[发明专利]海上稠油蒸汽吞吐注采一体化装置

说明书

一种海上稠油蒸汽吞吐注采一体化装置，包括高温井口、井下安全控制系统及位于生产套管内的气凝胶隔热油管；气凝胶隔热油管设气凝胶隔热接箍、井下安全阀、过电缆封隔器、液控管线及Y型接头；其改进处是：气凝胶隔热油管还设有注采转换阀，借助穿越装置与普通油管连接，普通油管连接的打孔油管底部设底部固定装置；高温光纤进入打孔油管后与底部固定装置连接；气凝胶隔热油管外侧设井下安全控制系统液控管线和高温电缆；井下安全控制系统液控管线与排气阀和地面液压控制系统连接；高温电缆与高温电泵和地面电泵控制柜连接，单流阀设在高温电泵出口并与Y型接头；可在注蒸汽和周期生产间简易转换且具备在线监测井底高温参数功能。

技术领域

本发明属于海上稠油开发热采工艺领域，尤其涉及一种海上稠油蒸汽吞吐注采一体化装置。

背景技术

我国近海蕴藏丰富稠油资源，其探明储量中60％以上为稠油储量，十多年的不断探索试验，海上平台稠油热采开发建立了多元热流体吞吐和蒸汽吞吐先导试验区，多元热流体吞吐技术非凝析气体含量大，多轮次吞吐井间气窜难治理，在海上规模化推广应用存在技术的局限性；蒸汽吞吐技术是陆地主要稠油开采技术，在海上平台也进行深度试验，有效期长，增产效果显著，是目前海上稠油新油田开发主选的开发方式。蒸汽吞吐是指向一口稠油井短期内连续注入一定量的蒸汽，然后关井(焖井)数天，使热量得以扩散，之后再开井生产，当瞬时采油量下降到一定水平后进行下一轮的注汽、焖井、采油，如此反复，周期循环，蒸汽热量利用率的大小直接决定热采开发效果的好坏。

海上平台空间狭小，蒸汽吞吐施工作业温度压力高，目前国内外还没有适应于海上平台稠油蒸汽吞吐开发的注采一体化管柱模式，海上先导试验区一般采取注热管柱和生产管柱分离的作业方式，即：稠油井注蒸汽前平台修井作业换上注热管柱，焖井放喷结束后再修井作业换上生产管柱，这种方式存在以下缺点：①频繁作业洗压井及起下管柱，弥足珍贵的热能被冷流体消耗，蒸汽热量利用率大幅降低，热采开发效果大打折扣；②钻修井机作业资源长期占用，影响平台稠油井布井数量，新油田储量动用受限；③海上修井作业费用昂贵，频繁作业使海上稠油开发成本显著上升；④长期起下管柱，也影响平台稠油井套管完整性，带来安全开发风险。陆地常采用“抽油机+隔热油管+耐磨抽油杆+抽稠泵”注采一体化管柱方式，但海上空间受限，无法摆放体型巨大的磕头机，且杆管腐蚀偏磨问题也会带来安全风险。

中国发明专利文件201020659891.9，专利名称为《一种注热与机采一体化装置》公开了一种注热和机采一体化装置，可以实现注热和机采一体化，其工作原理为：该装置设计注热结构与机采结构，通过管柱内活动塞块上下移动，可实现注热、自喷与机采间的切换。此一体化管柱存在的问题：活动塞块长期受蒸汽和流体的冲刷，密封性能差；管柱存在安全风险，没有考虑高温井下安全控制系统来防范特殊情况的工况；无法实现井筒和水平段高温参数的监测功能。

中国发明专利文件201420699208.2，专利名称为《一种海上热采注热和生产一体化管柱》公开了一种注热和生产一体化管柱，可以在注热和生产期间转换，其工作原理为：该管柱利用Y型接头建立注热通道和生产通道，通过钢丝作业起出Y型堵塞器实现注热，注热结束后，再通过钢丝作业下入Y型堵塞器实现生产，从而实现注热与生产间的转换。该一体化管柱存在的不足：钢丝作业起下Y型堵塞器受井斜影响较大，井斜超过60度时操作较为困难，而海上稠油井一般为大斜度长水平段井身结构，生产期间泵挂位置井斜大多接近70-80度，甚至成水平状态；钢丝作业存在管串落井的风险，作业过程中仍然要执行洗压井工序；管柱及井下关键工具整体耐温适合250℃多元热流体吞吐技术的应用，不适合350℃高温蒸汽的注入；管柱没有考虑井筒及水平段高温高压数据的监测，无法动态调整水平段注汽剖面；管柱中的补偿器高温高压条件下存在密封不严泄露风险，且内通径与隔热管内通径不一致，在两端处易形成高温蒸汽冲蚀风险；封隔器通过打压球座座封，打压或起出球阀时存在循环流体漏失风险以及注热过程中高温蒸汽冲蚀风险。因此，还需要进行改进。

发明内容