降低井下氣油比提高泵效的采油方法與裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種降低井下氣油比提高泵效的采油方法與裝置，該采油方法是由地面向油層套管的內(nèi)部空間注入脫氣油，脫氣油在井下溶解部分所述油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入所述油層套管的內(nèi)部的地層油充分摻混融合，使井下含氣率降低；然后，通過井下抽油裝置將摻混后的混合流體抽采至地面。用于降低井下氣油比提高泵效的采油方法的采油裝置至少包括脫氣油加注裝置和井下抽油裝置，脫氣油加注裝置的出口通過井口裝置與油層套管的內(nèi)部密封連通，井下抽油裝置套設于底端封閉、底部側(cè)壁與油層連通的油層套管內(nèi)。該方法及裝置的應用解決現(xiàn)有的采油技術中無法滿足高氣油比油井泵效和經(jīng)濟性要求的問題，有效地降低了井下氣油比，提高了泵效，并且降低了采油成本。
【專利說明】
降低井下氣油比提高泵效的采油方法與裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及油田開發(fā)領域采油工藝技術，尤其涉及一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法與裝置。
【背景技術】
[0002]由于能夠提高低滲透油藏儲量動用率和原油采收率，氣驅(qū)技術在國內(nèi)外得到高度重視。截至2015年底，我國正在運行的注氣驅(qū)油項目超過30個。國內(nèi)低滲油藏滲流能力差，地層壓力保持水平低，單井日產(chǎn)油量極小，加上氣竄后高氣油比影響，對氣驅(qū)采油工藝提出了嚴峻挑戰(zhàn)。在注氣實踐中發(fā)現(xiàn)，氣竄之后，大量生產(chǎn)井由于氣油比高(通常超過200m3/t)，栗效不足35%，這種在高氣油比條件下出現(xiàn)的抽油栗充滿系數(shù)小、抽油系統(tǒng)效率低的現(xiàn)象可以概括為“高氣油比低栗效”問題，此問題直接影響氣驅(qū)開發(fā)經(jīng)濟效益，甚至導致不能正常生產(chǎn)。
[0003]目前存在兩種應對“高氣油比低栗效”問題的技術思路:
[0004]第一種技術思路，是沿用抽油機采油工藝，繼續(xù)研發(fā)適應高氣油比生產(chǎn)條件的井下防氣裝備，進一步提升栗效，例如，吉林油田研發(fā)的“中空防氣栗”和大慶油田“旋轉(zhuǎn)離心錨”等采油裝備，現(xiàn)有的該類采油裝備還有，小套管抽油井高效分離氣錨，在抽油栗的入口處安裝該氣錨，利用油氣密度差，將油流中自由氣在進栗前分離出來，通過油套管環(huán)形空間排到地面;一種通過改變抽油栗結(jié)構進行防氣的新型抽油栗;油井尾管防栗氣鎖裝置，通過排氣裝置將尾管內(nèi)的氣體放入油套環(huán)形空間，提高了栗效;一種防氣防噴桿式抽油栗，通過改進抽油栗結(jié)構實現(xiàn)不壓井檢栗作業(yè)和有效消除抽油栗氣鎖現(xiàn)象;高效組合式氣砂錨，采用氣錨、砂錨組合設計，具有兩級液體分離過程，防氣效果好于傳統(tǒng)方法，屬于對井下裝備的實用變換;雙向流多功能抽油栗，通過抽油栗與空心抽油桿配套使用，具有防砂、防氣等功能。
[0005]但是上述裝備只能滿足生產(chǎn)氣油比300m3/t以下正常生產(chǎn)，并且栗效仍然很低(氣油比高于200m3/t時，平均栗效在25%左右)，而實際氣驅(qū)生產(chǎn)過程中的氣油比能達到或超過1000m3/t，因此上述采油裝備不能完全滿足生產(chǎn)需求。
[0006]第二種技術思路，是研發(fā)替代性采油工藝，①螺桿栗采油技術:螺桿栗不會發(fā)生氣縮，可用于油氣混輸，適應高氣油比生產(chǎn)條件。但井下栗入口的游離氣會占據(jù)一定的栗容積，使栗效降低;螺桿栗比較脆弱，定子容易損壞，檢栗次數(shù)多，絕緣橡膠不適合高溫和腐蝕環(huán)境;螺桿栗總壓頭較小，目前現(xiàn)場只能用于100m左右井深，而北美地區(qū)實施二氧化碳驅(qū)的油藏平均埋深約1780m，國內(nèi)實施二氧化碳驅(qū)的低滲透油藏平均埋深約2200m。因此，螺桿栗技術不能滿足氣驅(qū)生產(chǎn)需要。②電潛栗采油技術:例如高油氣比井采油方法及裝置，憑借井下潛油電機和潛油離心栗，將井下油氣混合流體采出地面，該技術適合于氣液比較低的情況，當含氣率稍高時，栗的揚程和效率將顯著下降，隨含氣率進一步增大，電潛栗將喪失工作能力，目前斯倫貝謝研發(fā)的帶高級氣體處理器的雷達電潛栗只適用于45%的含氣率正常生產(chǎn)。而氣驅(qū)生產(chǎn)氣油比200m3/t時的含氣率一般超過55%，生產(chǎn)氣油比300m3/t時的含氣率接近70%，因次，目前的電潛栗采油技術也不能滿足氣驅(qū)生產(chǎn)需要。③法國石油研究院、挪威石油公司等聯(lián)合研發(fā)的螺旋軸流式混輸栗(海神栗)，集成了栗與壓縮機的雙重作用，是多相混輸裝備的重大進展，最初用于地面多相流體的地面增壓集輸以及海上高產(chǎn)油井氣液混輸，大幅度增加了產(chǎn)量。我國于1996年開始研制用于高氣油比低產(chǎn)油井的螺旋軸流式混輸栗采油工藝，但由于難度極大，目前還處于原理樣機開發(fā)研制初級階段(見趙新學的《螺旋軸流式混輸栗輸送氣液兩相時特性試驗研究》一文)。此外，國內(nèi)特低滲油藏地層能量不足及產(chǎn)量極小(國內(nèi)低滲透油藏平均單井日產(chǎn)油不到2.0噸)等造成的經(jīng)濟與技術方面的困難都很難逾越。④氣舉采油工藝:理論上適合高氣油比條件下的生產(chǎn)。由于空氣含氧壓縮有安全性問題，而空氣減氧壓縮往往不經(jīng)濟，故用于氣舉的氣源原則上要求天然氣;若要規(guī)模應用連續(xù)氣舉技術，須額外建設一套增壓氣舉地面工藝流程(包括壓縮站、輸氣管道和注氣管匯等)，并須改造已有地面集輸送系統(tǒng)，投資過大，加上原機抽采油系統(tǒng)須被替換，將造成資源閑置與浪費。對于單井產(chǎn)量很低的低滲透油藏無法保證經(jīng)濟性，這限制了氣舉技術的應用，國內(nèi)中原油田、吐哈油田和塔里木油田等擁有充足天然氣源的，有過一些氣舉技術應用，其它油田報道較少。
[0007]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法與裝置，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法與裝置，解決現(xiàn)有的采油技術中無法滿足高氣油比油井栗效和經(jīng)濟性要求的問題，該方法及裝置的應用有效地降低了井下氣油比，提高了栗效，并且降低了采油成本。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法，該采油方法是由地面向油層套管的內(nèi)部空間注入脫氣油，脫氣油在井下溶解部分所述油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入所述油層套管的地層油充分摻混融合，使井下含氣率降低;然后，通過井下抽油裝置將摻混后的混合流體抽采至地面。
[0010]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，該采油方法包括以下步驟:
[0011 ] I)在地面安裝設置脫氣油加注裝置，并將所述脫氣油加注裝置通過井口裝置與所述油層套管的內(nèi)部空間連通；
[0012]2)由所述脫氣油加注裝置向所述油層套管的內(nèi)部空間加注脫氣油;在井下壓力作用下，所加注的脫氣油將自發(fā)溶解一部分所述油層套管的內(nèi)部空間里存在的游離氣體，在降低井下含氣率的同時，脫氣油轉(zhuǎn)化為新的溶氣油；
[0013]3)在所述井下抽油裝置的抽送作用下，所述溶氣油與油層流入油層套管中的地層油摻混融合，融合后的混合流體由所述井下抽油裝置抽采至地面后進入集輸系統(tǒng)。
[0014]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟I)中，所述脫氣油加注裝置包括脫氣油儲罐、加注管線、壓力平衡管線，在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管；
[0015]首先在地面安裝固定所述脫氣油儲罐，并在所述井口裝置中設置流動通道，通過所述加注管線、所述流動通道及所述副管將所述脫氣油儲罐與所述油層套管的內(nèi)部連通。
[0016]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟3)中，所述井下抽油裝置包括在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置的井下抽油管桿柱組合結(jié)構，所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構至少包括油管、篩管、絲堵、井下?lián)交炱?、抽油栗和抽油桿；
[0017]所述篩管位于所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構的底部，在所述篩管和所述抽油栗之間串接所述井下?lián)交炱?，所述抽油栗的上方與所述抽油桿底部連接，構成所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構;在所述抽油栗的作用下，所述溶氣油與油層流入所述油層套管中的地層油初步混合后一并進入所述篩管，之后上行進入所述井下?lián)交炱?，所述溶氣油和所述地層油發(fā)生摻混融合形成混合流體;所述混合流體繼續(xù)上行，進入所述抽油栗，被抽采至地面后進入所述集輸系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的另一目的是這樣實現(xiàn)的，一種用于降低井下氣油比提高栗效的采油方法的采油裝置，所述采油裝置至少包括脫氣油加注裝置和井下抽油裝置，所述脫氣油加注裝置的出口通過井口裝置與所述油層套管的內(nèi)部密封連通，所述井下抽油裝置套設于底端封閉、底部側(cè)壁與油層連通的油層套管內(nèi)。
[0019]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述井下抽油裝置包括井下抽油管桿柱組合結(jié)構，所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構包括頂部固定于所述井口裝置的底部、且與所述井口裝置連通的油管，所述油管的頂部通過所述井口裝置與設置于地面的集輸系統(tǒng)連通，所述油管底部連通有一側(cè)壁上設置多個徑向貫通篩孔的篩管，所述篩管的底部通過一絲堵密封，所述油管上、位于所述篩管的上方串接有與所述篩管連通的井下?lián)交炱鳎鲇凸艿膬?nèi)部位于所述井下?lián)交炱鞯纳戏轿恢迷O置有抽油栗，所述抽油栗的頂部連接于抽油桿的底部。
[0020]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述井下?lián)交炱靼ù佑谒鲇凸苌?、且與所述油管連通的筒體，所述筒體的內(nèi)側(cè)上部固定有內(nèi)部設置貫通孔的上壓環(huán)，所述筒體的內(nèi)側(cè)下部固定有內(nèi)部設置貫通孔的下壓環(huán)，所述筒體的內(nèi)部設置有中心軸，所述中心軸的頂端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于所述上壓環(huán)的中心處，所述中心軸的底端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于所述下壓環(huán)的中心處;所述中心軸的底部固定套設有動力葉輪，所述中心軸的上部固定套設有攪拌葉輪。
[0021]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述攪拌葉輪包括固定套設在所述中心軸的上部的第一圓盤，所述第一圓盤的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的垂直板狀葉片，所述第一圓盤上開設有多個上下貫通的過流孔。
[0022]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述動力葉輪包括固定套設在所述中心軸的底部的第二圓盤，所述第二圓盤的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的傾斜葉片。
[0023]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管;所述脫氣油加注裝置包括脫氣油儲罐，所述脫氣油儲罐的一端通過加注管線、所述井口裝置連通于所述副管，所述脫氣油儲罐的另一端與所述加注管線之間還連通設置有壓力平衡管線;所述井口裝置中設置有流動通道，所述流動通道的一端與所述加注管線連通，所述流動通道的另一端與所述副管的頂端連通。
[0024]由上所述，本發(fā)明提供的降低井下氣油比提高栗效的采油方法與裝置，具有如下有益效果:本發(fā)明利用地層產(chǎn)出氣體在脫氣油中的溶解作用，通過脫氣油加注裝置向高氣油比油層套管的內(nèi)部空間中注入脫氣油，脫氣油在井下較高壓力下部分溶解油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入油層套管的地層油充分摻混融合，從而使得井下含氣率大幅度下降，全油層套管的內(nèi)部空間高氣油比轉(zhuǎn)化為中低氣油比，即有效地降低井下氣油比，保證井下生產(chǎn)環(huán)境滿足常規(guī)機采工藝水平，使用常規(guī)的抽油栗也能夠達到較高栗效;本發(fā)明的井下結(jié)構簡單，成本低，易于施工操作;本發(fā)明可用于解決天然氣驅(qū)、二氧化碳驅(qū)、空氣驅(qū)、氮氣驅(qū)等注氣開發(fā)過程中出現(xiàn)的高氣油比問題，本發(fā)明在揮發(fā)性油藏開發(fā)過程中出現(xiàn)的高氣油比情形下也同樣適用。
【附圖說明】
[0025]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0026]圖1:為本發(fā)明的用于降低井下氣油比提高栗效的采油方法的采油裝置的結(jié)構示意圖。
[0027]圖2:為本發(fā)明的井下?lián)交炱鞯慕Y(jié)構示意圖。
[0028]圖3:為二氧化碳驅(qū)油井實際生產(chǎn)氣油比與抽油栗效率之間的關系圖。
[0029]圖中:
[0030]100、采油裝置；
[0031]1、脫氣油加注裝置;11、脫氣油儲罐;12、加注管線；13、壓力平衡管線；
[0032]2、井口裝置；
[0033]3、井下抽油裝置；
[0034]31、井下抽油管桿柱組合結(jié)構；
[0035]311、油管；
[0036]312、篩管；
[0037]313、絲堵；
[0038]314、井下?lián)交炱?3141、筒體;3142、上壓環(huán);3143、下壓環(huán)；3144、中心軸；3145、動力葉輪;31451、第二圓盤;31452、傾斜葉片;3146、攪拌葉輪;31461、第一圓盤;31462、垂直板狀葉片；
[0039]315、抽油栗;
[0040]316、抽油桿；
[0041]4、副管；
[0042]7、油層;
[0043]8、固井水泥環(huán)；
[0044]9、油層套管。
【具體實施方式】
[0045]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明提供一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法，該采油方法是由地面向油層套管9的內(nèi)部空間(油層套管的內(nèi)部空間通常稱為井筒)內(nèi)注入脫氣油，脫氣油在井下溶解部分油層套管9的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入油層套管9的地層油充分摻混融合，使井下含氣率降低;然后，通過井下抽油裝置3將摻混后的混合流體抽采至地面。該方法利用地層產(chǎn)出氣體在脫氣油中的溶解作用，向高氣油比油層套管的內(nèi)部空間中注入脫氣油，脫氣油在井下壓力作用下溶解部分油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入油層套管的地層油充分摻混融合，從而使得井下含氣率大幅度下降，全油層套管的內(nèi)部空間高氣油比轉(zhuǎn)化為中低氣油比，即有效地降低井下氣油比，保證井下生產(chǎn)環(huán)境滿足常規(guī)機采工藝水平，使用常規(guī)的抽油栗也能夠達到較高栗效。
[0047]進一步，降低井下氣油比提高栗效的采油方法包括以下步驟:
[0048]I)在地面安裝設置脫氣油加注裝置I，并將脫氣油加注裝置I通過井口裝置2與油層套管9的的內(nèi)部空間連通；
[0049]2)由脫氣油加注裝置I向油層套管9的內(nèi)部空間內(nèi)加注脫氣油；在井下壓力作用下，所加注的脫氣油將自發(fā)溶解一部分油層套管9的內(nèi)部空間里存在的游離氣體，在降低井下含氣率的同時，脫氣油轉(zhuǎn)化為新的溶氣油；
[0050]3)在井下抽油裝置3的抽送作用下，溶氣油與油層流入油層套管9中的地層油摻混融合，融合后的混合流體由井下抽油裝置3抽采至地面后進入集輸系統(tǒng)(現(xiàn)有技術)。
[0051]進一步，在步驟I)中，脫氣油加注裝置I包括脫氣油儲罐11、加注管線12、壓力平衡管線13，在井口裝置2的底部、油層套管9內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管4;首先在地面安裝固定脫氣油儲罐11，并在井口裝置2中設置流動通道，通過加注管線12、流動通道及副管4將脫氣油儲罐11與油層套管9的內(nèi)部連通。
[0052]進一步，在步驟3)中，井下抽油裝置3包括在井口裝置2的底部、油層套管9內(nèi)側(cè)頂部向下設置的井下抽油管桿柱組合結(jié)構31，井下抽油管桿柱組合結(jié)構31至少包括油管311、篩管312、絲堵313、井下?lián)交炱?14、抽油栗315和抽油桿316;篩管312位于井下抽油管桿柱組合結(jié)構31的底部，篩管312和抽油栗315之間串接井下?lián)交炱?14，抽油栗315的上方與抽油桿316底部連接，構成井下抽油管桿柱組合結(jié)構31;在抽油栗315的作用下，溶氣油與油層流入油層套管9中的地層油初步混合后一并進入篩管312，之后上行進入井下?lián)交炱?14，溶氣油和地層油發(fā)生更充分的摻混融合形成混合流體;充分混合的混合流體繼續(xù)上行，進入抽油栗315，被抽采至地面后進入集輸系統(tǒng)。
[0053]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于降低井下氣油比提高栗效的采油方法的采油裝置100，至少包括脫氣油加注裝置I和井下抽油裝置3，脫氣油加注裝置I的出口通過井口裝置2與油層套管9的內(nèi)部密封連通，在本實施方式中，井口裝置2為CC級耐壓井口裝置(現(xiàn)有技術，CC級代表特定的井口材料以及耐壓抗腐蝕等級)，井下抽油裝置3套設于底端封閉、底部側(cè)壁與油層7連通的油層套管9內(nèi)，油層套管9通過固井水泥環(huán)8固定。脫氣油加注裝置I向高氣油比油層套管9內(nèi)加注適量的脫氣油，油層套管9中的游離氣體在井下壓力下將部分溶解于脫氣油之中形成新的溶氣油，從而使井下含氣率大幅度下降，全油層套管的內(nèi)部空間高氣油比轉(zhuǎn)化為中低氣油比，保證井下生產(chǎn)環(huán)境滿足常規(guī)機采工藝水平，達到較高栗效，井下抽油裝置3將溶氣油和地層油充分摻混融合，摻混后的流體上行被抽采至地面的集輸系統(tǒng)。
[0054]進一步，如圖1所示，井下抽油裝置3包括井下抽油管桿柱組合結(jié)構31，井下抽油管桿柱組合結(jié)構31包括頂部固定于井口裝置2的底部、且與井口裝置2連通的油管311，在本實施方式中，油管311表面設有防腐涂層，油管311的頂部通過井口裝置2與設置于地面的集輸系統(tǒng)(現(xiàn)有技術，圖中未示出)連通，油管311底部連通有一側(cè)壁上設置多個徑向貫通篩孔的篩管312，篩管312的底部通過一絲堵313密封，絲堵313是一種用于封閉篩管312的底端、防止底部泄漏的常用管件。油管311上、位于篩管312的上方串接有與篩管312連通的井下?lián)交炱?14，油管311的內(nèi)部位于井下?lián)交炱?14的上方位置設置有抽油栗315，抽油栗315的頂部固定連接于抽油桿316的底部，抽油桿316的頂部穿過井口裝置2與地面上的抽油機(現(xiàn)有技術，圖中未示出)連接，在本實施方式中，抽油桿316采用H級25mm、22mm和19mm三級桿組合。脫氣油加注裝置I向油層套管9的內(nèi)部空間中加注脫氣油，在井下壓力作用下，脫氣油自發(fā)溶解一部分油層套管9的內(nèi)部空間里存在的游離氣體(利用脫氣油溶氣能力與井下壓力水平之間存在正相關性的物理原理)，降低井下含氣率的同時脫氣油轉(zhuǎn)化為新的溶氣油，溶氣油與地層油在油層套管9中初步混合后，進入篩管312，篩管312能夠使溶氣油與地層油進一步混合，溶氣油與地層油在抽油栗315的作用下進入到井下?lián)交炱?14中，在井下?lián)交炱?14作用下，溶氣油與地層油進一步摻混融合形成混合流體。
[0055]進一步，如圖2所示，井下?lián)交炱?14包括串接于油管311上、且與油管311連通的筒體3141，筒體3141的內(nèi)側(cè)上部固定有內(nèi)部設置貫通孔的上壓環(huán)3142，筒體3141的內(nèi)側(cè)下部固定有內(nèi)部設置貫通孔的下壓環(huán)3143，筒體3141的內(nèi)部設置有中心軸3144，中心軸3144的頂端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于上壓環(huán)3142的中心處，中心軸3144的底端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于下壓環(huán)3143的中心處，在本實施方式中，上壓環(huán)3142和下壓環(huán)3143的中心處均設置有軸套，軸套內(nèi)設有軸承，中心軸3144的頂端和底端分別套設于上壓環(huán)3142和下壓環(huán)3143的中心處的軸承內(nèi)部，實現(xiàn)中心軸3144的軸向固定和周向轉(zhuǎn)動，井下?lián)交炱?14下方流入的流體能對軸承起到潤滑作用；中心軸3144的下部固定套設有動力葉輪3145，中心軸3144的上部固定套設有攪拌葉輪3146 ο影響井下?lián)交煨Ч闹饕蛩赜袚交炱鹘Y(jié)構和葉輪旋轉(zhuǎn)方式，在本發(fā)明提供的采油裝置中，前述的溶氣油(脫氣油溶解一部分油層套管9里存在的游離氣體形成的新的油液)與地層油在抽油栗315的作用下進入到井下?lián)交炱?14的筒體3141中，在下方進入的流體的沖擊作用下，中心軸3144的下部固定套設的動力葉輪3145為避開流體發(fā)生轉(zhuǎn)動，未對流體進行有效攪拌，動力葉輪3145通過中心軸3144將轉(zhuǎn)矩傳動給其上部固定套設的攪拌葉輪3146，攪拌葉輪3146旋轉(zhuǎn)并對流體進行攪拌，上下雙葉輪結(jié)構使得摻混效率有效地提尚。
[0056]進一步，如圖2所示，攪拌葉輪3146包括固定套設在中心軸3144的上部的第一圓盤31461，第一圓盤31461的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的垂直板狀葉片31462，第一圓盤31461上開設有多個上下貫通的過流孔。垂直板狀葉片31462旋轉(zhuǎn)起來對下方的流體有效的攪拌，進一步摻混的流體經(jīng)過流孔向上進入抽油栗315中。動力葉輪3145包括固定套設在中心軸3144的底部的第二圓盤31451，第二圓盤31451的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的傾斜葉片31452。
[0057]進一步，筒體3141的內(nèi)壁頂部和底部均設置有用于連接油管311的連接螺紋。筒體3141的頂部高出上壓環(huán)3142(圖中未示出)，高出部分的側(cè)壁內(nèi)側(cè)設有連接螺紋，實現(xiàn)井下?lián)交炱?14與上方油管311的連接;筒體3141的底部低于下壓環(huán)3143(圖中未示出)，低出部分的側(cè)壁內(nèi)側(cè)設有連接螺紋，實現(xiàn)井下?lián)交炱?14與下方油管311的連接。
[0058]進一步，如圖1所示，在井口裝置2的底部、油層套管9內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管4;脫氣油加注裝置I包括脫氣油儲罐11，脫氣油儲罐11的一端通過加注管線12、井口裝置2連通于副管4，脫氣油儲罐11的另一端與加注管線12之間還連通設置有壓力平衡管線13。壓力平衡管線13允許注入介質(zhì)(脫氣油)回流到脫氣油儲罐11，防止加注管線12憋壓，避免脫氣油儲罐11垂向受力不均，從而保持其力學平衡。在此過程中，壓力平衡管線13起到安全閥的作用。
[0059]進一步，井口裝置2中設置有流動通道(圖中未示出)，流動通道的一端與加注管線12連通，流動通道的另一端與副管4的頂端連通。
[0060]采用上述的采油裝置100的采油方法，其包括以下步驟:
[0061]I)在地面安裝固定脫氣油儲罐11，并在井口裝置2中設置流動通道，在井口裝置2的底部、油層套管9內(nèi)側(cè)頂部安裝副管4，通過加注管線12、流動通道將脫氣油儲罐11與副管4連通;在篩管312和抽油栗315之間串接井下?lián)交炱?14，構成井下抽油裝置3的井下抽油管桿柱組合結(jié)構31 ；
[0062]2)加注脫氣油，脫氣油自脫氣油儲罐11通過加注管線12、流動通道、副管4流入油層套管9中；
[0063]3)在井下壓力作用下(井下壓力通常在幾兆帕到十幾個兆帕的范圍，遠高于地面大氣壓力)，所加注的脫氣油將自發(fā)溶解一部分油層套管9里存在的游離氣體(這是利用了脫氣油的溶氣能力與井下壓力水平之間存在的正相關性的物理原理)，降低井下含氣率的同時脫氣油轉(zhuǎn)化為新的溶氣油；
[0064]4)在抽油栗315的作用下，溶氣油與油層流入油層套管9中的地層油初步混合后一并進入篩管312，之后上行進入井下?lián)交炱?14，在底部的動力葉輪3145和上部的攪拌葉輪3146的攪拌作用下，溶氣油和地層油發(fā)生更充分的摻混融合形成混合流體；
[0065]5)充分混合的混合流體繼續(xù)上行，進入抽油栗315，被抽采至地面后進入集輸系統(tǒng)。
[0066]下面通過一具體實施例來說明本發(fā)明的效果:試驗區(qū)位于吉林油田黑59二氧化碳驅(qū)開發(fā)試驗區(qū)，有5 口注氣井，20 口生產(chǎn)井，自2008年開始實施二氧化碳驅(qū)開發(fā)到2014年7月終止注氣，歷時6年。實踐中發(fā)現(xiàn)，氣竄之后，油井產(chǎn)量和栗效均快速下降。為了定量驗證本發(fā)明在提高栗效方面的效果，選取該區(qū)塊一口生產(chǎn)氣油比為300m3/t、栗效為20.0%的油井進行了模擬研究。結(jié)果顯示，脫氣油加注速度對栗效的影響十分明顯:當摻混比(脫氣油加注速度與流入油層套管地層油流入油層套管速度之比)為1:1時，栗效將從原來的20.0%升高至40.6% ;摻混比為2:1時，栗效將從原來的20.0%升高至52.1 % ;摻混比為3:1時，栗效將從原來的20.0%升高至65.3%。圖3展示了現(xiàn)有技術下二氧化碳驅(qū)試驗區(qū)油井的生產(chǎn)氣油比與抽油栗效率關系，可以看到隨著生產(chǎn)氣油比下降，栗效將有顯著提高。由于本發(fā)明通過向油層套管加注脫氣油，能夠顯著降低井下含氣率和生產(chǎn)氣油比，顯然會使栗效得到大幅度提尚。
[0067]由上所述，本發(fā)明提供的降低井下氣油比提高栗效的采油方法與裝置，具有如下有益效果:本發(fā)明利用地層產(chǎn)出氣體在脫氣油中的溶解作用，通過脫氣油加注裝置向高氣油比油層套管的內(nèi)部空間中注入脫氣油，脫氣油在井下較高壓力下部分溶解油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入油層套管的地層油充分摻混融合，從而使得井下含氣率大幅度下降，全油層套管的內(nèi)部空間高氣油比轉(zhuǎn)化為中低氣油比，即有效地降低井下氣油比，保證井下生產(chǎn)環(huán)境滿足常規(guī)機采工藝水平，使用常規(guī)的抽油栗也能夠達到較高栗效;本發(fā)明的井下結(jié)構簡單，成本低，易于施工操作;本發(fā)明可用于解決天然氣驅(qū)、二氧化碳驅(qū)、空氣驅(qū)、氮氣驅(qū)等注氣開發(fā)過程中出現(xiàn)的高氣油比問題，本發(fā)明在揮發(fā)性油藏開發(fā)過程中出現(xiàn)的高氣油比情形下也同樣適用。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權項】
1.一種降低井下氣油比提高栗效的采油方法，該采油方法是由地面向油層套管的內(nèi)部空間注入脫氣油，脫氣油在井下溶解部分所述油層套管的內(nèi)部空間中的游離氣體，并在井下與流入所述油層套管的地層油充分摻混融合，使井下含氣率降低;然后，通過井下抽油裝置將摻混后的混合流體抽采至地面。2.如權利要求1所述的降低井下氣油比提高栗效的采油方法，其特征在于，該采油方法包括以下步驟: 1)在地面安裝設置脫氣油加注裝置，并將所述脫氣油加注裝置通過井口裝置與所述油層套管的內(nèi)部空間連通； 2)由所述脫氣油加注裝置向所述油層套管的內(nèi)部空間加注脫氣油；在井下壓力作用下，所加注的脫氣油將自發(fā)溶解一部分所述油層套管的內(nèi)部空間里存在的游離氣體，在降低井下含氣率的同時，脫氣油轉(zhuǎn)化為新的溶氣油； 3)在所述井下抽油裝置的抽送作用下，所述溶氣油與油層流入油層套管中的地層油摻混融合，融合后的混合流體由所述井下抽油裝置抽采至地面后進入集輸系統(tǒng)。3.如權利要求2所述的降低井下氣油比提高栗效的采油方法，其特征在于，在步驟I)中，所述脫氣油加注裝置包括脫氣油儲罐、加注管線、壓力平衡管線，在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管； 首先在地面安裝固定所述脫氣油儲罐，并在所述井口裝置中設置流動通道，通過所述加注管線、所述流動通道及所述副管將所述脫氣油儲罐與所述油層套管的內(nèi)部連通。4.如權利要求3所述的降低井下氣油比提高栗效的采油方法，其特征在于，在步驟3)中，所述井下抽油裝置包括在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置的井下抽油管桿柱組合結(jié)構，所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構至少包括油管、篩管、絲堵、井下?lián)交炱?、抽油栗和抽油桿； 所述篩管位于所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構的底部，在所述篩管和所述抽油栗之間串接所述井下?lián)交炱鳎龀橛屠醯纳戏脚c所述抽油桿底部連接，構成所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構;在所述抽油栗的作用下，所述溶氣油與油層流入所述油層套管中的地層油初步混合后一并進入所述篩管，之后上行進入所述井下?lián)交炱?，所述溶氣油和所述地層油發(fā)生摻混融合形成混合流體;所述混合流體繼續(xù)上行，進入所述抽油栗，被抽采至地面后進入所述集輸系統(tǒng)。5.—種用于如權利要求1至4中任一項所述的降低井下氣油比提高栗效的采油方法的采油裝置，其特征在于:所述采油裝置至少包括脫氣油加注裝置和井下抽油裝置，所述脫氣油加注裝置的出口通過井口裝置與所述油層套管的內(nèi)部密封連通，所述井下抽油裝置套設于底端封閉、底部側(cè)壁與油層連通的油層套管內(nèi)。6.如權利要求5所述的采油裝置，其特征在于:所述井下抽油裝置包括井下抽油管桿柱組合結(jié)構，所述井下抽油管桿柱組合結(jié)構包括頂部固定于所述井口裝置的底部、且與所述井口裝置連通的油管，所述油管的頂部通過所述井口裝置與設置于地面的集輸系統(tǒng)連通，所述油管底部連通有一側(cè)壁上設置多個徑向貫通篩孔的篩管，所述篩管的底部通過一絲堵密封，所述油管上、位于所述篩管的上方串接有與所述篩管連通的井下?lián)交炱?，所述油管的?nèi)部位于所述井下?lián)交炱鞯纳戏轿恢迷O置有抽油栗，所述抽油栗的頂部連接于抽油桿的底部。7.如權利要求6所述的采油裝置，其特征在于:所述井下?lián)交炱靼ù佑谒鲇凸苌?、且與所述油管連通的筒體，所述筒體的內(nèi)側(cè)上部固定有內(nèi)部設置貫通孔的上壓環(huán)，所述筒體的內(nèi)側(cè)下部固定有內(nèi)部設置貫通孔的下壓環(huán)，所述筒體的內(nèi)部設置有中心軸，所述中心軸的頂端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于所述上壓環(huán)的中心處，所述中心軸的底端能轉(zhuǎn)動地軸向固定于所述下壓環(huán)的中心處;所述中心軸的底部固定套設有動力葉輪，所述中心軸的上部固定套設有攪拌葉輪。8.如權利要求7所述的采油裝置，其特征在于:所述攪拌葉輪包括固定套設在所述中心軸的上部的第一圓盤，所述第一圓盤的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的垂直板狀葉片，所述第一圓盤上開設有多個上下貫通的過流孔。9.如權利要求8所述的采油裝置，其特征在于:所述動力葉輪包括固定套設在所述中心軸的底部的第二圓盤，所述第二圓盤的周向側(cè)壁上固定連接有多個沿周向均勻設置的傾斜葉片。10.如權利要求9所述的采油裝置，其特征在于:在所述井口裝置的底部、所述油層套管內(nèi)側(cè)頂部向下設置有副管;所述脫氣油加注裝置包括脫氣油儲罐，所述脫氣油儲罐的一端通過加注管線、所述井口裝置連通于所述副管，所述脫氣油儲罐的另一端與所述加注管線之間還連通設置有壓力平衡管線;所述井口裝置中設置有流動通道，所述流動通道的一端與所述加注管線連通，所述流動通道的另一端與所述副管的頂端連通。
【文檔編號】E21B43/25GK105863592SQ201610364666
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】王高峰, 胡永樂, 秦積舜, 馬德勝
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司