脈沖振蕩腔室18中。
[0075](6)在脈沖振蕩腔室18內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進(jìn)一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層14。
[0076](7)所形成的低頻脈沖波在殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7?9，脈沖振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產(chǎn)生的脈沖頻率適于注液波動作業(yè)。
[0077](8)當(dāng)混合液體以脈沖波的方式被注入地層后，所注入的發(fā)泡劑溶液與氣體作用產(chǎn)生泡沫調(diào)驅(qū)。
[0078](9)再次交替進(jìn)行注氣作業(yè)，關(guān)閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7進(jìn)行注氣；所注入的氣體能夠驅(qū)替發(fā)泡劑溶液從井筒進(jìn)入地層，同時與前面注入的發(fā)泡劑溶液產(chǎn)生泡沫，增強(qiáng)封堵效果。
[0079]三、在對低滲透油藏進(jìn)行氣水交替作業(yè)過程中，針對注入井注水壓力顯示較高(7_8MPa)的情況，則采用如下具體實(shí)施步驟:
[0080](I)在交替注水作業(yè)過程中，當(dāng)井口注入壓力顯示較高達(dá)到7-8MPa，可通過在配液罐I中配制含有一定量的表面活性驅(qū)油劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)。
[0081](2)在注液作業(yè)過程中，配液罐I中的溶液通過柱塞泵3泵入注入井井口 4，流經(jīng)管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0082](3)當(dāng)混合液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置15后，液體經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，流入脈沖振蕩腔室18中。
[0083](4)在脈沖振蕩腔室18內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進(jìn)一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層14。
[0084](5)所形成的低頻脈沖波在殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7?9，脈沖振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產(chǎn)生的脈沖頻率適于注液波動降壓增注作業(yè)。
[0085](6)當(dāng)混合液體以脈沖波的方式被注入地層后，一方面產(chǎn)生的水力脈沖波的波動作用有助于使注水驅(qū)替前緣推進(jìn)更加均勻，提高了注入流體波及系數(shù)，并有利于解除賈敏效應(yīng)，從而降低注入壓力；另一方面所注入的表面活性劑驅(qū)油劑可以進(jìn)行表面活性劑驅(qū)油，從而有利于提高洗油效率和注水效果。
[0086](7)當(dāng)井口注入壓力下降至正常水平可以進(jìn)行注氣作業(yè)，此時關(guān)閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)CO2經(jīng)第二管線5、第二柱塞泵7送入注入井井口 4，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)CO2隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)CO2,氣態(tài)CO2沿管柱12經(jīng)井底的氣水交注波動降壓增注裝置注入所需作業(yè)目標(biāo)油層14。
[0087](8)當(dāng)氣態(tài)CO2進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置15后，氣態(tài)CO2經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段16加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室18內(nèi)。
[0088](9)由于氣態(tài)CO2的彈性模量遠(yuǎn)小于水溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室18內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)CO2而實(shí)現(xiàn)
正常注氣生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:包括布設(shè)在地面的注氣、液裝置與布設(shè)在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置包括配液罐和低溫高壓液態(tài)儲罐，配液罐通過第一管線連接于注入井井口的四通上，在第一管線上設(shè)置有第一柱塞泵，低溫高壓液態(tài)儲罐通過第二管線連接于注入井井口的四通上，在第二管線上設(shè)置有第二柱塞泵與泄壓閥；井底氣水交注波動降壓增注裝置通過管柱與注入井井口的四通連接；所述井底氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進(jìn)口段、殼體、碰撞體以及混合流體出口段，混合流體加速進(jìn)口段的流體進(jìn)口端與管柱連接，混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端與殼體的流體進(jìn)口端連接，混合流體加速進(jìn)口段內(nèi)的流體通道內(nèi)徑由進(jìn)口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進(jìn)口端連接，碰撞體呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體內(nèi)部,殼體與混合流體加速進(jìn)口段、碰撞體連接后,其內(nèi)部形成脈沖振蕩腔室，碰撞體的流體出口端與混合流體出口段的流體進(jìn)口端連接,在混合流體出口段的流體出口端設(shè)置有混合流體泄壓出口段，所述混合流體泄壓出口段的末端口呈倒角布置，在混合流體出口段上設(shè)置有若干個流體排出孔，混合流體出口段對應(yīng)所需注氣、解堵作業(yè)的目標(biāo)油層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述第二管線為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶，所述低溫高壓液態(tài)儲罐的工作壓力為2.3MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述碰撞體與殼體通過螺栓連接，在碰撞體與殼體之間設(shè)置有墊片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:在殼體內(nèi)壁與碰撞體外壁之間設(shè)置有密封圈，密封圈所采用的材料為耐高溫石棉橡膠板，在碰撞體外壁上開設(shè)有用于放置密封圈的方形凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述混合流體加速進(jìn)口段內(nèi)錐角為5°~8°，所述碰撞體的錐面角度為100°~110。。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端的直徑大于碰撞體的混合流體進(jìn)口端的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進(jìn)口端的直徑之比為7~9，所述殼體內(nèi)部脈沖振蕩腔室的直徑和碰撞體的流體進(jìn)口端與混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端之間的脈沖振蕩腔室的長度之比為0.4~0.8，所述混合流體加速進(jìn)口段的流體出口端的直徑與碰撞體的混合流體進(jìn)口端的直徑之比為1.5~2.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述混合流體泄壓出口段末端口的倒角半徑為5~10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特征在于:所述流體排出孔為圓柱孔，圓柱孔孔徑為5~8mm。
10.一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實(shí)施方法，其特征在于包括以下步驟:在對低滲透油藏進(jìn)行非混相氣水交替作業(yè)過程中，針對注入井注入壓力進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)注入壓力情況實(shí)時調(diào)整作業(yè)步驟； 若注入井注氣壓力高，則采用如下具體實(shí)施步驟: (101)在注氣作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注氣壓力顯示高達(dá)14-15MPa時，關(guān)閉第二柱塞泵，開啟泄壓閥；并在配液罐中配制含有氣潤濕反轉(zhuǎn)劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)； (102)開始交替進(jìn)行注液作業(yè)，配液罐中的液體通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (103)液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中，在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進(jìn)一步在剪切層中產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動，周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層，用于注液波動降壓增注作業(yè)； (104)當(dāng)注入井井口壓力下降至正常水平時，此時關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)非混相氣體經(jīng)第二管線及第二柱塞泵泵入注入井井口，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)非混相氣體沿管柱進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室內(nèi)，由于氣態(tài)非混相氣體的彈性模量遠(yuǎn)小于溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)非混相氣體，而實(shí)現(xiàn)正常注氣生產(chǎn)； 若注入井注氣壓力較低，則采用如下具體實(shí)施步驟: (201)在注氣作 業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注氣壓力顯示較低達(dá)到0-3MPa，此時判斷氣體可能沿大孔道發(fā)生“氣竄”；暫時關(guān)閉第二柱塞泵，在配液罐中配制發(fā)泡劑溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)，采用泡沫交替注入方式，配液罐中的發(fā)泡劑溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (202)發(fā)泡劑溶液進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中，在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進(jìn)一步在剪切層中產(chǎn)生一定頻率的壓力擾動，周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層；當(dāng)發(fā)泡劑溶液以脈沖波的方式被注入地層后，所注入的發(fā)泡劑溶液與非混相氣體在井底產(chǎn)生泡沫； (203)再次交替進(jìn)行注氣作業(yè)，關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵進(jìn)行注氣，所注入的氣體能夠驅(qū)替裝置內(nèi)的發(fā)泡劑溶液進(jìn)入地層，同時與前面注入的發(fā)泡劑溶液產(chǎn)生泡沫，對可能形成的“氣竄”通道進(jìn)行封堵； 若注入井注水壓力較高，則采用如下具體實(shí)施步驟: (301)在交替注水作業(yè)過程中，當(dāng)注入井井口注入壓力顯示較高達(dá)到7-8MPa，可通過在配液罐中配制含有表面活性驅(qū)油劑的溶液作為脈沖波動作業(yè)的工作介質(zhì)；配液罐中的溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經(jīng)管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (302)液體進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，流入脈沖振蕩腔室中；在脈沖振蕩腔室內(nèi)，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發(fā)生動量交換，產(chǎn)生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進(jìn)一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復(fù)始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產(chǎn)生一定頻率的脈沖波作用于目標(biāo)油層，從而達(dá)到水力脈沖波動降壓和表面活性劑驅(qū)油的效果; (303)當(dāng)井口注入壓力下降至正常水平可以進(jìn)行注氣作業(yè)，此時關(guān)閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業(yè)，低溫高壓液態(tài)非混相氣體經(jīng)第二管線、第二柱塞泵送入注入井井口，在此運(yùn)送過程中，液態(tài)非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉(zhuǎn)化為氣態(tài)非混相氣體，氣態(tài)非混相氣體沿管柱進(jìn)入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經(jīng)混合流體加速進(jìn)口段加速后，進(jìn)入脈沖振蕩腔室內(nèi)，由于氣態(tài)非混相氣體的彈性模量遠(yuǎn)小于溶液的彈性模量，故在脈沖振蕩腔室內(nèi)削弱了脈沖振蕩的發(fā)生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產(chǎn)生脈沖氣態(tài)非混 相氣體，而實(shí)現(xiàn)正常注氣生產(chǎn)。
【文檔編號】E21B43/20GK103993863SQ201410243523
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】蒲春生, 何延龍, 景成, 谷瀟雨, 董巧玲, 陳慶棟 申請人:中國石油大學(xué)(華東)