本申請(qǐng)涉及一種油田采油設(shè)備，尤其是涉及一種井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前對(duì)于稠油油藏的水平井開(kāi)發(fā)，主要是應(yīng)用水平井進(jìn)行蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)以及蒸汽輔助重力泄油(SAGD)。然而由于注蒸汽能耗較高，碳排放量大，能耗過(guò)高，因此需要開(kāi)發(fā)新的稠油開(kāi)采加熱技術(shù)。目前諸如稠油開(kāi)采電加熱等技術(shù)已經(jīng)興起，并有可能成為未來(lái)稠油開(kāi)發(fā)最具潛力的開(kāi)發(fā)技術(shù)之一。

理論研究表明，采用磁偶極子產(chǎn)生的電磁波加熱與目前的注蒸汽或注輕烴溶劑等相結(jié)合的開(kāi)發(fā)技術(shù)，可以有效彌補(bǔ)單純的電磁波加熱半徑小、電磁波在油層中能量衰減率過(guò)大等問(wèn)題，同時(shí)可以彌補(bǔ)單純的注蒸汽井底蒸汽干度過(guò)低的問(wèn)題，也可以彌補(bǔ)單純的注輕烴溶劑井底溶劑擴(kuò)散速率較低的問(wèn)題，因此利用井下電磁波對(duì)注入井底的低干度蒸汽/低溫輕烴溶劑進(jìn)行加熱，可以有效提高井底蒸汽干度或輕烴溶劑溫度，大幅提高注入流體進(jìn)入油層的驅(qū)油效果與擴(kuò)散速率，從而提高生產(chǎn)井產(chǎn)量。

在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的過(guò)程中，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：目前對(duì)于上述電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等協(xié)同開(kāi)發(fā)仍處于理論研究階段，尚未有實(shí)際應(yīng)用。而未實(shí)際應(yīng)用的原因在于，現(xiàn)有的稠油開(kāi)發(fā)所用的水平注入井管柱結(jié)構(gòu)通常是針對(duì)單一加熱方式而設(shè)計(jì)，因此無(wú)法應(yīng)用于電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等協(xié)同開(kāi)發(fā)。因此，目前亟需一種適應(yīng)電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等協(xié)同開(kāi)發(fā)的管柱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種適用于電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等協(xié)同開(kāi)發(fā)的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，包括套管、與所述套管下端相連的水平襯管、以及位于由所述套管和所述水平襯管圍成的空腔內(nèi)的油管，其中：

所述油管包括用于形成電磁波能量傳輸通道的第一金屬油管和第二金屬油管，所述第二金屬油管套于所述一金屬油管上，且所述第二金屬油管和所述一金屬油管之間的空腔密封填充有絕緣材料；

所述套管與所述水平襯管之間絕緣隔離，且所述水平襯管被沿其徑向分割成彼此絕緣隔離的兩部分，所述的兩部分形成射頻天線的兩臂，所述第一金屬油管、所述第二金屬油管分別對(duì)應(yīng)與所述射頻天線的兩臂耦合；

所述井管柱結(jié)構(gòu)還包括：

用以形成油氣傳輸通道的連續(xù)油管，所述連續(xù)油管位于由所述套管和所述水平襯管圍成的空腔內(nèi)；

所述連續(xù)油管內(nèi)安裝有熱流體注入管。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述油管還包括用于將所述電磁波能量傳輸通道與油層流體隔離的第三金屬油管，所述第三金屬油管套于所述二金屬油管上。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第一金屬油管、所述第二金屬油管分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的射頻天線連接器對(duì)應(yīng)與所述射頻天線的兩臂連接。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管的下端密閉，所述第一金屬油管的下端及所述第二金屬油管的下端均敞口且位于所述第三金屬油管內(nèi)，從而使述第三金屬油管和所述第二金屬油管之間的空腔，與所述第一金屬油管內(nèi)部空腔相連通形成冷卻材料循環(huán)通道，以用于冷卻所述電磁波能量傳輸通道。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管在位于所述水平襯管內(nèi)的外表面上，安裝有用以屏蔽所述第三金屬油管上的電磁波的主級(jí)屏蔽元件。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管在位于所述套管內(nèi)的外表面上安裝有次級(jí)屏蔽元件。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述電磁波能量傳輸通道的末設(shè)置有引導(dǎo)頭。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述引導(dǎo)頭與所述電磁波能量傳輸通道之間通過(guò)安全閥密封連接。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述引導(dǎo)頭上安裝有用于防止所述引導(dǎo)頭與所述水平襯管相互摩擦的第一扶正器。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管通過(guò)油管錨固定于所述水平襯管內(nèi)壁上。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管在位于所述水平襯管內(nèi)的外表面上，安裝有用于防止所述第三金屬油管與所述水平襯管相互摩擦的第二扶正器。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述熱流體注入管在位于所述水平襯管內(nèi)的部分上，開(kāi)設(shè)有均勻分布的流體注入孔。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第三金屬油管外表面敷設(shè)有防腐層。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第二金屬油管和所述一金屬油管之間的空腔填充的絕緣材料包括高壓氮?dú)狻?/p>

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述射頻天線的兩臂的長(zhǎng)度相等。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述水平襯管通過(guò)襯管懸掛器與所述套管下端相連，且連接處設(shè)有用以使所述套管與所述水平襯管之間絕緣隔離的絕緣部件。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述襯管懸掛器包括具有配套膨脹短節(jié)的密封封隔器。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述第一金屬油管和所述第二金屬油管的材質(zhì)為黃銅，所述第三金屬油管的材質(zhì)為不銹鋼。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，所述扶正器的材質(zhì)包括特氟龍。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)中，油管包括第一金屬油管和第二金屬油管，第二金屬油管套于一金屬油管上，且第二金屬油管和一金屬油管之間的空腔密封填充有絕緣材料，從而的第一金屬油管和第二金屬油管形成類似于同軸電纜的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成了電磁波能量傳輸通道。本申請(qǐng)實(shí)施例的套管與水平襯管之間絕緣隔離，且水平襯管被沿其徑向分割成彼此絕緣隔離的兩部分，的兩部分形成射頻天線的兩臂，第一金屬油管、第二金屬油管分別對(duì)應(yīng)與射頻天線的兩臂耦合，從而使得通過(guò)電磁波能量傳輸通道傳輸?shù)碾姶挪芰靠赏ㄟ^(guò)射頻天線作用于油層流體以對(duì)其進(jìn)行加熱。此外，本申請(qǐng)實(shí)施例的井管柱結(jié)構(gòu)還包括用以形成油氣傳輸通道的連續(xù)油管，連續(xù)油管位于由套管和所述水平襯管圍成的空腔內(nèi)；連續(xù)油管內(nèi)安裝有熱流體注入管。因此，本申請(qǐng)實(shí)施例的井管柱結(jié)構(gòu)可同時(shí)適用于電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等涉外協(xié)同開(kāi)發(fā)，從而可以大幅提高井底加熱速度與采油速度，提高了熱采注的采油效率。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)實(shí)施例的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)的主視剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本申請(qǐng)實(shí)施例的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)實(shí)施例，但并不作為對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

參考圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，包括熱采井口1、與所述熱采井口1連接的套管20、與所述套管20下端相連的水平襯管、以及位于由所述套管20和所述水平襯管圍成的空腔內(nèi)的油管。本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)還包括：用以形成油氣傳輸通道的連續(xù)油管70，連續(xù)油管70位于由套管20和水平襯管圍成的空腔內(nèi)；所述連續(xù)油管70內(nèi)安裝有熱流體注入管71在本申請(qǐng)一個(gè)具體實(shí)施中，所述熱流體注入管71例如可以為氣舉注汽管。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述油管包括用于形成電磁波能量傳輸通道的第一金屬油管62和第二金屬油管61，所述第二金屬油管61套于所述一金屬油管62上，且所述第二金屬油管61和所述一金屬油管62之間的空腔密封填充有絕緣材料，這些絕緣材料可以避免所述第一金屬油管62和所第二金屬油管61所圍成的環(huán)形空間產(chǎn)生電場(chǎng)。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述第二金屬油管61和所述一金屬油管62之間的空腔填充的絕緣材料可以比如可以為高壓氮?dú)狻?/p>

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述套管20與所述水平襯管之間絕緣隔離，且所述水平襯管被沿其徑向分割成彼此絕緣隔離的兩部分，所述的兩部分形成射頻天線的兩臂(即30和31)，所述第一金屬油管62、所述第二金屬油管61分別對(duì)應(yīng)與所述射頻天線的兩臂耦合。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述射頻天線的兩臂的長(zhǎng)度相等，所述第一金屬油管62、所述第二金屬油管61分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的射頻天線連接器對(duì)應(yīng)與所述射頻天線的兩臂連接。所述射頻天線連接器是用于將電磁波能量傳輸通道傳輸?shù)纳漕l電流傳導(dǎo)至射頻天線兩臂，以產(chǎn)生高頻電磁波作用于油層流體。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述油管還可以包括用于將所述電磁波能量傳輸通道與油層流體隔離的第三金屬油管60，所述第三金屬油管60套于所述二金屬油管61上。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述第三金屬油管60的下端密閉，所述第一金屬油管62的下端及所述第二金屬油管61的下端均敞口且位于所述第三金屬油管60內(nèi)，從而使所述第三金屬油管60和所述第二金屬油管61之間的空腔，與所述第一金屬油管62內(nèi)部空腔相連通形成冷卻材料循環(huán)通道，以用于冷卻所述電磁波能量傳輸通道。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，冷卻材料可從所述第三金屬油管60和所述第二金屬油管61之間的空腔流入，然后從所述第一金屬油管62內(nèi)部空腔流出，從而在加熱過(guò)程中起到對(duì)電磁波能量傳輸通道的冷卻作用。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述第三金屬油管60在位于所述水平襯管內(nèi)的外表面上安裝有用以屏蔽所述第三金屬油管60上的電磁波的主級(jí)屏蔽元件90(即避免所述第三金屬油管60上因沿程輻射而產(chǎn)生電磁波)。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述主級(jí)屏蔽元件90可以由若干個(gè)鐵磁環(huán)組成。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，為進(jìn)一步提高電磁波吸收效果，所述第三金屬油管60在位于所述套管內(nèi)的外表面上還可以安裝有次級(jí)屏蔽元件91。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述次級(jí)屏蔽元件91也是可以由若干個(gè)鐵磁環(huán)組成。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述電磁波能量傳輸通道的末設(shè)置有引導(dǎo)頭65。所述引導(dǎo)頭65與所述電磁波能量傳輸通道之間可以通過(guò)安全閥64密封連接，由于安全閥64可對(duì)電磁波能量傳輸通道進(jìn)行高壓密封，使得在高溫高壓條件下電磁波能量傳輸通道的所述第二金屬油管61能與射頻天線連接器之間能保持密封連接。為配合上述對(duì)電磁波能量傳輸通道的冷卻，所述安全閥64的內(nèi)部設(shè)置有單向閥流通道，該單向閥流通道作為冷卻材料循環(huán)通道的一部分，以便于冷卻材料的循環(huán)流通。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，為防止部件相互摩擦，所述引導(dǎo)頭64上安裝有用于防止所述引導(dǎo)頭64與所述水平襯管相互摩擦的扶正器66；所述第三金屬油管60在位于所述水平襯管內(nèi)的外表面上，安裝有用于防止所述第三金屬油管60與所述水平襯管相互摩擦的扶正器66。其中，所述扶正器66為可以環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且等間距設(shè)置。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述第三金屬油管60可通過(guò)油管錨8固定于所述水平襯管內(nèi)壁上。同時(shí)所述油管錨8還可以起到對(duì)電磁波能量傳輸通道限位作用。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述連續(xù)油管70可采用變直徑設(shè)置，在電磁波能量輸送管的主體位置，所述連續(xù)油管直徑為2～5英寸，在電磁波能量輸送管的引導(dǎo)頭65位置，所述連續(xù)油管直徑為5～7英寸。所述熱流體注入管71的直徑為1～1.5英寸，在所述熱流體注入管71的末端距離所述連續(xù)油管70的出口為3～10米。在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述第三金屬油管60外表面敷設(shè)有防腐層，以防止或降低油層流體及注入流體對(duì)所述第三金屬油管60的腐蝕。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述水平襯管通過(guò)襯管懸掛器21與所述套管20下端相連，且連接處設(shè)有用以使所述套管與所述水平襯管之間絕緣隔離的絕緣部件40。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述襯管懸掛器21可為具有配套膨脹短節(jié)的密封封隔器。這種具有配套膨脹短節(jié)的密封封隔器能夠承受高溫下水平段襯管熱膨脹造成的拉伸或者降溫后產(chǎn)生的收縮，且兼具有高溫高壓密封功能。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述第一金屬油管和所述第二金屬油管的材質(zhì)可以為黃銅，所述第三金屬油管的材質(zhì)可以為不銹鋼。

在本申請(qǐng)另一實(shí)施例中，所述扶正器的材質(zhì)包括特氟龍。

本申請(qǐng)實(shí)施例的井下電加熱水平生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)中，油管包括第一金屬油管和第二金屬油管，第二金屬油管套于一金屬油管上，且第二金屬油管和一金屬油管之間的空腔密封填充有絕緣材料，從而的第一金屬油管和第二金屬油管形成類似于同軸電纜的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成了電磁波能量傳輸通道。本申請(qǐng)實(shí)施例的套管與水平襯管之間絕緣隔離，且水平襯管被沿其徑向分割成彼此絕緣隔離的兩部分，的兩部分形成射頻天線的兩臂，第一金屬油管、第二金屬油管分別對(duì)應(yīng)與射頻天線的兩臂耦合，從而使得通過(guò)電磁波能量傳輸通道傳輸?shù)碾姶挪芰靠赏ㄟ^(guò)射頻天線作用于油層流體以對(duì)其進(jìn)行加熱。此外，本申請(qǐng)實(shí)施例的井管柱結(jié)構(gòu)還包括用以形成油氣傳輸通道的連續(xù)油管，連續(xù)油管位于由套管和所述水平襯管圍成的空腔內(nèi)；連續(xù)油管內(nèi)安裝有熱流體注入管。因此，本申請(qǐng)實(shí)施例的井管柱結(jié)構(gòu)可同時(shí)適用于電磁波與注蒸汽、注輕烴溶劑、水等涉外協(xié)同開(kāi)發(fā)，從而可以大幅提高井底加熱速度與采油速度，提高了熱采注的采油效率。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本申請(qǐng)實(shí)施例的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本申請(qǐng)的保護(hù)范圍，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。