[发明专利]一种蒸汽热采稠油的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采油设备，尤其涉及一种蒸汽热采稠油的设备及其方法。

背景技术

目前的稠油油藏的开发基本以热采为主，主要有蒸汽吞吐、蒸汽驱，火烧油层技术，井下电加热技术以及目前海上已经成功应用的多元热流体技术。

井下电加热技术是把加热电缆随油管下入井内，通电后加热电缆周围相接触的稠油，该技术存在的问题是耗电量大，热量波及的范围小，目前已应用较少。

目前的热采主导技术是蒸汽吞吐和蒸汽驱，其基本原理为在地面通过加热装置，比如锅炉等设备产生高温蒸汽，并通过油管直接注入到目的层位，通过高温高压的蒸汽降低稠油的粘度或驱替稠油。蒸汽吞吐开发是周期性地向油井中注入一定量的湿饱和蒸汽，焖井一段时间后，将油层一定范围内的稠油加热降粘后回采的生产过程。蒸汽驱是按照一定的注采井网，从注汽井连续注入湿饱和蒸汽将稠油驱替到生产井中的热力采油方式。虽然蒸汽吞吐和蒸汽驱技术已经大规模应用于陆地稠油油田的开发，但是存在很多问题：

(1)蒸汽沿井筒从地面注入过程中，蒸汽可能从沿程套管丝扣处泄露到非油层段，造成非油层段发生汽窜，严重的可以从地面看到冒汽，因此对钻完井及固井工艺技术要求较高；

(2)尽管在井筒内采取了许多隔热措施，注蒸汽过程中热损失一般在30％-40％之间，造成了巨大的能源浪费；

(3)由于注蒸汽过程中热损失比较大，地面注蒸汽热采技术在深度上受到限制。

(4)由于地面蒸汽产生设备庞大，在海上油田和一些边际受限制的地方应用受到限制；

(5)地面加热装置燃烧后产物对环境污染大；

(6)开发过程中需采用隔热保护设备，致使开发成本增高。

发明内容

本申请提供了一种蒸汽热采稠油的设备，包括地面装置和井下装置，所述井下装置包括至少一个蒸汽发生器；

所述设备还包括油管、输水管和电缆，所述油管、输水管和电缆的上端均与所述地面装置相连接，所述井筒包括竖直井段、造斜井段和水平井段，所述油管、输水管和电缆在井筒内一直延伸至水平井段，所述油管的下端处于油层中，所述输水管和所述电缆的下端均与所述蒸汽发生器相连接，所述蒸汽发生器设置在油层上方或油层中，所述蒸汽发生器产生的蒸汽排放到靠近油层段或油层中。

优选地，所述设备还包括封隔器，所述封隔器设置在所述竖直井段内的下部，所述封隔器将所述井筒内的空间分隔成上部分空间和下部分空间，所述油管、输水管和电缆通过封隔器上的通孔穿过所述封隔器。

优选地，所述地面装置还包括太阳能热水器，所述太阳能热水器与所述输水管相连接。

优选地，所述设备还包括加热水管和循环水管，所述加热水管套设在所述封隔器以上的所述油管的外围，所述加热水管与所述油管的外壁之间形成可供水流通过的夹层通路，所述加热水管的下端与所述循环水管的下端在所述封隔器的上方相连通，所述加热水管的上端和循环水管的上端均与所述太阳能热水器相连通。

优选地，所述蒸汽发生器包括蒸汽发生器上接头、钢套、蒸汽阀和至少一个电极；

所述蒸汽发生器上接头与所述钢套通过螺纹进行连接并形成封闭的蒸汽室，所述电极固定在所述钢套的内壁上，所述蒸汽阀固定在所述钢套上。

优选地，所述蒸汽阀包括阀球、弹簧和底座；

所述蒸汽阀设置有进气孔和出气孔，所述进气孔与蒸汽室相连通，所述出气孔的内侧设置有与阀球相配合的锥面，所述弹簧的一端预压所述阀球于所述锥面上，从而形成密封，所述弹簧的另一端与底座相接触，

当所述阀球离开锥面时，所述出气孔与所述进气孔相连通。

优选地，在所述蒸汽发生器的外围还设置有筛管或具有打孔的套管、衬管。

优选地，所述油管的下端设置有孔眼，所述孔眼处于油层中。

优选地，所述设备还包括可输送地层稠油的泵体，所述油管与所述泵体相连接。

本申请还提供了上述设备的蒸汽热采稠油的方法，该方法包括，

蒸汽加热：通过所述输水管将热水或冷水送入井下的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器利用电能将热水或冷水加热成蒸汽，并通过蒸汽阀排放到靠近油层段或油层中，从而加热地层中的稠油；

稠油生产：地层中的稠油通过所述油管下端的孔眼进入油管，利用地层压力使稠油自动喷到井上和/或使用泵体抽取地层中的稠油。

优选地，在所述蒸汽加热与稠油生产的阶段之间还包括焖井，所述焖井的方法为：将所述蒸汽阀关闭，所述蒸汽加热阶段产生的蒸汽继续加热地层中的稠油。