[发明专利]一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法

说明书

本发明公开了一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法，涉及稠油热采设备及应用领域，将注蒸汽封隔器设置于压力封隔器的上部，在注汽操作开始之前，先向本发明隔热注汽管柱内注入常温压力水，使压力封隔器首先坐封，使得隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙被分割成上下两段，从而在后续的注汽操作中，可使位于压力封隔器上部的注蒸汽封隔器的外部环境免受蒸汽压力影响，进而保证注蒸汽封隔器顺利坐封，既能使密封性能优良的注蒸汽封隔器充分发挥作用，又能避开其不耐高压的缺陷，进而获得理想的使用效果。

技术领域

本发明涉及稠油热采设备及应用领域，具体涉及一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法。

背景技术

在油田领域中，人们开采稠油油藏的首要任务是稠油稀化，以增加油体的流动性，为后续开采油藏创造条件。到目前为止，最为经济有效，应用最为普遍的稠油稀化办法是“蒸汽吞吐法”。该方法包括以下操作步骤：将隔热注汽管柱，即图5所示的隔热管、伸缩管和注蒸汽封隔器的组件下装到油井的套管腔内；通过该管柱将地面蒸汽锅炉产生的压力蒸汽注入油井内，使注蒸汽封隔器坐封，对井下稠油进行稀化，直至达到预定的注汽量为止；焖井，使油井内的压力蒸汽通过油藏孔隙扩散渗入到油体内部，使之充分稀化，直至焖井周期结束，同时井口压力为零时，将隔热注汽管柱提至井外。这种利用蒸汽吞吐法开采稠油油藏的油井被称为“蒸汽吞吐井”。

按照本领域有关技术标准规定，上述压力蒸汽的主要物理参数值分别为：压力≤17MPa、温度≤350℃。上述隔热注汽管柱的组成零部件的工作环境压力和温度参数的预设值分别为：耐压≤17MPa、耐温≤350℃。自该标准实施以来，按此标准设计制造的隔热注汽管柱在稠油开采过程中发挥了极其重要的作用。但是近两年，随着一种新型稠油油藏的出现，使得该隔热注汽管柱的应用遇到了瓶颈。焦点在于这种新型油藏与以往的稠油油藏相比，其突出特点是孔隙度低，蒸汽渗透速度低，油藏稀释难度大。实验证明，采用“蒸汽吞吐法”稀化这种“低孔低渗”油藏，必须对其注入压力≥22.05MPa、温度≥374.3℃的压力蒸汽，才能达到目的。由于这个温度超过了水汽化的“临界温度”，即374.3℃，为此，人们将这种高温高压蒸汽称之为“超临界蒸汽”，将利用“超临界蒸汽”稀化“低孔低渗”油藏的油井称之为“超临界蒸汽吞吐井”，简称“超临界井”。由于超临界井的蒸汽压力和温度指标远高于现有隔热注汽管柱的工作环境压力和温度的预设值，以致人们在使用这种隔热注汽管柱实施超临界井注汽操作时，出现了以下诸多问题：采用N80材质制造的隔热管，以及采用45#钢制造的伸缩管及封隔器的组成零件发生过量变形，出现功能障碍，甚至脱落井中；热能驱动式注蒸汽封隔器的坐封密封件在尚未充分软化时，其工作环境压力就已经超过了该封隔器坐封驱动压力的设定值，导致其坐封不到位或是基本不坐封，使得隔热注汽管柱外圆与油井套管内孔之间的环形空隙不能封闭，致使通过注汽管柱送入井下的高压高温蒸汽通过该环形空隙返回井口，造成地表套管附近汽液沸腾，四处飞溅，带来严重的人身安全和环境污染隐患。对此，施工单位只好制造了金属板房式的专用井口防护罩及落液槽，对喷溅汽液加以防护和收集，并安排专人监管。然而这种补救措施不仅劳民伤财，而且效果也不尽人意。

发明内容

为解决现有隔热注汽管柱实施超临界井注汽操作时坐封密封件不坐封或坐封不到位导致的高压高温蒸汽返回井口的缺陷，本发明提供一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱及注气方法，在超临界蒸汽吞吐井注汽操作中，可以保证注蒸汽封隔器顺利坐封，确保各组成零部件安全工作，消除了现有技术存在的安全隐患和环境污染隐患。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超临界蒸汽吞吐井隔热注汽管柱，包括相连接的隔热管和伸缩管，还包括至少一个连接于隔热管上的超临界封隔器，以及爆破阀和筛管；超临界封隔器、爆破阀、筛管由上至下依次设置，隔热管底端与爆破阀顶端相接，爆破阀底端与筛管顶端相接，筛管底端设有丝堵；所述的超临界封隔器由自上向下连接为一体的注蒸汽封隔器与压力封隔器组成。

进一步的，所述的注蒸汽封隔器与压力封隔器相互独立，注蒸汽封隔器中心管下端与压力封隔器的上接头螺纹连接，组成超临界封隔器。