[發(fā)明專利]熱水驅采油井筒環(huán)空介質隔熱效果實驗裝置

有效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103837565A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 黎曉茸;張濤;李安琪;李忠興;譚俊領;鄭力軍;賈玉琴;楊棠英;劉笑春;馬麗萍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 劉映東

技術領域

本發(fā)明涉及石油開采井筒保溫技術領域，特別涉及一種熱水驅采油井筒環(huán)空介質隔熱效果實驗裝置。

背景技術

熱力采油是國內(nèi)外稠油油藏開采的主要采油方式，熱水驅屬于熱力采油中一種重要的方法。熱水驅的驅油機理主要是通過注入熱水升高地層內(nèi)原油溫度，降低原油的粘度，減小流動阻力，提高原油采收率。因此熱水的溫度是影響熱水驅油開采效益的重要因素，而有效的井筒隔熱措施對提高井底熱水溫度至關重要。

目前，石油采油井普通采用的是隔熱油管加封隔器的井筒隔熱方法。比如，一些油田采用向油管與套管的環(huán)形空間直接充入不同氣體的井筒隔熱技術，通過改變環(huán)空中的介質物性來改變環(huán)空的傳熱熱阻，這在注蒸汽的井中取得了一定的效果。如專利號為“ZL?20042011524.X”、名稱為“同心油管井筒注氮隔熱界限實驗裝置”的中國實用新型專利公開了一種同心油管井筒注氮隔熱界限實驗裝置，該裝置的井筒模型與實際注蒸汽井幾何相似，成本高，結構比較復雜。與注蒸汽井相比，注熱水井中為單相流動，且井筒中溫度比注蒸汽井低得多，因此注熱水井筒環(huán)空中的隔熱效果與注蒸汽井不同。

因為熱水驅是熱采中一種常見的工藝，然而目前對于熱水驅井筒環(huán)空隔熱措施效果還沒有成熟的經(jīng)驗和能夠肯定預見的實質效果；而且由于現(xiàn)場的情況復雜且成本高，若對環(huán)空隔熱措施進行現(xiàn)場實驗，不但投資大且難以分析不同環(huán)空介質對隔熱效果的影響，因此通過室物理模擬得到注熱水井筒環(huán)空隔熱效果具有重要的工程意義和應用價值。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：現(xiàn)有采用隔熱油管加封隔器的井筒隔熱方法，其操作復雜、成本很高且只適用于新開采的井，對于已經(jīng)存在的老井，即井筒結構已經(jīng)確定的井，卻并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明實施例提供了一種熱水驅采油井筒環(huán)空介質隔熱效果實驗裝置。該實驗裝置結構緊湊、成本低，能實現(xiàn)不同環(huán)空介質及注水工況下井筒隔熱的效果，確定相關隔熱措施的可行性、油套環(huán)空換熱系數(shù)變化及影響隔熱效果的因素。所述技術方案如下：

一種熱水驅采油井筒環(huán)空介質隔熱效果實驗裝置，所述實驗裝置包括：井筒模型，所述井筒模型具有外層鋼管、套管和油管，所述套管套裝在所述外層鋼管內(nèi)，所述油管套裝在所述套管內(nèi)，所述外層鋼管和所述套管之間為冷水通道，所述套管和所述油管之間為環(huán)空介質區(qū)。所述外層鋼管的兩端分別用第一鋼管法蘭和第二鋼管法蘭固定，所述套管的兩端分別用第一套管法蘭和第二套管法蘭固定，所述油管的兩端分別用第一油管法蘭和第二油管法蘭固定。所述第一套管法蘭和所述第二套管法蘭分別套設在所述第一鋼管法蘭和所述第二鋼管法蘭內(nèi)，所述第一油管法蘭和所述第二油管法蘭分別套設在所述第一套管法蘭和所述第二套管法蘭內(nèi)。

進一步地，所述第一鋼管法蘭上設置有鋼管注水孔，所述第一套管法蘭上設置有套管注水孔，所述鋼管注水孔和所述套管注水孔相互貫通；所述第二鋼管法蘭上設置有鋼管出水孔，所述第二套管法蘭上設置有套管出水孔，所述鋼管出水孔和所述套管出水孔相互貫通。

進一步地，所述第一套管法蘭上設置有套管注氣孔，所述第一油管法蘭上設置有油管注氣孔，所述套管注氣孔和所述油管注氣孔相互貫通；所述第二套管法蘭上設置有套管出氣孔，所述第二油管法蘭上設置有油管出氣孔，所述套管出氣孔和所述油管出氣孔相互貫通。

進一步地，所述第二油管法蘭的最大外徑小于或者等于所述第一套管法蘭的最小內(nèi)徑；所述第二套管法蘭的最大外徑小于或者等于所述第一鋼管法蘭的最小內(nèi)徑。

進一步地，在所述油管的管壁上焊設有熱電偶絲，所述熱電偶絲從所述油管的管內(nèi)伸出到所述井筒模型外。

進一步地，所述井筒模型還具有保溫層，所述保溫層裹覆在所述外層鋼管的外周，所述保溫層的兩端設置有保溫層固定法蘭，所述保溫層固定法蘭與所述第一鋼管法蘭和所述第二鋼管法蘭固定連接。

進一步地，所述實驗裝置還包括：熱水循環(huán)系統(tǒng)、冷水循環(huán)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)和所述冷水循環(huán)系統(tǒng)與所述井筒模型管道連接，所述井筒模型、所述熱水循環(huán)系統(tǒng)和所述冷水循環(huán)系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接。

進一步地，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)包括緩沖水箱、離心泵、熱水流量計、預熱器和冷卻器，所述緩沖水箱經(jīng)過所述冷卻器與所述油管的出水端管道連接，所述緩沖水箱依次經(jīng)過所述離心泵、所述熱水流量計和所述預熱器與所述油管的進水端管道連接。