[发明专利]超导热管冷凝法油井选择性堵水技术

说明书

技术领域

本发明属于石油开发领域。 

背景技术

本发明是针对水平油井一旦见水，含水便短时间迅速飙升、倒灌、水淹直至无法开采的难题而研发的。由于水平井结构的原因，对水平油井产水层段不能像垂直井那样，用机械封隔器卡封，只能用化学办法对全井实施大剂量选择性堵水，且不说这样做费用昂贵，仅就目前选堵剂的性能来说，也是差强人意，要么强度低、堵水能力差、对高产水层段堵不住，要么选择性差、不管水油一齐堵掉，致使水平油井产水问题始终不能很好解决，严重影响了水平井的开采价值和效果效益。 

发明内容

针对水平油井的产水问题，本发明以制冷机、致冷剂和低沸点介质超导热管组成快速降温系统，可在冬季于短时间(5-24小时)内使油井近井地层冷却到地层原油凝固点以下、地层水凝固点以上温度，使高含油高产油层段因原油凝固而堵塞、而高含水高产水层段却保持渗流顺畅；在此状态下，用连续油管将降了温的化堵液注入水平油井内，化堵液便自动挤进高含水高产水层段、而无法进入高含油高产油层段，后撤除超导热管等降温设施，经过顶替、憋压关井、地温恢复、候凝候融，挤入高含水高产水层段的化堵液便受热固化形成固体、堵死高含水高产水层段，而地层原油却吸热融化粘降塞除、恢复高含油高产油层段渗流畅通，达到利用科学，抑制产水，增加产油，实现堵水增油的选堵目的。 

附图说明

图1为低沸介质超导热管刚刚插入高含水油井井筒时的示意图。图中各部分名称分别是(1)制冷机(2)制冷机冷热交换管(3)致冷剂(4)超导热管(5)大部分汽化了的低沸点工作质(6)油井静液面(7)油井井筒(8)未冷却时高含水的油水混合液(9)含油地层(10)一般地层(11)油层出油层段(12)油层高产水层段；图中绘出了想象的高产水高含水层段(12)高含油高产油层段(11)的虚拟分布，绘制了油井井筒(7)内高含水产出液(8)和低沸点超导介质(5)在高油井温度下的情形，及超导热管(4)顶端致冷剂(3)与制冷机(1)通过冷热交换管(2)进行冷却散热的运转机理。图1描述的是油层温度50℃(一般原油凝固点高于15℃)、地表气温0℃左右、超导热管所选介质的沸点0-5℃情况下，超导热管刚插进油井井筒时的情形：因温度较高，井筒油水处于混合均一的液态，超导热管下部介质便急速吸热汽化，而其上部介质因与大量低温(低于-20℃)致冷剂隔金属壁相邻便快速放热液化，从而使井筒内液体及近井地层的热量被快速转移给致冷剂和散热介质(冷空气或冰水)，在短期内(5-24小时) 便使井筒内外温度下降到0-5℃超导介质的沸点范围，达到如图2所示的状态。 

图2为井筒内外降温至超导介质沸点时的井筒状态示意图。(也叫井筒及其内外液体降温后的示意图)图中各部分名称分别是(13)液化了的低沸点工作质(14)降温冷却析出的凝固原油(15)降温冷却保持流态的油井污水(16)冷却降温稠化凝固了的地层原油和出油通道(17)冷却降温后保持畅通的地层出水通道。此时因温度明显降低而致井内油水分离、井外高含油高产油层段原油发生凝固而高产水高含水层段地层水却保持良好的流态。判断此状态是否达到可测量超导热管顶端外壁的温度，只要此温度达到超导介质的沸点，则井下原油凝固，否则制冷机就继续运转至达此状态并维持，再进入图3的状态。 

图3为用连续油管向井筒和地层挤注低温化堵液的示意图。(也叫低温冷却状态下用连续油管挤注堵水剂的示意图)图中各部分名称分别是(18)连续油管(19)堵水剂溶液(20)挤入了堵水剂溶液的产水地层。为确保施工效果，符合要求的化堵液(19)应具备低温(超导介质沸点)粘度低流动性好、高温(地层温度)会固化成不溶于水固体的性能。在图2状态末期将化堵液(19)挤入地层，则化堵液只能进入渗流畅通的高产水高含水层段而无法进入高含油高产油层段。之后经过如图4的顶替、拔出井下管柱、憋压关井和恢复地温，达到图5的选堵结果和图6的施工效果，完成整个施工。 

图4为挤注完顶替液、拔出双管憋压关井等待地温恢复阶段的示意图。(也叫挤完堵水剂和顶替液施工结束憋压关井时示意图)图中各部分名称分别是(21)顶替液。 

图5为地层温度恢复后井下原油融化堵水剂固化阶段的示意图。(也叫施工结束憋压关井地层温度恢复后示意图)图中各部分名称分别是(22)地温恢复堵剂受热凝固后的出水井段(23)地温恢复原油受热融化后的产油地层。 

图6为施工结束再次开井恢复生产阶段的井筒地层示意图。(也叫施工后再次恢复生产时的示意图)图中各部分名称分别是(24)施工结束后含水大幅度降低了的油水混合液。 

具体实施方式