[发明专利]水平井井下气液分离井上回注采油系统及其方法

说明书

本发明涉及一种水平井井下气液分离井上回注采油系统，包括分离系统和回注系统，所述分离系统设置在水平井井下的油套环形空间内，所述回注系统设置在水平井井上的地面空间内，在水平井的井口处设置气体收集器；所述分离系统由重力分离区和旋流分离区组成，所述重力分离区和所述旋流分离区均与水平面平行。本发明还涉及一种水平井井下气液分离井上回注采油方法，包括以下步骤：采出液在重力分离区经过重力分离；采出液在旋流分离区利用离心力进一步分离；分离出的气体经过涡轮压缩机增加后回注至地层，分离出的液体采出至地面。采用本发明的系统和方法能够将地层压力维持在原始地层压力的80%，均匀地补充了地层压力，加强渗吸，采油产量至少提高20%。

技术领域

本发明属于油气藏开发技术领域，具体涉及一种水平井井下气液分离井上回注采油系统及其方法。

背景技术

目前我国许多油田在采油过程中会开采出大量的天然气，这些伴生的天然气按理来说应该通过收集和管道运输进行回收，但是由于多数油田现场环境恶劣复杂，地面管道分布受到极大限制，因此在气体的收集和运输过程中产生诸多不便，通常情况下会通过现场点燃将气体燃烧掉，这种办法不仅浪费了大量的资源，还对环境造成了巨大的污染。随着世界低碳环保经济的发展，国家对能源开采过程中造成的环境污染以及能源浪费整治力度的加大，合理回收利用油田的伴生气资源已经是当务之急。

目前，对于产出气的回注，主要方法是将地层流体开采至地面，经过分离之后，再将产出气回注至地层。虽然该方法能够实现产出气的回收利用，但是对于产气量较高的水平井来说，由于气液同时流动阻力较大，因此需要较大的压差才能采出至地面，如果采用机抽的方式生产，较大的进气液比会极大的降低活塞效率，甚至出现不出液的情况，可见实现井下气液分离、井上回注采油对致密油藏的开发具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种水平井井下气液分离井上回注采油系统，包括分离系统和回注系统，所述分离系统设置在水平井井下的油套环形空间内，所述回注系统设置在水平井井上的地面空间内，在水平井的井口处设置气体收集器；所述分离系统由重力分离区和旋流分离区组成，所述重力分离区和所述旋流分离区均与水平面平行。

重力分离区和旋流分离区与水平面平行，无需设计倾斜角，此种设计结构对钻井要求低，方便油管、分离器、注采等装置下入；对于致密油藏来说，采液量不大，通常小于10m³/d，平行井筒足够实现重力分离效果。

若地层压力低，产气量较高，则重力分离起主要作用，旋流分离起辅助作用，气体主要经过重力分离。若地层压力高，产气量较低，旋流分离起主要作用，利用离心手段分离出液体中的溶解气；此外，旋流分离可处理由于重力分离不彻底而残留的气体，实现两级分离，分离更彻底。

优选的是，所述分离系统的两端分别设置封隔器；所述重力分离区与所述旋流分离区相连接的部位设置封隔器。

在上述任一方案中优选的是，所述重力分离区的一端设置进液管Ⅰ，另一端设置进液管Ⅱ；所述进液管Ⅰ与水平井的油管连接，所述进液管Ⅱ与所述旋流分离区连接。

在上述任一方案中优选的是，所述重力分离区的左上角区域设置集气装置；所述集气装置与集气管Ⅰ连接；所述集气管Ⅰ通过接箍与出气管连接；所述出气管与所述油套环形空间连通。

在上述任一方案中优选的是，所述集气装置包括集气罩、集气箱、浮式体；所述集气箱设置在所述集气罩的尾部；所述浮式体设置在所述集气箱内；所述集气罩的最高点与所述重力分离区的顶部接触。

集气罩的主要功能是将分离出的气体收集起来；浮式体能够悬浮于液体中，从而阻挡液体进入集气管Ⅰ中。浮式体的中间为空心结构，空心区域通过两个直径为1cm的通孔与外部相通，设计此种结构的目的在于使浮式体的整体密度稍低于液体，从而保障气液分离，它能够适应密度不断变化的采出液，具有极强的现场适应性。