[发明专利]利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置及方法

说明书

本发明公开了利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置及方法。该装置包括双管注采井口、井下蒸汽发生注汽系统和采油举升系统，注汽系统由连续油管通道6、水罐16、燃料罐20、助燃剂罐19、预热器12、点火器13、蒸汽发生器14、电源18、测试信号接收器17组成，采油举升系统包括油管4以及采油泵5。将连续油管通道下入到水平井中，助燃剂、燃料和水通过相应通路送入井下，经过预热器被加热到水的超临界状态，在蒸汽发生器中持续燃烧，产生水蒸汽和二氧化碳，蒸汽通过蒸汽发生器出口注入油层，被加热的原油和蒸汽冷凝水向下进入水平井，流入采油泵而被举升到地面。本发明原理可靠，在同一口水平井中实现注汽与采油举升协同工作，节约生产成本。

技术领域

本发明属于油田采油技术领域，涉及一种提高油井产量和原油采收率的装置及方法，特别是涉及一种利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置及方法。

背景技术

蒸汽辅助重力泄油是目前稠油开采的先进技术，是靠注入蒸汽的汽化潜热加热油层达到降低原油粘度和增加流动性，以重力作用为主的采油方法。在重力泄油开采过程中，将蒸汽从位于油藏底部附近水平生产井上方的一口水平注汽井或若干口垂直注汽井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平生产井采出，这种方法可以大幅度提高稠油的产量和采收率。为节省钻井投资，也曾采用一口水平井替代双水平井进行SAGD开采，但由于在同一口井上注汽和采油，会造成注汽管柱的高温流体对产出液二次加热，导致产出液闪蒸，严重干扰采油泵的正常运行和生产，实际上只有半口水平井在正常工作，操作难度大， 不易控制，没有达到节省投资的目的。存在的根本问题是蒸汽是从地面沿井筒注入到地下，必然带来井筒内的高温和对产出流体的二次加热，容易导致入泵处流体闪蒸，工作效率低。本发明提出利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置及方法，在井底产生高温蒸汽，油层的加热效率高，沿上部井筒注入的低温水与采出流体进行热交换，入泵处流体的温度可以控制到大大低于蒸汽的饱和温度，提高采油泵的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置，该装置原理可靠，操作简便，在同一口水平井中实现注汽与采油举升协同工作，节约生产成本，有利于稠油油藏的高效开采。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置进行单水平井重力泄油开采的方法，该方法通过在位于油层底部附近的水平井中采用井下蒸汽发生器注汽的同时，用采油泵举升加热的原油和蒸汽冷凝水的重力泄油过程，不受油层埋深的限制，有效促进稠油油藏的注蒸汽开发，具有广阔的工业化应用前景。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

在一口水平井中放置由多条连续油管制成的连续油管通道，将助燃剂、燃料和水输送到井下，在井下预热点火，产生连续不断的超临界水和二氧化碳，经出口控制进入油井，形成需要的水蒸汽和二氧化碳气体，蒸汽在近井地带向上运移，形成蒸汽腔，蒸汽腔加热的原油向下流动，蒸汽冷凝成水也向下运移，依靠重力作用泄到水平井的液体连续不断地流向采油泵，被举升到地面。通过对注入与采出的液量以及加热功率的控制，调控蒸汽腔压力。由于本发明在井底产生蒸汽，热效率高，可以应用到深度较大的稠油油藏。

利用井下蒸汽发生的单水平井重力泄油开采装置，包括耐高温的水平井双管注采井口，以及通过该井口分别下入的井下蒸汽发生注汽系统和采油举升系统。

所述注汽系统由连续油管通道、水罐、燃料罐、助燃剂罐、预热器、点火器、蒸汽发生器、电源、测试信号接收器组成，所述连续油管通道包括分别输送助燃剂、燃料、水的通路以及输送电力和接收测试信号的通路；该连续油管通道通过注采井口下入到水平井中，其在地面分别通过泵连接水罐、燃料罐、助燃剂罐，其在井下依次连接预热器、点火器、蒸汽发生器；该连续油管通道还连接位于地面的电源和测试信号接收器。

所述采油举升系统包括油管以及采油泵，所述采油泵可以是有杆泵，也可以是电潜泵等无杆泵，视井况需要而定。