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1、10申请公布号CN103758496A43申请公布日20140430CN103758496A21申请号201410001417X22申请日20140102E21B43/16200601E21B43/2420060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号72发明人宋阳贺梦琦彭松良曲绍刚王智博杨宝春袁爱武王玲74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人董惠石54发明名称一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法57摘要本发明提供一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法，该氮气驱同心分层注汽管柱包括外管管柱，包括由上至下依次连接的外管、上封隔器、第一筛管及下封。
2、隔器，下封隔器的下端通过接箍连接有密封器；内管管柱，包括由上至下依次通过油管连接的内管、密封管及第二筛管，第二筛管的底部连接有丝堵，当内管管柱插设于外管管柱时，内管与外管管柱之间形成有环形空间，密封管则卡接固定在密封器的内腔中，且其外侧壁与密封器的内侧壁对应密贴，第二筛管位于密封器的下侧。本发明的氮气驱同心分层注汽管柱及方法，通过对各层段注汽量的调节和控制，加强对注入氮气的控制能力，实现储层均匀动用，提高注氮气开采经济效益。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图2页19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5页附图2页10申请公布号CN103758496ACN10。
3、3758496A1/1页21一种氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述氮气驱同心分层注汽管柱包括外管管柱，包括由上至下依次连接的外管、上封隔器、第一筛管及下封隔器，所述下封隔器的下端通过接箍连接有密封器；内管管柱，包括由上至下依次通过油管连接的内管、密封管及第二筛管，所述第二筛管的底部连接有丝堵，当所述内管管柱插设于所述外管管柱时，所述内管与所述外管管柱之间形成有环形空间，所述密封管则卡接固定在所述密封器的内腔中，且其外侧壁与所述密封器的内侧壁对应密贴，所述第二筛管位于所述密封器的下侧。2如权利要求1所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述密封器为一管柱，其内侧壁凸设有一环部，所述环部。
4、的内侧面由上至下依次形成有一锥面及一第一环面，所述锥面下端的内径与所述第一环面的内径相同，并小于所述锥面上端的内径，所述密封管的外侧壁依次设有一接合面及第二环面，所述接合面与所述锥面的形状相匹配，两者对应密贴并卡合固定，所述第二环面则对应与所述第一环面相密封接触。3如权利要求2所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述锥面上沿轴向均布有多个凸部，所述接合面上则沿轴向均布有多个凹部，各所述凸部对应嵌设在各所述凹部内。4如权利要求3所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述凸部及凹部为环状结构，对应设置于所述锥面及接合面上。5如权利要求1所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述上封隔。
5、器、第一筛管及下封隔器之间进一步依次通过油管管柱相连接。6如权利要求1所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其特征在于，所述上封隔器及下封隔为Y521型封隔器或Y453型封隔器。7一种氮气驱同心分层注汽方法，采用如权利要求1至5中任一项所述的氮气驱同心分层注汽管柱，所述氮气驱同心分层注汽方法包括以下步骤A将所述外管管柱下入井筒内的指定位置，使所述第一筛管的位置与井下的上侧油层相对，随后，坐封所述上封隔器及下封隔器，以将所述外管管柱与井筒之间的油套环空分隔为上环空、中环空及下环空；B将所述内管管柱插设于所述外管管柱，以组成同心管柱，并使所述第二筛管的位置与井下的下侧油层相对，其中，所述内管与所述外管管柱。
6、之间形成有环形空间，所述密封管的外侧壁及所述密封器的内侧壁对应密贴并卡合固定；C从地面分别向所述环形空间、内管中注入氮气，其中，注入所述环形空间的氮气经所述第一筛管、中环空进入该上侧油层，注入所述内管中的氮气由所述第二筛管、下环空进入该下侧油层。8如权利要求7所述的氮气驱同心分层注汽方法，其特征在于，在步骤B与步骤C之间，还包括步骤B1向所述外管管柱与所述井筒之间形成的上环空内注入井筒保护液，使所述井筒保护液填充于所述上封隔器的上侧。权利要求书CN103758496A1/5页3一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法技术领域0001本发明涉及一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法，适用于需要分层注氮气驱开采。
7、的稀油、高凝油或稠油油藏。背景技术0002目前，国内多个油田应用注氮气驱开采工艺技术提高难动用储量采收率，主要包括块状潜山裂缝油气藏、块状砂砾岩油气藏、低渗砂岩油气藏、非常规油气藏等。其机理主要有三个方面一是利用氮气良好的膨胀性进行弹性驱；二是利用氮气不溶于水的特点进行水锥、水窜控制；三是利用氮气的重力分异作用进行气顶驱。然而，目前采用的注氮气管柱一般是采用笼统注汽的方式，存在以下方面的问题一、是无法对注入氮气进行控制；二、无法实现储层均匀动用；三、气窜较严重，采注比低，进而严重影响了经济效益。0003因此，很有必要设计一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法，以克服现有技术的缺陷。发明内容0004本。
8、发明的目的是在于提供一种氮气驱同心分层注汽管柱及方法，通过对各层段注汽量的调节和控制，加强对注入氮气的控制能力，实现储层均匀动用，提高注氮气开采经济效益。0005为此，本发明提出一种氮气驱同心分层注汽管柱，其包括0006外管管柱，包括由上至下依次连接的外管、上封隔器、第一筛管及下封隔器，所述下封隔器的下端通过接箍连接有密封器；0007内管管柱，包括由上至下依次通过油管连接的内管、密封管及第二筛管，所述第二筛管的底部连接有丝堵，当所述内管管柱插设于所述外管管柱时，所述内管与所述外管管柱之间形成有环形空间，所述密封管则卡接固定在所述密封器的内腔中，且其外侧壁与所述密封器的内侧壁对应密贴，所述第二筛。
9、管位于所述密封器的下侧。0008如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其中，所述密封器为一管柱，其内侧壁凸设有一环部，所述环部的内侧面由上至下依次形成有一锥面及一第一环面，所述锥面下端的内径与所述第一环面的内径相同，并小于所述锥面上端的内径，所述密封管的外侧壁依次设有一接合面及第二环面，所述接合面与所述锥面的形状相匹配，两者对应密贴并卡合固定，所述第二环面则对应与所述第一环面相密封接触。0009如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其中，所述锥面上沿轴向均布有多个凸部，所述接合面上则沿轴向均布有多个凹部，各所述凸部对应嵌设在各所述凹部内。0010如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其中，所述凸部及凹部为。
10、环状结构，对应设置于所述锥面及接合面上。0011如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其中，所述上封隔器、第一筛管及下封隔器之间进一步依次通过油管管柱相连接。说明书CN103758496A2/5页40012如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，其中，所述上封隔器及下封隔为Y521型封隔器或Y453型封隔器。0013本发明还提出一种氮气驱同心分层注汽方法，采用如上所述的氮气驱同心分层注汽管柱，所述氮气驱同心分层注汽方法包括以下步骤0014A将所述外管管柱下入井筒内的指定位置，使所述第一筛管的位置与井下的上侧油层相对，随后，坐封所述上封隔器及下封隔器，以将所述外管管柱与井筒之间的油套环空分隔为上环空、中环。
11、空及下环空；0015B将所述内管管柱插设于所述外管管柱，以组成同心管柱，并使所述第二筛管的位置与井下的下侧油层相对，其中，所述内管与所述外管管柱之间形成有环形空间，所述密封管的外侧壁及所述密封器的内侧壁对应密贴并卡合固定；0016C从地面分别向所述环形空间、内管中注入氮气，其中，注入所述环形空间的氮气经所述第一筛管、中环空进入该上侧油层，注入所述内管中的氮气由所述第二筛管、下环空进入该下侧油层。0017如上所述的氮气驱同心分层注汽方法，其中，在步骤B与步骤C之间，还包括步骤B1向所述外管管柱与所述井筒之间形成的上环空内注入井筒保护液，使所述井筒保护液填充于所述上封隔器的上侧。0018本发明提供。
12、的氮气驱同心分层注汽管柱及方法，实现了注氮气驱井的井下分层注汽，通过对各层段注汽量的调节和控制，加强对注入氮气的控制能力，实现储层均匀动用，提高采注比，延长注气周期，提升注气效果及注氮气开采经济效益。附图说明0019以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中0020图1为本发明的氮气驱同心分层注汽管柱的组成结构示意图。0021图2为图1中A处的局部放大图，图中显示的密封器与密封管处于分开状态。0022主要元件标号说明002311外管12上封隔器002413第一筛管14下封隔器0025141接箍15密封器0026150环部151锥面00271511凸部152第一环面0。
13、02816油管管柱20油管002921内管22密封管0030221接合面2211凹部0031222第二环面23第二筛管003224丝堵H环形空间具体实施方式0033本发明提供一种氮气驱同心分层注汽管柱，其包括外管管柱，包括由上至下依说明书CN103758496A3/5页5次连接的外管、上封隔器、第一筛管及下封隔器，所述下封隔器的下端通过接箍连接有密封器；内管管柱，包括由上至下依次通过油管连接的内管、密封管及第二筛管，所述第二筛管的底部连接有丝堵，当所述内管管柱插设于所述外管管柱时，所述内管与所述外管管柱之间形成有环形空间，所述密封管则卡接固定在所述密封器的内腔中，且其外侧壁与所述密封器的内侧壁。
14、对应密贴，所述第二筛管位于所述密封器的下侧。0034本发明还提供一种氮气驱同心分层注汽方法，包括以下步骤将所述外管管柱下入井筒内的指定位置，使所述第一筛管的位置与井下的上侧油层相对，随后，坐封所述上封隔器及下封隔器，以将所述外管管柱与井筒之间的油套环空分隔为上环空、中环空及下环空；将所述内管管柱插设于所述外管管柱，以组成同心管柱，并使所述第二筛管的位置与井下的下侧油层相对，其中，所述内管与所述外管管柱之间形成有环形空间，所述密封管的外侧壁及所述密封器的内侧壁对应密贴并卡合固定；从地面分别向所述环形空间、内管中注入氮气，其中，注入所述环形空间的氮气经所述第一筛管、中环空进入该上侧油层，注入所述内。
15、管中的氮气由所述第二筛管、下环空进入该下侧油层。0035本发明的氮气驱同心分层注汽管柱及方法，能实现注氮气驱井的井下分层注汽，加强对注入氮气的控制能力，保证了储层均匀动用，进而提高了采注比，延长了注气周期，提高了注气效果，提高了注氮气驱开采经济效益，同时保证了注气管柱的气密封性。0036为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的氮气驱同心分层注汽管柱及方法的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对。
16、本发明加以限制。0037图1为本发明的氮气驱同心分层注汽管柱的组成结构示意图。图2为图1中A处的局部放大图，图中显示的密封器与密封管处于分开状态。0038如图1所示，本发明提出的氮气驱同心分层注汽管柱，其包括外管管柱及内管管柱。其中，所述外管管柱包括由上至下依次连接的外管11、上封隔器12、第一筛管13及下封隔器14，所述下封隔器14的下端通过接箍141连接有密封器15；0039所述内管管柱，包括由上至下依次通过油管20连接的内管21、密封管22及第二筛管23，所述第二筛管23的底部连接有丝堵24，当所述内管管柱插设于所述外管管柱时，所述内管21与所述外管管柱之间形成有环形空间H，所述密封管2。
17、2则卡接固定在所述密封器15的内腔中，且其外侧壁与所述密封器15的内侧壁对应密贴，所述第二筛管23位于所述密封器15的下侧。0040其中，请一并参见图2，所述密封器15为一管柱，其内侧壁凸设有一环部150，所述环部150的内侧面由上至下依次形成有一锥面151及一第一环面152，所述锥面151下端的内径与所述第一环面152的内径相同，并小于所述锥面151上端的内径，所述密封管22的外侧壁依次设有一接合面221及第二环面222，所述接合面221与所述锥面151的形状相匹配，两者对应密贴并卡合固定，所述第二环面222则对应与所述第一环面152相密封接触。具体而言，所述环部150上端的内径大于其下端的。
18、内径，以使其内侧面形成所述锥面，而所述密封管22的外侧壁制成与该锥面相匹配的另一锥面结构即该接合面，由此，该密封器15与该密封管22通过锥形配合的方式相互卡接固定，既便于两者的相互定位，能达到较佳说明书CN103758496A4/5页6的密封性能。当然，对于密封器15与密封管22的结合方式，不限于以上结构，比如，两者可直接通过紧配合过渡或过盈配合的方式相固定，另外，在下入内管管柱是，当密封管与密封器相接触后，通常是缓慢正转内管管柱，以缓慢增加内管管柱的载荷，以使密封管与密封器具有较好的密封效果。0041其中，为了提高密封器与密封管之间的密封效果，优选所述锥面151上沿轴向均布有多个凸部1511。
19、，所述接合面221上则沿轴向均布有多个凹部2211，各所述凸部1511对应嵌设在各所述凹部2211内。值得一提的是，该凸部的高度及凹部的深度为毫米级，既便于密封器与密封管相互卡接，又利于实现相互密封。0042进一步地，所述凸部1511及凹部2211均为环状结构，对应设置于所述锥面151及接合面221上，即该锥面、接合面的截面呈波浪线状的结构，以提高密封性能。0043另外，所述上封隔器12、第一筛管13及下封隔器14之间进一步依次通过油管管柱16相连接，在工作时，可通过选取不同长度的油管管柱，满足于不同井深的使用需求。0044此外，优选所述上封隔器12及下封隔14为Y521型封隔器，在使用时，通。
20、过旋转、上提并下放外管管柱，即可实现封隔器的坐封，操作简单方便，当然，实际作业中不限于Y521型封隔器，比如，所述上封隔器及下封隔器还可选用Y453型封隔器，由于上述封隔器的坐封过程均为现有技术，在此不作赘述；0045在工作中，该内管管柱插设于外管管柱内，组成同心管柱，再连接于井口装置以下并利用地面管线，分别向环形空间及内管管柱注入氮气，以对应向不同高度的上侧油层、下侧油层所在层段实施氮气驱作业，具体而言，在利用地面管线向井筒内注入氮气的过程中，通过所述外管管柱与内管管柱之间的环形空间注入氮气并进入上侧油层，通过内管管柱注入氮气并进入下侧油层。另外，由于上侧油层、下侧油层各自通过单独的路径实现。
21、注入氮气，因此，可方便的对各油层的氮气注入量进行调控，延长注气周期，实现储层均匀动用，同时能提高采注比，克服现有技术气窜严重的不足。需要指出的是，上述的井口装置及地面管线均为现有技术，在此不作赘述。0046本发明还提出一种氮气驱同心分层注汽方法，该方法采用上述的注汽管柱，具体而言，该氮气驱同心分层注汽方法包括以下步骤0047A将所述外管管柱下入井筒内3的指定位置，使所述第一筛管13的位置与井下的上侧油层41相对，随后，坐封所述上封隔器12及下封隔器14，以将所述外管管柱与井筒3之间的油套环空分隔5为上环空51、中环空52及下环空53；0048B将所述内管管柱插设于所述外管管柱，以组成同心管柱，。
22、并使所述第二筛管23的位置与井下的下侧油层42相对，其中，所述内管21与所述外管管柱之间形成有环形空间H，所述密封管15的外侧壁及所述密封器15的内侧壁对应密贴并卡合固定；0049C从地面分别向所述环形空间H、内管21中注入氮气，其中，注入所述环形空间H的氮气经所述第一筛管13、中环空52进入该上侧油层41，注入所述内管21中的氮气由所述第二筛管23、下环空53进入该下侧油层42，也即，由图所示，氮气通过所述第一筛管13、第二筛管23对应进入该上侧油层41及下侧油层42，以实现对各油层进行氮气驱的作业。0050在步骤A与步骤B之间，还包括步骤B1向所述外管管柱与所述井筒3之间的空间内注入井筒保。
23、护液6，使所述井筒保护液6填充于所述上封隔器14上侧的上环空51内。通过注入井筒保护液，在工作时能平衡外管11的内、外压力，保护外管11及井筒3。说明书CN103758496A5/5页70051本发明提供的氮气驱同心分层注汽管柱及方法，实现了注氮气驱井的井下分层注汽，通过对各层段注汽量的调节和控制，加强对注入氮气的控制能力，实现储层均匀动用，提高采注比，延长注气周期，提升注气效果及注氮气开采经济效益。0052以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。说明书CN103758496A1/2页8图1说明书附图CN103758496A2/2页9图2说明书附图CN103758496A。