一种热采防污染管柱.pdf

1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410663827022申请日20141119E21B43/24200601E21B17/0020060171申请人中国海洋石油总公司地址100010北京市东城区朝阳门北大街25号申请人中海油田服务股份有限公司72发明人孙永涛刘花军赵利昌胡厚猛杨秋荣马增华顾启林刘海涛王通张伟74专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司11262代理人惠磊曲鹏54发明名称一种热采防污染管柱57摘要本申请涉及一种热采防污染管柱，包括顺序连接的热采封隔器、插管密封器、热采井下开关和第一隔热油管形成的固定管柱段及可拆管柱段，所述第一隔热油管上有控制所述第一隔热油管向油层

2、注热的注热阀，所述固定管柱段与所述可拆管柱段根据生产阶段不同组合。当可拆管柱段为生产套管、注热管柱段和采油管柱段时，分别形成试压、注热和采油时的一体化管柱，此一体化管柱避免更换注热管柱和采油管柱时需要多次压井，压井液容易污染油层，减小多轮次吞吐井气窜风险，提高多元热流体吞吐效果和经济效益。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图6页10申请公布号CN104453815A43申请公布日20150325CN104453815A1/1页21一种热采防污染管柱，其特征在于包括顺序连接的热采封隔器、插管密封器、热采井下开关和第一隔热油管形成的固定管柱段及

3、可拆管柱段，所述第一隔热油管上有控制所述第一隔热油管向油层注热的注热阀，所述固定管柱段与所述可拆管柱段根据生产阶段不同组合。2如权利要求1所述的热采防污染管柱，其特征在于所述可拆管柱段为生产套管，所述热采封隔器悬挂在所述生产套管内，所述热采封隔器为不带丢手的热采封隔器。3如权利要求1所述的热采防污染管柱，其特征在于所述可拆管柱段为注热管柱段，所述注热管柱段一端依次穿过所述热采封隔器、插管密封器、热采井下开关的弹片，所述注热管柱段插入所述热采井下开关打开形成注热通道，所述注热管柱段拨出所述热采井下开关关闭，注热通道关闭。4如权利要求3所述的热采防污染管柱，其特征在于所述注热管柱段包括顺序连接的第

4、二隔热油管、耐高温气举阀和第一密封插管，所述第一密封插管的下端依次穿过所述热采染封隔器、所述插管密封器，其下端顶开所述热采井下开关的弹片形成注液通道；注热结束，将所述注热管柱段拨出，所述热采井下开关弹片复位，所述热采井下开关关闭。5如权利要求3所述的热采防污染管柱，其特征在于所述注热管柱段还包括耐热井下安全阀，所述耐热井下安全阀安装在所述第二隔热油管上。6如权利要求1所述的热采防污染管柱，其特征在于所述可拆管柱段为采油管柱段，所述采油管柱段一端依次穿过所述热采封隔器、插管密封器和热采井下开关，所述采油管柱段端部插入所述热采井下开关时，所述热采井下开关的弹片打开形成采油通道，所述采油管柱段拨出所

5、述热采井下开关时，所述弹片复位采油通道关闭。7如权利要求6所述的热采防污染管柱，其特征在于所述采油管柱段包括由生产油管依次连接的堵塞器座、滑套、单向阀、带孔管和第二密封插管，所述第二密封插管的一端穿过所述热采染封隔器、所述插管密封器和所述热采井下开关，其端部顶开所述热采井下开关的弹片形成采油通道，其端部拨出所述热采井下开关，弹片复位采油通道关闭。8如权利要求6或7所述的热采防污染管柱，其特征在于所述采油管柱段包括还包括潜油电泵，所述潜油电泵与所述生产油管和所述堵塞器座通过Y接头连通。9如权利要求8所述的热采防污染管柱，其特征在于所述采油管柱段还包括井下安全阀，所述井下安全阀安装在所述生产油管上

6、。10如权利要求6或7或9所述的热采防污染管柱，其特征在于所述采油管柱段还包括过电缆封隔器，所述过电缆封隔器安装在所述井下安全阀和所述堵塞器座之间的所述生产油管上。权利要求书CN104453815A1/4页3一种热采防污染管柱技术领域0001本发明涉及一种海上采油工程技术领域，特别是涉及一种海上稠油热采油管柱。背景技术0002多元热流体吞吐是开发海上稠油油田的经济、有效的技术方法，通过注入多元热流体，提高油层温度降低原油粘度，提高原油的流动能力，同时注入的氮气有助于扩大多元热流体的波及范围、增能保压，注入的二氧化碳对稠油具有溶解、溶胀降粘的作用，达到提高原油采收率的目的。0003由于设备和空间

7、的限制以及电潜泵和电缆无法满足高温的需求，目前海上稠油油田热流体吞吐采用注热和采油两根独立的管柱，也就是注热时下入注热管柱，注热结束转入生产阶段时，将注热管柱起出，再下入采油管柱；一个吞吐周期就需要完成放注热管柱、起出注热管柱、下入采油管柱、起出采油管柱作业。多次作业将发生多次压井带来的风险是一、如果压井液与地层的配物性不好，容易对油层产生污染的风险；二、多次压井，压井液容易吸收井筒周围热量，使近井地带温度降低，对油层造成冷伤害，会存在转抽过程中后开井困难，甚至将油井压死的风险。发明内容0004本发明提供一种热采防污染管柱，其目的是避免在采油过程中，由于多次更换管柱而导致采油量下降及油品污染的

8、问题。0005为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下0006一种热采防污染管柱，包括顺序连接的热采封隔器、插管密封器、热采井下开关和第一隔热油管形成的固定管柱段及可拆管柱段，所述第一隔热油管上有控制所述第一隔热油管向油层注热的注热阀，所述固定管柱段与所述可拆管柱段根据生产阶段不同组合。0007进一步地，所述可拆管柱段为生产套管，所述热采封隔器悬挂在所述生产套管内，所述热采封隔器为不带丢手的热采封隔器。0008进一步地，所述可拆管柱段为注热管柱段，所述注热管柱段一端依次穿过所述热采封隔器、插管密封器、热采井下开关的弹片，所述注热管柱段插入所述热采井下开关打开形成注热通道，所述注热管柱段拨

9、出所述热采井下开关关闭，注热通道关闭。0009进一步地，所述注热管柱段包括顺序连接的第二隔热油管、耐高温气举阀和第一密封插管，所述第一密封插管的下端依次穿过所述热采染封隔器、所述插管密封器，其下端顶开所述热采井下开关的弹片形成注液通道；注热结束，将所述注热管柱段拨出，所述热采井下开关弹片复位，所述热采井下开关关闭。0010进一步地，所述注热管柱段还包括耐热井下安全阀，所述耐热井下安全阀安装在所述第二隔热油管上。0011进一步地，所述可拆管柱段为采油管柱段，所述采油管柱段一端依次穿过所述热采封隔器、插管密封器和热采井下开关，所述采油管柱段端部插入所述热采井下开关时，所说明书CN104453815

10、A2/4页4述热采井下开关的弹片打开形成采油通道，所述采油管柱段拨出所述热采井下开关时，所述弹片复位采油通道关闭。0012进一步地，所述采油管柱段包括由生产油管依次连接的堵塞器座、滑套、单向阀、带孔管和第二密封插管，所述第二密封插管的一端穿过所述热采染封隔器、所述插管密封器和所述热采井下开关，其端部顶开所述热采井下开关的弹片形成采油通道，其端部拨出所述热采井下开关，弹片复位采油通道关闭。0013优选地，所述采油管柱段包括还包括潜油电泵，所述潜油电泵与所述生产油管和所述堵塞器座通过Y接头连通。0014优选地，所述采油管柱段还包括井下安全阀，所述井下安全阀安装在所述生产油管上。0015优选地，所述

11、采油管柱段还包括过电缆封隔器，所述过电缆封隔器安装在所述井下安全阀和所述堵塞器座之间的所述生产油管上。0016本发明和现有技术相比，具有如下有益效果0017本发明中的注热管柱和采油管柱共用热采封隔器、插管密封器、热采井下开关和第一隔热油管形成的固定管柱段，注热阶段，将注热管柱段与固定管柱段连接，热采井下开关打开，注热结束，将注热管柱段与固定管柱段分离，热采井下开关关闭。生产阶段，将采油管柱段与固定管柱段连接，热采井下开关打开形成采油通道，采油结束，将采油管柱段拨出，热采井下开关关闭。避免更换注热管柱和采油管柱时需要多次压井，压井液容易污染油层，减小多轮次吞吐井气窜风险，提高多元热流体吞吐效果和

12、经济效益。附图说明0018图1是注热前验封阶段管柱连接示意图。0019图2是悬挂阶段管柱连接示意图。0020图3是热采阶段管柱连接示意图。0021图4是安装有耐高温井下安全阀的热采管柱段连接示意图。0022图5是采油管柱段连接示意图。0023图6是安装有井下安全阀和过电缆封隔器的采油管柱段连接示意图。0024附图标记1生产套管、2普通油管、3第一热采封隔器、4插管密封器、5热采井下开关、6第一隔热油管、7均衡注热阀、8第二热采封隔器、9第二隔热油管、10耐高温气举阀、11第一密封插管、12生产油管、13Y接头、14堵塞器座、15潜油电泵、16滑套、17单流阀、18带孔管、19第二密封插管、20

13、耐高温井下安全阀、21井下安全阀、22过电缆封隔器。具体实施方式0025为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。0026本申请的核心思想是海上稠油注热采油生产过程中，将原来两根独立的注热管柱和采油管柱，设置为两者共同区段的固定管柱段，根据生产阶段需要，将其于管柱段与固定说明书CN104453815A3/4页5管柱段连接，此管柱形式，避免了生产过程中多次压井而导致的油品污染、采油效率及出油率下降的问题。0027本申请的实施例一，如图3所示，图3为热采阶段管柱连接示

14、意图。一种热采防污染管柱，在生产套管1的下部内，自上而下顺序连接的第二隔热油管9、耐高温气举阀10、第一密封插管11、第二热采封隔器8，插管密封器4、热采井下开关5、第一隔热油管6，第一隔热油管6上间隔安装有均衡注热阀7。其中，第二热采封隔器8，插管密封器4、热采井下开关5、第一隔热油管6及均衡注热阀7为固定管柱段；第二隔热油管9、耐高温气举阀10、第一密封插管11形成的管柱段为注热管柱段，是在注热阶段后安装的，连接时，第一密封插管11的下端依次穿过第二热采封隔器8，插管密封器4、热采井下开关5，当穿过热采井下开关5时，第一密封插管11的下端顶开热采井下开关5的弹片，实现上部注热管柱段与下部固

15、定管柱段的贯通。其中，第二热采封隔器8为不带丢手的热采封隔器，其丢手在验封完毕后，和验封阶段的普通油管2一起起出，如图2所示。0028为了确保注热阶段的生产安全，优选的一种方式如图4所示，在图3的基础上，在第二隔热油管9上安装了耐高温井下安全阀20。0029本申请的实施例二，参见图5，自上而下顺序连接的生产油管12、堵塞器座14、滑套16、单流阀17、带孔管18、第二密封插管19、第二热采封隔器8，插管密封器4、热采井下开关5、第一隔热油管6，第一隔热油管6上间隔安装有均衡注热阀7。其中，生产油管12底部和堵塞器座14之间通过Y接头13的两个接口连接，Y接头13的另一个接头连接潜油电泵15的输

16、出端。其中，生产油管12、潜油电泵15、堵塞器座14、滑套16、单流阀17、带孔管18、第二密封插管19为在采油生产阶段安装的采油管柱段，第二热采封隔器8，插管密封器4、热采井下开关5、第一隔热油管6，第一隔热油管6上间隔安装有均衡注热阀7为与注热阶段共用的固定管柱段。0030采油管柱段与固定管柱段连接时，第二密封插管19的下端依次穿过第二热采封隔器8，插管密封器4到达热采井下开关5、其下端顶开热采井下开关5的弹片，形成贯通的采油通道，一个吞吐完成，采油管柱段整体起出，第二密封插管19从热采井下开关5内拨出，弹片复位，采油通道关闭。在5中潜油电泵15的电缆从生产油管12与生产套管1之间的通过，

17、作为一种优选的方式，可在生产油管12上同时或分别安装井下安全阀21、过电缆封隔器22，如图6所示。0031采用上述技术方案的进行海上稠油热采实施过程的一个吞吐步骤如下0032步骤一，对固定管柱段进行验封；具体过程如下0033将依次连接的第一热采封隔器3，插管密封器4、热采井下开关5、间隔安装有均衡注热阀7的第一隔热油管6通过普通油管2下入生产套管1中的指定位置，其中，均衡注热阀7应与指定油层相对，安放好的管柱如图1所示；随后投球、普通油管2打压至第一热采封隔器3的坐封压力，第一热采封隔器3的卡瓦和密封件相继坐封，坐封完毕，通过普通油管2和生产套管1的环空打压进行验封，验封过程中保持油压不泄，环

18、空压力不降则验封合格，放掉环空压力，验封完毕。0034步骤二，将固定管柱段悬挂在生产套管1上；具体过程如下0035继续打油压至第一热采封隔器3的丢手压力，油压发生突降，使热采防污染封隔器丢手成功，过后起出油管和丢手，带丢有的第一热采封隔器3变成没有丢手的第二热采说明书CN104453815A4/4页6封隔器8，第二热采封隔器8连接下部的插管密封器4、热采井下开关5、间隔安装有均衡注热阀7的第一隔热油管6悬挂在生产套管1内，热采井下开关5的弹片未被触及未关闭状态，管柱的连接状态如图2所示。0036步骤三，形成注热管柱，并注热流体；具体过程如下0037将顺序连接的第二隔热油管9、耐高温气举阀10、

19、第一密封插管11、下入生产套管1中，第一密封插管11的底部穿过第二热采封隔器8及插管密封器4到达热采井下开关5、并顶热采井下开关5，形成注热通道，形成如图3所示的注热管柱，并从第二隔热油管9顶部向注热管柱内注热流体。0038步骤四，注热完成，进行闷井、放喷。0039步骤五，闷井、放喷完成后，将第一密封插管11及与其连接的第二隔热油管9、耐高温气举阀10提出生产套管1，由于第一密封插管11拨出热采井下开关5，弹片复位，热采井下开关5关闭；0040步骤六，安装采油管柱段，形成采油通道，并开启潜油电泵15抽取油料。具体过程为自上而下顺序连接的生产油管12、堵塞器座14、滑套16、单流阀17、带孔管1

20、8、第二密封插管19下入生产套管1内，第二密封插管19的底部依次通过第二热采封隔器8，插管密封器4、到达热采井下开关5，并顶开热采井下开关5的弹片形成贯通的采油通道，采油管道形成后，开启潜油电泵15，泵抽采油管柱内的油料，形成的采油管柱如图5所示。0041步骤七，完成泵抽，准备转入下一轮吞吐时，上提采油管柱段，热采井下开关5的弹片复位，热采井下开关5关闭，管柱恢复到如图2所示的第二热采封隔器8悬挂在生产套管1的状态。0042虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。说明书CN104453815A1/6页7图1说明书附图CN104453815A2/6页8图2说明书附图CN104453815A3/6页9图3说明书附图CN104453815A4/6页10图4说明书附图CN104453815A5/6页11图5说明书附图CN104453815A6/6页12图6说明书附图CN104453815A