[发明专利]蒸汽与声波复合吞吐采油方法及装置

说明书

本发明涉及到从井中开采原油技术领域，特别是有关稠油热采和声波技术同时并用的蒸汽与声波复合吞吐采油方法及装置。

注蒸汽采油技术是国内外开采稠油常用的已有技术。声波技术应用于常规稀油开采也只处于试用阶段。前者是利用注入蒸汽的热效应使稠油降低黏度，从而改善采集条件，提高采收率。后者是利用声波的机械振动和波动的能量，疏通油层介质的孔隙通道，降低岩孔的流体阻力，从而改善井下采集条件，提高采收率。注蒸汽采油技术只是利用了蒸汽的潜热值，而注入蒸汽时的动能却未得到利用。由于这部分能量潜力相当可观，所以直接影响到采油技术经济指标的提高和产出投入比的提高。声波采油技术从检索到的30多篇美国专利文献来看，其发声机制都是利用电力做能源。例如，美国专利US4295779，US4341505，US4398870，US4381177，US4449892等，其声压波泵系统均用电机驱动。不但要耗用大量电能，而且在井下高温、高压、高湿和高腐蚀性的特殊环境中，给密封和电绝缘带来一系列技术难题，所以未见在热力采油工艺中应用。到目前为止，还未发现注蒸汽和声波同时并用的热力采油技术方法。

鉴于上述已有技术的缺点和不足之处，本发明的目的就在于创建一种注入蒸汽和声波同时并用的热力采油技术方法，并且为实施该方法而提供一种井下蒸汽动力声波发生器。由该声波发生器将注入蒸汽的部分动能转化为声能，既能进一步改善井下原油采集条件和提高稠油采收率，又能进一步提高产油注汽比，全面提高稠油热采技术经济指标，更加降低原油生产成本。

上述目的是通过采用一种蒸汽和声波复合吞吐采油新方法及其专用的井下蒸汽动力声波发生器实现的。

所谓蒸汽与声波复合吞吐采油方法，是以原来的稠油热采工艺流程为基础，即首先对水进行处理，然后通过蒸汽锅炉将水变成高温高压蒸汽，再进行汽水分离，将干度在95%以上的蒸汽送到分离器，最后通过蒸汽吞吐采油注汽管将此蒸汽注入油井中。本发明的基本技术特征就是在该注汽管系统最下端的封隔器下端安装一个井下蒸汽动力声波发生器，构成新的井下注汽系统。在向井下注入高温高压蒸汽的同时，既利用了蒸汽的热能产生的热效应，同时还利用了流态蒸汽的动能作为井下声波发生器的动力源，将此动能转化成为声波。此声波在发挥其固有声效应的同时，还对注入井内的蒸汽起到了先导疏通作用，为其热效应的扩散创造了有利条件，提高了热力波及体积。在蒸汽热能和声能双重作用下效果更好。

上述蒸汽动力声波发生器，由两个或多个单元串联组成。上单元由连接环、内筒、蒸汽室、喷嘴、共振腔、连接法兰和隔圈组成。连接环在其最上端，内筒是每个单元的主体部分，其上端通过连接环与封隔器下端相连。内筒圆周均布着若干出汽孔，出汽孔外围是环形蒸汽室，蒸汽室下端是环状喷嘴。内筒下半部分外围是环形共振腔。共振腔下端与连接法兰固定安装成一体。内筒的下端也固定安装在连接法兰上。隔圈固定安装在内筒内壁上，处于共振腔部位。下端单元的不同之处仅在于，其内筒上端与上一单元的连接法兰相连，其下端是法兰组合件。中间单元则通过连接法兰与上下单元相串联，其结构形式同上。

上述多单元声波发生器的上单元蒸汽室，由汽室上盖、汽室外壁、喷嘴及其内筒外壁围成。其下单元和中间单元的蒸汽室，由连接法兰、汽室外壁、喷嘴及其内筒外壁围成。内筒壁上出汽孔的高度位置处于蒸汽室中部。

上述声波发生器各个单元的共振腔，均由共振腔外壁、内筒壁和连接法兰围成。其上端开放下端封闭。

上述声波发生器下端的法兰组合件，由连接法兰、末端法兰、活动法兰和法兰螺栓组成。通过活动法兰将一个簧片哨安装在声波发生器的最下端。此簧片哨的作用是利用注汽管中冷凝水作动力发出声波。也可用带有一个小孔的圆板代替簧片哨，将尾部封住，从小孔排出冷凝水。

本发明的最突出优点是产出投入比高于已有的注入蒸汽稠油热采工艺。其根本原因之一是巧妙地将注入蒸汽原来未被利用的动能转化成为声能而被利用;原因之二是声波本身不但能改善井下采油条件，而且由于声波的先导疏通作用，能进一步发挥蒸汽的热效应。还由于井下动力声波发生器不需用电做动力，不但节省了大量电能，而且避免了井下设备的绝缘、密封、耐压等一系列技术难题，使故障率大大降低，工作更加安全可靠。该方法不需改变原稠油热采工艺流程，也不增加作业设施和人员，很便于推广应用。

附图1是以稠油热采工艺流程为基础的本发明的工艺方法示意图。

附图2是本发明的井下安装工况示意图。

附图3是本发明的井下蒸汽动力声波发生器结构示意图。

结合附图对本发明的实施例详述如下：