[发明专利]一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气系统及方法

说明书

本发明公开了一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气系统及方法，其包括采油采气井下系统和采油采气地面系统。其中，采油采气井下系统包括双层管、双层管变径接头、双层管封隔器、水动力涡轮马达、污泥螺杆泵、泥砂分离器、负压吸收器；采油采气地面系统包括动力液加压模块、混合液处理模块、双层管井口模块。本发明采用负压吸收和水力举升共同作用，实现了地层中强劲吸入与井筒中高压排出，解决了高粘油、高含砂等油气井下地层液抽吸举升困难的问题；实现了对高含砂油气井井下原位防砂除砂，降低了砂粒对井筒和设备的堵塞、冲蚀，减小了采油采气返出液举升时所需动力及能耗；应用于高含砂井采油采气，可降低生产成本和提高作业效率。

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域，具体涉及一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气方法。

背景技术：

石油天然气在我国国民经济发展中具有非常重要的地位，我国疏松砂岩油气藏分布广泛，已成为当前大多数石油公司的主要生产来源，然而由于疏松砂岩油气藏在开采中出砂现象严重，极大地影响了我国油气的正常生产。天然气水合物（亦称为“可燃冰”）作为一种高密度、高热值的非常规清洁可替代能源，将成为我国未来接替能源发展的主要方向之一，海洋天然气水合物资源储量极为丰富，深水海底浅层非成岩天然气占比达85%。然而，近年全球经过多次对深水天然气水合物进行试采，其过程中均存在出砂量大的问题，且现有技术无法实现有效地除砂防砂，从而直接影响产量，甚至造成试采作业被迫停止。针对石油天然气及深水海底可燃冰开采中出砂量大的问题虽然目前已采用了诸多工艺进行防砂除砂，但是仍然存在诸多问题：

（1）采用传统单一的机械或化学防砂开采方式需要通过专门的填充工具在井底出油口填充大量的过滤材料如砾石等，这种方式虽然能够阻止砂粒进入井筒，但也会增加地层液流入井筒的阻力，导致油井生产效率低和降产现象。同时，由于水合物岩层泥砂粒直径达到微米级，因此在可燃冰开发过程中，传统的单一防砂装置及技术根本无法满足要求。

（2）采用单一的抽油泵进行抽吸举升，对于高含砂油、高粘油、高含砂可燃冰抽吸举升效率低，当地层液含砂量较高时极易出现卡泵现象使泵不能正常工作，检泵周期频繁，直接影响了采油、采气效率。

（3）出砂量大且进入井筒，未及时处理将逐步沉积堵塞井筒，甚至完全阻止地层液流入井筒，并导致管输过程中混合液体粘度、密度将增大，同时出砂量大其将引起储层疏松，形成采空区后井壁不稳定，对于海底可燃冰开采，将导致水合物储层坍塌引起海啸、地震等灾害。

（4）高含砂地层液被举升至地面过程中，其中携带的砂粒在运移过程会对对井下工具、管输段井筒和泵输设备造成严重冲蚀、堵塞，极大降低其使用寿命，从而导致失效率高，增大开采成本。

综上所述，对于疏松砂岩油气藏以及海底非成岩可燃冰开采过程中存在的问题，传统单一的防砂技术、常规油泵举升以及现有采油采气工艺已难以满足要求，亟需发明一种全新的采油采气方法。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气方法，通过设置井下筛管、泥砂分离器避免了采用单纯防砂措施导致生产效率低和油气井降产现象；通过水力举升模块和地层液吸入模块完成对井下地层液的双重抽吸，解决高含砂油、高粘油油井地层液抽吸、举升困难问题；采用井下泥砂分离模块可以实现含砂石油或可燃冰在井下的初步分离，降低了砂粒对于设备的堵塞、冲蚀磨损，提高其寿命，同时也减小了井筒举升过程中所需能耗；采用混合液处理模块对举升至地面的混合液进行进一步处理，完成油、气、砂、水的分离，有效地保障了油气或可燃冰生产。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：设置一种井下水力举升原位防砂除砂采油采气系统，它包括采油采气井下系统和采油采气地面系统；

所述采油采气井下系统由井下管道模块、水力举升模块、井下泥砂分离模块、地层液吸入模块组成；