[發明專利]用于烴類生產油管內的加熱器纜線

有效

• 申請號: 201210507470.8
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103132949B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 帕布羅·賈維爾·恩維爾諾
• 申請（專利權）人: 帕布羅·賈維爾·恩維爾諾
• 主分類號: E21B36/04
• 分類號: E21B36/04;E21B37/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 宋珊珊

技術領域

本發明涉及適用于暴露于高壓的頁巖型井和具有最終或永久淹沒的環形空間的井，或兩者的組合之內的烴類生產油管內的加熱器纜線，此種纜線也適用于垂直或定向井，無壓力和干燥的環形井，以及在一定范圍的變量中具有高操作彈性的其它生產系統。所述加熱器纜線的目的是用以預防以及／或者清除烴類生產井的油管中因為像是石蠟和氫氧化合物等物質累積所引起的障礙，并且降低讓石油鉆探變得困難的油的高黏度，當所述油和纜線在低于極限的溫度并暴露于高壓，例如高于1000磅每平方英寸（pounds per square inch，簡寫為psi），甚至超過10,000psi的壓力下，會特別有用。

背景技術

石油儲量最大的石油為重型或高黏度型石油，在這類的油的組合物中，通常有高含量的高分子量烴（或低等級API）。此外，在流體中也可能含有石蠟(paraffin)，在低溫下會形成固體，往往會阻礙油管。一般來說，這些問題不同時發生，因為當石油是輕的且具有低黏度時，并不難開采，但它通常包含石蠟，石蠟容易產生固體沉淀阻礙油管。當石油是重的，它通常不含有石蠟，但這類油的黏度曲線會產生一個問題。在這種情況下，不會有沉淀的固體成分，但是從黏度曲線來看，低溫時使油的黏度顯著增加到非常接近凝固，雖然沒有達到臨界點，但油的黏度增加意味著必須以非常低的流速開采，以便不損壞設備，它可能會導致抽取過程被中斷，即使沒有造成故障，也會變得很難或不太可能開采。

已知烴類溫度和黏度之間有反向的關系。實際上，當溫度下降，其黏度會增加，直到變成膏狀與達到近乎固態為止。如果比較地球最深的地區和最接近地表之間的溫度，可以觀察到數值隨著深度越淺降得越多。也就是，越接近表面的溫度越低，因此當石油從地質層開采上來時，當它越接近地表，溫度會越來越低?？偫▉碚f，對某些類型的油來說，溫度降低意味著要克服黏度增加所產生的壓力。冷卻所增加的黏度會產生很大的反壓，可能會導致井的生產停止，或因為人為壓力而造成泵損壞。即使在后者的情況，隨著時間演進，生產量也會降低，或者無法生產。

在具有高含量的石蠟的井中，沉淀物會阻塞井，使其無法有效地開采。

在天然氣井中，堅硬結構的氫氧化物也會如同石蠟一般阻塞開采的油管。

在上述這些情形中，針對溫度下降的問題，解決方案是避免每個井的溫度降到適當限制之下。

此外，值得一提的是，頁巖型烴類的儲備，在稍早之前還無法開采，也算是全球石油儲量的一部分。隨著技術的進步，現在已經成為商業上可行的，具有相當大的潛力。值得一提的是，開采這類新井的技術提升，除了上文提到的溫度問題是所有油井都會遇到的，另外還有一些新的變量，像是壓力，因為現有的纜線不耐高壓操作。舉例來說，頁巖型井大多是在高壓下開采，而且通常在安裝過程中或甚至在操作期間，安裝加熱器纜線的區域會承受非常高的壓力下，因此有必要開發特別的設計來永久地抵抗壓力。即使是使用封隔器(packer)，開采的損失和維持定位所需的高壓也并非過去常見。

對于安裝了加熱器纜線的區段來說，通常也會被非常高密度的溶液淹沒，而阻塞了井，在后續的操作中，液體往往也會留在那個位置上，在開采部分或所有的石油時，石油也會沿著所述區段上升，這意味著加熱器纜線必須承受高的壓力和被淹沒在具有化學侵蝕性的流體中，這也是本發明所欲改善的對象。

針對此一主題，一些先前技術的文件概述如下：

ES8700534一案是關于用以加熱圍繞探勘井的區域的程序和纜線。所使用的纜線是利用線圈導入，因此具有彈性的，因此不會固定在探勘油管(drilling tubing)上形成固定的安裝系統。

WO92/08036一案是關于特殊的加熱器纜線，其加熱效果是通過其核心與其表面的套子之一的短路達到加熱效果。在此案中并沒有提到不同的架設和安裝方法。

WO01/27437與RU2182959同一案是關于將加熱器纜線加入探勘油管的裝置或設備。本案是關于包含一滑輪的裝置，以及將纜線引進生產油管或移除纜線的設備，其目的在于引進或移除纜線，而非構成一固定安裝的加熱系統。

WO00/11317一案是關于包括光纖導體的加熱器纜線。光纖可測量井的溫度，因此也可通過溫差偵測流體的存在。

US6142707一案是關于一種油管內含油管的加熱系統，在外部和內部油管間會有電流產生。