[发明专利]基于智能温控的火驱辅助重力泄油注采系统及注采方法

说明书

技术领域

本发明涉及火烧油层开采领域，尤指一种基于智能温控的火驱辅助重力泄油注采系统及注采方法。

背景技术

火烧油层开采技术是利用油层内原油的一部分重质成分作燃料，不断燃烧生热，把油层中的原油驱出，较其他采油方式具有适用范围广、驱油效率高、成本低等诸多优势，可以成为稠油开采的有效接替技术。将火烧技术应用于水平井，可达到火驱辅助重力泄油的效果。火驱辅助重力泄油生产过程中典型的特点就是高温(最高超过700℃)、高气油比、产液温度变化范围大、生产过程中管柱作业次数直接影响火线前缘的稳定推进，对于中深层稠油油藏，这些特点对于水平生产井的正常生产影响尤其大。其中高气油比是指原油中轻烃、蒸汽和油液的比例会因火烧油层而大幅上升，当大量气体进入泵后，由于气体的可压缩性，使泵效降低，当气量大到一定程度时，会导致泵无法抽出油液。

常用的火驱生产管柱结构单一，主要是由油管串接防气泵再串接气锚而形成，其中气锚根据气液密度的不同，通过螺旋结构把气液进行分离，液体进入抽油泵抽到地面，气体进入油套环空，然后排出井外；而防气泵通过强开强闭的作用排液，即使液体中含有少量的气体也不会影响泵的正常生产，由此解决了高气油比带来的泵效降低的问题。

然而，上述火驱生产单一管柱仍然无法解决有效控制产液温度的问题。在火驱生产中，井下油液最高超过700℃，最低可低于原油拐点温度(拐点温度指在某个温度条件下，稠油的粘度明显降低，与普通稀油粘度相当)，当井下温度太高、超过管柱的耐温极限时，就会使管柱寿命大幅降低，甚至出现损坏破裂导致管件报废；当温度太低时，井筒中的稠油难以流动，为举升作业带来相当大的困难，所以温度过高或过低都会影响生产的正常进行。

目前也有作业人员为解决监测井下温度的问题，将生产管柱提出井外，再下入测温管柱对井下进行测温，而每次更换管柱还需要压井操作以防止井喷，作业繁琐、耽误工时、浪费人力，同时火驱生产过程中水平生产井的频繁压井作业还会使大量低温的压井液对地层造成伤害，尤其对火线前缘稳定推进造成直接影响(部分油层由高温氧化区进入低温氧化区，影响燃烧的效果)，因此将直接导致火驱生产无法进行。

此外，现有的火驱油井中，井下温度的获取是利用热电偶测温(测温原理：热电偶感知温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度)，现场作业是把多组热电偶预制到连续油管中，用连续油管车把连续油管下入监测管柱中。对测得温度的收集是靠数据采集系统显示，数据采集系统放置在井场，便于观察记录的位置。井口的温度获取是热电偶温度计或玻璃管温度计，安装在井口生产流程管线上。

然而现有的温度测量及显示系统具有如下的缺陷：

(1)水平生产井主要录取井口及井底的产液温度，注气井主要录取累注气量、注气速度。这两口井的数据采集分散，而且需操作人员频繁观察，并且只靠人工每小时记录一次，数据录取复杂，工作量大，耗费人力，并且记录的温度数据都是离散的，无法精确表达井下温度随时间的变化情况；

(2)在获取温度数据后，没有反馈环节，当操作人员发现变化幅度很大时，只能人为进行温控操作(调整注水量、注气量，和/或开启电加热等)；如果调整不及时，水平生产井近井地带可能出现高温氧化燃烧，产液温度将大幅度提升，有可能给火驱带来严重后果，如管柱烧坏、气窜、出砂等，而注气量如果达不到油层高温氧化燃烧的要求，油层燃烧将进入低温氧化燃烧。

发明内容

鉴于上述背景技术的缺陷，本发明的目的，即是提供一种基于智能温控的火驱辅助重力泄油注采系统及注采方法，通过在生产井下入生产管柱、监测管柱和注入管柱三套管柱，实现三管独立作业，从而使本发明同时具有温压实时监测、井下油气分离、良好控制产液温度以及无需反复压井保证火驱燃烧效果的多重功能和优势；通过将生产井井下和井口的测温数据集中收集显示，并设置反馈控制设备，根据温度的变化实时调整火驱生产井井口及井下的温度，不需人为调整，既节省了人力，又避免了因人为调整不及时给火驱生产带来的严重后果。

上述本发明的目的，是由以下的技术方案所实现的：

一种基于智能温控的火驱辅助重力泄油注采系统，在生产井内设有注入管柱、监测管柱和生产管柱三套彼此独立的管柱，在注气井内设有注气管柱，以及用于智能调控产液温度的智能温控装置，其中：

注入管柱包括顺序串接的隔热管、筛管和导锥，监测管柱包括顺序串接的监测管、筛管和导锥，所述监测管中还设有多个测压装置，生产管柱包括顺序串接的空心杆、防气泵、气锚、筛管和导锥；