[发明专利]一种井下高温可控的电加热装置和方法

说明书

本发明涉及一种井下高温可控的电加热装置和方法。该装置由温度测量与控制系统、连续油管、套管、铠装电缆、井下电加热装置、信号传输光缆、温度传感器、信号转换器、排出管线、气液冷却分离室组成。该方法包括：（1）将连续油管、温度传感器、信号转换器和井下电加热装置放入井中目的层位；（2）在温度测量与控制系统中设定加热的温度值；（3）利用井下电加热装置加热目的储层；（4）温度传感器采集温度信号并转换成电信号；（5）温度测量与控制系统处理温度信号，调控井下温度；（6）地层产出的气、液通过环空的排出管线进入气液冷却分离室中分离。本发明通过高效加热储层，提高致密气井单井产能，且安全环保，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及致密气藏储层保护与高效开发领域中的一种井下高温可控的电加热装置和方法。

背景技术

针对部分致密气藏水力压裂增产效果不显著的问题，采用高温电加热技术以提高储层产能，在极大改善储层渗流能力的同时，电加热技术只消耗电量，经济成本很低，也不会对储层造成二次损害，符合环保理念。国内外研究表明，高温电加热能够极大提高储层渗透率，但目前电加热主要应用于稠油，还未见到有关于致密气藏高温电加热增产的相关报道。

中国专利CN203223214U公开了一种稠油水平井连续油管电缆电加热装置，该装置包括油管、套管，在油管和套管的油套环空中间设有连续油管，连续油管内设有电缆，电缆上部连接控制柜，电缆连接传感器和加热棒，连续油管悬挂在井口，连续油管与井口之间设有密封件，传感器和加热棒设于井下稠油水平段，控制柜有外接电源，控制柜有导线连接数据发射器；通过连续油管将电缆、传感器、加热棒下入井下稠油水平段，通过控制柜采集井下压力、温度等数据实时控制井下温度，利用加热棒直接对稠油进行加热升温，降低稠油粘度，降低开采和输送成本。但该装置存在问题有：将传感器和加热棒放置在连续油管外，在入井过程中容易发生磨损和碰撞，同时暴露在井底易被水侵和腐蚀；连续油管与加热棒采用软连接，其施工时可能需要多次操作才能下入稠油层；未考虑地面配套设施；加热棒寿命短，需要频繁更换，影响施工进度，加大施工成本；加热棒故障可能会出现击穿短路的情况，威胁井下安全；加热棒一部分电能转换为光能，加热效率降低；未考虑加热棒的电路连接方式。

中国专利CN108119115A公开了一种连续油管稠油加热装置的使用方法，该装置由连续油管、多级电热管组和多级补偿器组成，连续油管内腔穿有三芯动力电缆，在连续油管内腔下部安设绝缘密封层，将三芯动力电缆密封并分隔开，并在连续油管的底部安装多级补偿器和电多级热管组，底部连接引鞋；通过井口注入冷空气，经过连续油管底部设有的加热装置来完成对冷空气的加热，形成的热空气对稠油层进行加热，而且设有补偿器可以解决不同材质的保护和电加热管的膨胀问题。但该装置存在如下问题：未考虑地面配套设备；不具备井下温度测量、控制和数据传输功能；电阻丝加热寿命较短，影响施工进度，加大施工成本；电阻丝一部分电能转换为光能，加大能量损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下高温可控的电加热装置，该装置原理可靠，操作简便，可用于致密气藏高温电加热增产，通过连续油管下入加热装置直接加热储层以改善其渗流能力，并在地面实时监测及控制井下温度，为致密气藏储层保护及高效开发提供一种新的技术手段。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置对致密气藏储层进行高温加热的方法，该方法通过高效加热储层，提高致密气井单井产能，且经济成本低，安全环保，不会对储层造成二次损害，具有广阔的市场应用前景。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种井下高温可控的电加热装置，主要由温度测量与控制系统、铠装电缆、信号转换器、井下电加热装置、连续油管、套管、信号传输光缆、排出管线、气液冷却分离室、废物处理室、储气室、温度传感器组成。