本實(shí)用新型涉及石油工程領(lǐng)域中稠油油藏注蒸汽開采技術(shù)，具體地說是一種水平井注劑型分段封隔注汽管柱。

背景技術(shù)：

在目前的石油開采中，針對(duì)疏松砂巖特稠油及超油藏油藏，一般采用在水平段下入注汽配注器，配合熱采水平井自補(bǔ)償熱敏封隔器來實(shí)現(xiàn)水平段的多點(diǎn)均勻注汽。但是由于篩管段沒有密封段，在整個(gè)水平段井筒內(nèi)只有一個(gè)注汽腔，無法阻止蒸汽在水平段篩管內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi)互相竄流和干擾。特別是蒸汽會(huì)因?yàn)榈貙訚B透率的差異，發(fā)生局部汽竄，難以實(shí)現(xiàn)水平段真正的均勻注汽。

水平井分段優(yōu)化注汽技術(shù)可以根據(jù)油藏地質(zhì)特征和動(dòng)用情況，在水平段注汽管柱上采用封隔器，并優(yōu)化設(shè)計(jì)封隔器位置、數(shù)量，有針對(duì)性地將注汽管與篩管之間封隔，將原來籠統(tǒng)注汽方式的一個(gè)蒸汽腔分為兩個(gè)或多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的注汽腔，優(yōu)化每個(gè)注汽腔的管柱結(jié)構(gòu)和注汽參數(shù)，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的按需注汽。封隔器能夠封隔油套環(huán)空，是實(shí)現(xiàn)水平井分段優(yōu)化注汽的關(guān)鍵井下工具。目前國內(nèi)水平井常用的熱采封隔器主要以自動(dòng)座封為主，通過金屬受熱膨脹或注汽管內(nèi)外壓差來推動(dòng)機(jī)械密封部件，實(shí)現(xiàn)油套環(huán)空的密封。這幾種封隔器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，熱敏材料性能不易掌握，密封可靠性差。且隨著油井工作時(shí)間延長，密封件不斷老化損壞，或者套管發(fā)生彎曲變形，容易造成封隔器不密封或者無法解封的問題。

公開號(hào)101892827B，公開日2014-08-06公開了一種水平井分段優(yōu)化注汽方法，根據(jù)已知水平段油藏地質(zhì)特征和動(dòng)用情況，利用封隔器和井下工具將水平段注汽管柱分成兩個(gè)或多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的注汽腔分段注汽，注汽腔是在注汽管與篩管或套管之間用封隔器封堵，各段注汽管柱安裝注汽閥；特點(diǎn)是：所述的油藏地質(zhì)特征和動(dòng)用情況是：對(duì)局部層段動(dòng)用程度高、汽竄或出水的水平井，進(jìn)行選段注汽；選段注汽在注汽管上安裝扶正器和封隔器，只在封隔器一側(cè)有出汽口；對(duì)于層段動(dòng)用差異大的水平井，在注汽管上安裝封隔器、注汽閥、分配器和扶正器，進(jìn)行兩段分注；兩段分注是在注汽管上安裝封隔器，封隔器一側(cè)開有出汽口，另一側(cè)安裝注汽閥，安裝出汽口一端注汽結(jié)束后，投球封堵，另一側(cè)注汽閥開啟后注汽；對(duì)于層段動(dòng)用差異較小的水平井，在注汽管上安裝封隔器、注汽閥和扶正器，進(jìn)行多段同注；多段同注是在注汽管上安裝一個(gè)或多個(gè)封隔器，在封隔器之間安裝多個(gè)出汽口和/或注汽閥；封隔器尺寸和位置根據(jù)油藏地質(zhì)和注采參數(shù)計(jì)算，首先模擬計(jì)算不同注汽方式的層段間蒸汽竄流量，優(yōu)選注汽方式后再進(jìn)一步優(yōu)化封隔器尺寸和位置；高滲段的注汽閥位置應(yīng)靠近封隔器，而低滲段注汽閥應(yīng)位于遠(yuǎn)離封隔器一端；注采參數(shù)計(jì)算采用以下步驟：(1)采集分層段油藏地質(zhì)參數(shù)、井身結(jié)構(gòu)參數(shù)和注采參數(shù)；(2)確定分段注汽參數(shù)，包括分段注汽方式、封隔器長度和位置、注汽閥尺寸和位置；(3)層段蒸汽竄流量和吸汽量計(jì)算；(4)各層段蒸汽區(qū)幾何形狀的計(jì)算，包括體積、長、寬、高、厚度，在注入和開始生產(chǎn)時(shí)蒸汽的飽和度；(5)開采階段產(chǎn)油和產(chǎn)水速度及流體累積產(chǎn)量計(jì)算；(6)生產(chǎn)過程中和結(jié)束時(shí)蒸汽區(qū)的平均溫度計(jì)算；(7)根據(jù)時(shí)間步長，返回步驟(3)重復(fù)計(jì)算，否則繼續(xù)進(jìn)行；(8)計(jì)算周期結(jié)束后累積產(chǎn)油量和蒸汽注入量參數(shù)，并計(jì)算油汽比；(9)如果需要計(jì)算其它注汽方式，則返回步驟(3)重復(fù)計(jì)算，否則繼續(xù)進(jìn)行；(10)優(yōu)選注汽方式，計(jì)算不同注汽量的開采效果，優(yōu)選注汽量；所述的選段注汽用于封堵高滲段和水淹段，通過封堵高滲段和水淹段，只向低滲段或動(dòng)用效果差層段注汽，分為封隔器封堵“跟部”和“端部”兩種封隔器選段注汽方式；滿足以下條件采用封隔器封隔注汽工藝：(1)開采程度高，層段間滲透率和動(dòng)用狀況差異明顯、產(chǎn)水率高、開采效果差；(2)封堵層段距離較短，封堵后儲(chǔ)層損失不大；選段注汽的方法是：(1)“跟部”或“端部”吸汽量過大或動(dòng)用程度過高時(shí)采用一個(gè)封隔器封隔；(2)中部吸汽量過大或動(dòng)用程度過高時(shí)，采用兩個(gè)封隔器封隔，向封隔后的兩端注汽；(3)兩端吸汽量過大或動(dòng)用程度過高時(shí)，采用兩個(gè)封隔器封隔，向封隔后的中間段注汽；多段同注是在注汽管外設(shè)定位置安裝一個(gè)或多個(gè)封隔器，并在封隔的各井段安裝注汽閥，多層段同時(shí)注汽；多段同注的適用條件是：(1)油藏地質(zhì)和開發(fā)狀況認(rèn)識(shí)比較清楚，能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測封隔器兩側(cè)層段的吸汽量；(2)層段間油藏動(dòng)用差異較小，能夠通過注汽閥尺寸和封隔器位置來控制各層段油藏的吸汽量；所述的兩段分注是在固定位置安裝封隔器，先向端部或跟部注入一定量蒸汽，注汽結(jié)束后投球封堵，然后注汽憋壓打開注汽閥，向跟部或端部注汽。以上公開的現(xiàn)有技術(shù)雖然也采用多個(gè)注汽腔分段注汽，但總體技術(shù)方案并不完全相同，同時(shí)使用的封隔器要存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)，密封效果不好，導(dǎo)致注汽效果不好，施工風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本增加，如果碰到不規(guī)則的井眼也不能使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種水平井注劑型分段封隔注汽管柱，化學(xué)劑液壓座封，注汽后化學(xué)劑膨脹固結(jié)二次座封，密封效果好；能有效封隔水平段注汽腔，施工方便，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。同時(shí)適合于不規(guī)則井眼，能實(shí)現(xiàn)無間隙擠壓式封隔密封，從而達(dá)到改善水平井開發(fā)效果的目的。

本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

該水平井注劑型分段封隔注汽管柱包括注汽管柱，所述注汽管柱上至少安裝一個(gè)化學(xué)封隔器和至少兩個(gè)配汽器，所述化學(xué)封隔器把套管內(nèi)腔分成各自單獨(dú)腔室，每一個(gè)配汽器都對(duì)應(yīng)處在各自的單獨(dú)腔室中，所述套管上安裝有分別單獨(dú)對(duì)應(yīng)每一個(gè)單獨(dú)腔室的篩管，所述注汽管柱中心穿入一次性充填管柱。

本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

所述注汽管柱的末端安裝注汽管絲堵，注汽管柱的前端則連接隔熱油管。

所述注汽管柱和隔熱油管之間安裝自補(bǔ)償熱敏封隔器。

所述化學(xué)封隔器包括中心管、膠筒，所述膠筒套在中心管外側(cè)，中心管上開設(shè)通往膠筒內(nèi)腔的徑向孔，徑向孔內(nèi)安裝單流閥。

所述膠筒上端安裝上護(hù)環(huán)，下端安裝下護(hù)環(huán)，下護(hù)環(huán)下端設(shè)置套在中心管上的扶正環(huán)，所述下護(hù)環(huán)通過銷釘固定在中心管上，所述中心管上下兩端分別連接上接頭和下接頭。

所述一次性充填管柱包括充填內(nèi)管、充填工具，所述充填內(nèi)管靠近自身尾部安裝充填工具，所述充填工具的兩側(cè)安裝充填封隔器，充填封隔器封隔在注汽管柱內(nèi)壁。

所述充填內(nèi)管上還設(shè)置有定位器，所述定位器位于充填工具的后方，所述充填內(nèi)管的末端安裝充填內(nèi)管絲堵。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型可以將水平井水平段根據(jù)油藏地質(zhì)特點(diǎn)或工藝需求分成兩個(gè)或多個(gè)腔室，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的按需注汽，從而達(dá)到調(diào)整吸汽剖面和改善水平井開發(fā)效果的目的。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)水平段分段封隔的關(guān)鍵工具是一種化學(xué)封隔器，它通過在注汽管柱內(nèi)下入一趟充填管柱對(duì)封隔器進(jìn)行化學(xué)劑打壓座封，該化學(xué)藥劑常溫下為粘度很稀的水溶液，遇高溫(120℃)膨脹固結(jié)，具有固化速度快、耐溫性能好(＞300℃)、有效期長等優(yōu)點(diǎn)。固結(jié)后的化學(xué)劑在封隔器內(nèi)起到了支撐和防止封隔器破損回縮的作用，同時(shí)也對(duì)封隔器的密封性也起到了雙重保護(hù)。利用該封隔工藝形成的水平井分段注汽工藝管柱不存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，施工方便；雙重座封，密封可靠，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。同時(shí)更適合于不規(guī)則井眼，能實(shí)現(xiàn)無間隙擠壓式填充封隔，提高了熱采水平井的注汽效果和經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)用新型提供的化學(xué)封隔器與傳統(tǒng)封隔器相比，結(jié)構(gòu)簡單，不存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件；化學(xué)劑液壓座封，注汽后化學(xué)劑膨脹固結(jié)二次座封，密封效果好；利用該化學(xué)封隔器形成的水平井分段封隔注汽管柱及工藝能有效封隔水平段注汽腔，施工方便，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。同時(shí)適合于不規(guī)則井眼，能實(shí)現(xiàn)無間隙擠壓式封隔密封，從而達(dá)到改善水平井開發(fā)效果的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的水平井分段封隔注汽管柱示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的一次性充填管柱示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的化學(xué)封隔器的半剖示圖。

圖中：11.隔熱油管；12.井下補(bǔ)償器；13.隔熱油管；14.自補(bǔ)償熱敏封隔器；15.注汽油管；16.配汽器；17.化學(xué)封隔器；18.配汽器；19.化學(xué)封隔器；110.配汽器；111.注汽管絲堵；

21.充填內(nèi)管；22.充填封隔器；23.充填工具；24.定位器；25.充填內(nèi)管絲堵；

31.上接頭；32.上護(hù)環(huán)；33.膠筒；34.單流閥；35.中心管；36.下護(hù)環(huán)；37.銷釘；38.扶正環(huán)；39.下接頭。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施方式1：

如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型提供一種水平井分段封隔注汽管柱，包括自井口至井底依次相連接的隔熱油管11、井下補(bǔ)償器12、隔熱油管13、自補(bǔ)償熱敏封隔器14、注汽油管15、配汽器16、化學(xué)封隔器17、配汽器18、化學(xué)封隔器19……配汽器110和注汽管絲堵111組成，自上而下依次連接。如果采用油套環(huán)空充氮?dú)獾母魺岱绞剑瑒t不需要下入井下補(bǔ)償器12和自補(bǔ)償熱敏封隔器14。圖1展示的水平井分段封隔注汽管柱應(yīng)用兩個(gè)化學(xué)封隔器將水平段分為三段，配置了三個(gè)配汽器。所述的自補(bǔ)償熱敏封隔器為自封式封隔器，遇熱自動(dòng)座封，封隔水平段起點(diǎn)處的油套環(huán)空，防止注入水平段的蒸汽竄入封隔水平段起點(diǎn)以上油套環(huán)形空間，減少蒸汽熱損失。如果水平井采用油套環(huán)空充氮?dú)獾母魺岱绞剑瑒t注汽管柱不需要下入井下補(bǔ)償器和自補(bǔ)償熱敏封隔器。所述的配汽器可以是孔眼式可調(diào)配汽閥，也可以是壓差式自動(dòng)調(diào)節(jié)配汽閥，或者是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配汽功能的其它類型配汽器。如果水平井開發(fā)整個(gè)水平段，則配汽器配置的數(shù)量與設(shè)計(jì)好的分段注汽的油層數(shù)量保持一致。

其中化學(xué)封隔器17，包括中心管35，其上、下端有上接頭31和下接頭39，分別和兩段注汽油管15相連接；膠筒33，其圍設(shè)在所述中心管35的外壁，膠筒33與中心管35外壁間設(shè)有一定空間，該空間內(nèi)中心管35管壁上設(shè)有單流閥34；上護(hù)環(huán)32，其上端與所述中心管35的上端連接，其下端圍設(shè)在所述膠筒33壁面上，密封膠筒33的上端；下護(hù)環(huán)36，其下端通過銷釘37與中心管35連接，其上端圍設(shè)在所述膠筒33壁面上，密封膠筒33的下端；扶正環(huán)38，其連接在所述中心管35的下端，保證注汽油管位置居中。

如圖2所示一次性充填管柱自上而下依次為充填內(nèi)管21、充填封隔器22、充填工具23、充填封隔器22、定位器24和充填內(nèi)管絲堵25。充填內(nèi)管21的尺寸根據(jù)所選隔熱油管11的尺寸決定；所述的定位器24為封隔器定位裝置，當(dāng)充填工具23到達(dá)第一個(gè)目標(biāo)封隔器時(shí)，定位器24會(huì)定點(diǎn)卡封，此時(shí)所述的充填封隔器22會(huì)定點(diǎn)座封在中心管35上單流閥34的左右兩側(cè)，充填工具23打開流通通道。井口打壓注入熱固型化學(xué)劑，壓開單流閥34對(duì)膠筒33內(nèi)的空間進(jìn)行充填脹封。脹封完畢后上提或者下放充填管柱到達(dá)第二個(gè)目標(biāo)封隔器，按照相同方法再次充填脹封，依此類推，直至完成所有設(shè)計(jì)好的化學(xué)封隔器。

本實(shí)用新型還提供一種水平井注劑型分段封隔注汽管柱工藝，其包括以下步驟：

(一)設(shè)計(jì)封隔器下入位置：根據(jù)水平井的油藏地質(zhì)資料和井溫剖面監(jiān)測資料顯示的井段動(dòng)用狀況，并結(jié)合該井周邊邊底水情況等將水平段進(jìn)行分段，優(yōu)化設(shè)計(jì)封隔器的位置和數(shù)量。

(二)下入分段注汽管柱：根據(jù)設(shè)計(jì)好的各個(gè)工具的位置，在井口下入分段封隔注汽管柱，自上而下依次為隔熱油管11、井下補(bǔ)償器12、隔熱油管13、自補(bǔ)償熱敏封隔器14、注汽油管15、配汽器16、化學(xué)封隔器17、配汽器18、化學(xué)封隔器19……配汽器110和注汽管絲堵111。如果采用油套環(huán)空充氮?dú)獾母魺岱椒?，則不需要下入井下補(bǔ)償器12和自補(bǔ)償熱敏封隔器14。如果開發(fā)整個(gè)水平段，則配汽器16配置的數(shù)量與設(shè)計(jì)好的分段注汽的油層數(shù)量保持一致。

(三)下一次性充填管柱注化學(xué)劑：按照設(shè)計(jì)在井口注汽管柱(圖1)內(nèi)下入一次性充填管柱，充填內(nèi)管21的尺寸根據(jù)所選隔熱油管11尺寸來確定。充填管柱自上而下依次為充填內(nèi)管21、充填封隔器22、充填工具23、充填封隔器22、定位器24和充填內(nèi)管絲堵25。當(dāng)充填工具23到達(dá)第一個(gè)要充填的化學(xué)封隔器，定位器24會(huì)定點(diǎn)卡封，此時(shí)所述的充填封隔器22也會(huì)定點(diǎn)卡封在中心管35內(nèi)壁上單流閥34的左右兩側(cè)，充填工具23打開流通通道。從充填內(nèi)管21打壓注入熱固型化學(xué)劑，壓開單流閥34對(duì)膠筒33內(nèi)的空間進(jìn)行充填脹封。脹封完畢后上提或者下放充填管柱到達(dá)第二個(gè)目標(biāo)封隔器，按照相同方法再次充填脹封，依此類推，直至充填完所有設(shè)計(jì)好的化學(xué)封隔器。

(四)起出充填管柱：所有設(shè)計(jì)的化學(xué)封隔器充填、脹封完畢后，起出充填管柱，完成水平井分段封隔注汽管柱，準(zhǔn)備注蒸汽。

(五)水平井分段注汽：連接好地面注汽流程，開爐注汽，蒸汽由地面輸汽管線依次進(jìn)入隔熱油管11、井下補(bǔ)償器12、隔熱油管13、自補(bǔ)償熱敏封隔器14、注汽油管15、第一個(gè)配汽器16、第一個(gè)化學(xué)封隔器17，化學(xué)封隔器里面的化學(xué)劑隨著注汽管柱溫度升高逐漸膨脹固化，對(duì)封隔器再次進(jìn)行支撐，完成二次座封；隨著蒸汽的往后推移，第二個(gè)、第三個(gè)化學(xué)封隔器……依次實(shí)現(xiàn)固化、脹封，對(duì)水平段油套環(huán)空進(jìn)行擠壓式密封，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水平井的有效封隔。各油層段配汽器按設(shè)計(jì)比例分配蒸汽流量，從而實(shí)現(xiàn)水平井分段封隔分段注汽。

實(shí)施方式2：

圖1、圖2只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施情況，基于該實(shí)施例可以根據(jù)油藏情況和生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)不同的油層分段數(shù)和配汽器，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的內(nèi)容。如果開發(fā)整個(gè)水平段，則配汽器的數(shù)量與分段注汽的油層數(shù)量保持一致。其他內(nèi)容不再贅述。另外，文中提到的自補(bǔ)償熱敏封隔器、配汽器、充填封隔器、充填工具、定位器均為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述其具體結(jié)構(gòu)，直接連接使用即可。

本實(shí)用新型可以將水平井水平段根據(jù)油藏地質(zhì)特點(diǎn)或工藝需求分成兩個(gè)或多個(gè)腔室，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的按需注汽，從而達(dá)到調(diào)整吸汽剖面和改善水平井開發(fā)效果的目的。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)水平段分段封隔的關(guān)鍵工具是一種化學(xué)封隔器，它通過在注汽管柱內(nèi)下入一趟充填管柱對(duì)封隔器進(jìn)行化學(xué)劑打壓座封，該化學(xué)藥劑常溫下為粘度很稀的水溶液，遇高溫(120℃)膨脹固結(jié)，具有固化速度快、耐溫性能好(＞300℃)、有效期長等優(yōu)點(diǎn)。固結(jié)后的化學(xué)劑在封隔器內(nèi)起到了支撐和防止封隔器破損回縮的作用，同時(shí)也對(duì)封隔器的密封性也起到了雙重保護(hù)。利用該封隔工藝形成的水平井分段注汽工藝管柱不存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，施工方便；雙重座封，密封可靠，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)成本。同時(shí)更適合于不規(guī)則井眼，能實(shí)現(xiàn)無間隙擠壓式填充封隔，提高了熱采水平井的注汽效果和經(jīng)濟(jì)效益。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。