[發明專利]天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱

有效

• 申請號: 201210062050.3
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103306641A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉德基;王振松;伍正華;任爽;馮仁東;陳偉;李明平;唐安達;孫冰恒;王志超
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/22
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 金杰

技術領域

本發明涉及一種天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱，屬于稠油油藏開發技術領域。

背景技術

隨著世界經濟快速增長，對石油的需求也急速增加，在常規石油資源越來越少的情況下，將開發利用占全球石油資源70％的稠油資源，據劍橋能源研究協會預測，稠油的年產量在今后25年的時間里，將以每年150％到300％的速度遞增，因此，稠油資源的開發成為能源接替的重要一個戰略。

目前天然氣吞吐開采方式是稠油熱采的主要方式之一，可有效提高稠油產量，但存在一定的生產周期。首先，隨著稠油油藏的開發，稠油井會進入中高含水開采階段，天然氣吞吐生產周期變短，增產效果變差；其次在稠油井吞吐生產周期內，隨著油井的生產，產量會逐漸降低，當產量遞減至極限值時，需要進行第二次吞吐或者直接轉抽。因此，目前，天然氣吞吐作業常與有桿泵生產相結合，解決天然氣吞吐生產周期結束后稠油井接替問題，但對于高粘度稠油井，仍無法直接應用有桿泵進行轉抽生產。為此配套了泵上摻稀技術，通過空心桿將稀油注入到油管內，降低稠油粘度，實現天然氣吞吐后有桿泵轉抽舉升稠油的目的。

現今由于全世界的稀油資源的不斷減少，有桿泵將摻稀油生產方式逐漸受限。因此，迫切需要一種釋放稀油資源的稠油完井管柱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱，其不僅可用于稠油天然氣吞吐作業，同時也可以滿足吞吐井進行有桿泵生產或者氣舉采油，可一趟管柱實現天然氣吞吐、有桿泵生產和氣舉采油三項功能的切換，同時管柱配套摻稀系統，實現稠油井的摻稀功能。

本發明的具體技術內容如下：

天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱設在套管內，其自上而下通過油管依次連接一級或多級與油管內徑相等的固定式高壓氣舉工作筒，固定式高壓氣舉工作筒外設有氣舉閥，每個固定式高壓氣舉工作筒之間均連接有油管。在末級固定式高壓氣舉工作筒下端通過油管連接泵座，泵座下端通過油管連接弓簧扶正器，弓簧扶正器下端直接連接密封插管，密封插管下端直接連接永久式封隔器，永久式封隔器下端直接連接弓簧式扶正器，弓簧式扶正器下端通過油管連接喇叭口。永久式封隔器的位置在儲油層的上方。

與天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱配套的抽油桿柱為一組合桿柱，其自上而下由拉桿、摻稀三通、光桿、空心桿、摻稀閥、實心桿、加重桿和柱塞依次連接而成，作為稠油摻稀點的摻稀閥為單流閥。

本發明管柱具備如下功能：

1)固定式高壓氣舉工作筒：為氣舉閥提供工作載體。氣舉閥安裝在固定式高壓氣舉工作筒外，能保證固定式高壓氣舉工作筒與油管通徑，實現有桿泵通過工作筒的目的。

2)氣舉閥：為固定式氣舉閥，是天然氣吞吐及氣舉生產一體化管柱氣舉注氣的核心工具，用于氣舉采油注氣量控制及卸荷，達到舉升井筒流體目的。

3)有桿泵：是吞吐井轉抽的井下配套設備，由泵座和柱塞組裝成套。其工作原理是：柱塞在抽油桿的上下往復運動帶動下，完成有桿泵的上下沖程，在上沖程過程中，抽油桿柱帶著柱塞向上運動，是泵內吸入液體、井口排出液體的過程；在下沖程過程中，抽油桿柱帶著柱塞向下運動，是泵向油管內排液的過程。在上下沖程中，減小抽油桿柱的承受載荷是限制有桿泵的下入深度和制約其采油方式更大范圍應用的關鍵因素。此發明抽油桿柱采用組合管，能減小有桿泵載荷，即可滿足抽油桿柱強度要求，同時還能實現空心桿摻稀，在解決減小載荷問題的同時更適用于稠油的摻稀助抽。

4)永久式封隔器：對油套環空起到封隔作用。首先可避免天然氣吞吐作業時油管內高壓氣體通過喇叭口進入油套環空，對套管起到保護作用；其次可以避免氣舉采油時油套環空高壓氣體通過喇叭口進入油管，以提高氣舉舉升效率；再次可以避免氣舉高壓氣體直接作用于儲層，對儲層起到保護作用。

5)密封插管：是永久式封隔器的配套工具，連接上下管柱，用于鎖定和密封封隔器。

6)弓簧扶正器：弓簧扶正器與密封插管配合使用時，連接在密封插管上端，起到扶正密封插管的作用，使密封插管不受井斜影響，順利插入永久式封隔器內；弓簧扶扶正器與永久式封隔器配合使用時，連接在永久式封隔器下端，起到扶正永久式封隔器的作用，避免封隔器下井時與套管壁直接發生碰撞或摩擦，同時，保證密封插管順利插入永久式封隔器內。

7)喇叭口：位于管柱最下端，是管柱的末端標志。