[发明专利]蒸汽吞吐采油井筒氮气隔热技术

说明书

本发明涉及一种蒸汽吞吐开采重质原油时保护套管的井筒氮气隔热工艺技术。

蒸汽吞吐采油系在同一口重质油井中按设计要求往油层注入一定量的高温湿饱和水蒸汽，关井1-5天，加热距井筒一定半径范围内的重质原油，使其粘度大幅度下降，接着开井生产，一直到油井产量降到不经济的界限时，再重复上述过程（注汽、关井、采油）。注高温蒸汽时，油井套管会因受热应力而受到损坏，因此井筒必须采取一定的隔热措施。目前，国内油田采用蒸汽吞吐工艺开采重质原油时，均采用隔热油管高温封隔器和伸缩管等配套隔热管柱，其缺点一是油井作业工作量大，作业周期长，工人劳动强度大;二是作业费用和注汽采油成本高;三是易发生封隔器掉、卡事故;四是因作业工序多易污染油层，影响油井生产能力。在国外，除隔热油管外，还采用隔热液保护套管。但是由于隔热液泵送困难难于施工，使其应用受到限制。至于气体隔热，仅见威尔海特（WILLHITE）在“井筒总传热系数的确定”一文中提及，但未查到该项技术的报道或其他资料。另外，美国（见美国专利448860）和委内瑞拉在开采重质原油时有时也往油层注入一定量氮气，但其目的是为了提高蒸汽吞吐采油的效果或减少油层污染，而不是用于井筒隔热和套管防护。

本发明的任务是提供一种氮气隔热技术，将该种新技术用于蒸汽吞吐采油井可以在注汽过程中保护套管，并与不压井检泵技术配套重复地进行蒸汽吞吐采油，达到减少作业工作量，减轻工人劳动强度、缩短作业周期，减少压井液对油层污染以及降低作业费用和注汽采油成本的目的。

本发明的与前述的美国、委内瑞拉向油层注入氮气在目的和工艺上均有根本上的不同。本发明的内容是：在单井蒸汽吞吐的注汽过程中，利用油管向油层注入蒸汽，在油、套管环形空间充入氮气，停留在环空的氮气起到了隔热作用，有效地保护套管免受损坏。

本发明在实施中可分两种情况：一是，当井口注蒸汽压力≤10MPa时，可在油、套环空充入氮气后，利用井筒内的光油管向油层注蒸汽;二是，当井口注蒸汽压力＞10MPa时，下入隔热油管向油层注入蒸汽，在油、套环空充入氮气。上述两种情况是对井斜小于3°的直井而言，对于大斜度油井，尚需在其井斜部位加装油管扶正器。本发明的实施程序如下：1、确定下井管柱类型;2、下管柱洗井;3、连注蒸汽管线;4、扫线试压;5、泵入氮气;6、注蒸汽;7、录取资料。

本发明应用效果明显，矿场施工近40口井的实践表明，此种氮气隔热技术不仅能满足保护套管的需要，而且可以克服采用隔热管柱的各种缺点，使单井作业效率大为提高，成本大幅度降低，开辟了蒸汽吞吐采油井筒隔热和保护套管的新途径。

附图为蒸汽吞吐采油管柱示意图（其中，上部为采用隔热管时的管柱示意图;下部为采用氮气隔热时的管柱示意图，（a）、（b）分别为采用氮气隔热时由光油管和由隔热油管注蒸汽的两种情况）。

附图中，1-油层;2-筛管;3-高温封隔器;

4-隔热油管;5-套管;6-水泥环;

7-光油管。

以下结合附图对本发明工艺技术的实施作进一步说明。

1、确定下井管柱类型    选好井后，根据本井过去注汽参数（或邻井注汽参数）确定是下入光油管还是下入隔热油管，并依井斜大小确定是否加装油管扶正器;

2、下管柱、洗井    将油管（或隔热油管）下至油层中部，用水泥车从套管泵入活性水反替出井筒的液体并循环洗井，直至油管出口返出液与套管进口液样的物理性质一致为止;

3、连接注汽管线    与洗井同时进行，连接蒸汽发生器出口至井口的高温高压蒸汽管线;

4、扫线、试压    装好高温高压注汽井口装置（带油压和套压表），连好蒸汽管线，启动蒸汽发生器扫出管线中的污物后，用蒸汽进行热试压，确保井口装置及地面蒸汽管线不漏汽为合格;

5、泵入氮气    启动停靠在井口的液氮泵车，低速从套管泵入氮气，从油管排出井内液体（若活性水对油层无损害时，也可不排出，排液时地面需有防污染措施），至油管出口见氮气时关闭油管出口阀门，观察井口是否有氮气渗漏。确认无渗漏时可关闭液氮泵车，同时记录好泵入的液氮量;

6、注蒸汽    启动蒸汽发生器向井内供高温蒸汽，蒸汽即沿管柱注入油层;

7、录取资料    管井工人定时录取井口油、套压，并记录套管伸长数据。注汽中途若发现套压低于油压时，则需将液氮泵车开至井口，再向套管补注一次氮气。