[發明專利]一種超臨界壓力下火燒油層的注氣系統及其注氣方法

有效

• 申請號: 201210514193.3
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102979493A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王富國;寧奎;張弘韜;王文道
• 申請（專利權）人: 尤尼斯油氣技術（中國）有限公司
• 主分類號: E21B43/241
• 分類號: E21B43/241;E21B43/243
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責任公司 21106
• 代理人: 劉恩宏

1.一種超臨界壓力下火燒油層的注氣系統，包括電纜注入頭（1）、電纜密封器（2）、井口裝置（3）、套管（4）、油管（5）、電纜系統（6）、監測系統、封隔器（8）、大型高壓空氣壓縮機（9）、注氣管線（10）、電纜滾筒（12）和電源控制柜（13）；其特征在于：大型高壓空氣壓縮機（9）通過注氣管線（10）與井口裝置（3）相連接，油管（5）置于套管（4）內，油管（5）上端與井口裝置（3）相連接，下端與封隔器（8）及底端尾管油管絲扣連接，封隔器（8）為過電纜封隔器，封隔器（8）位于電纜系統（6）井下部分熱端的礦物加熱電纜以上50m處；監測系統是由監測系統地面部分（11）和監測系統井下部分（7）組成，監測系統地面部分（11）是由熱電偶測溫系統、石英晶體壓力傳感器和氮氣瓶組成，監測系統井下部分（7）是由礦物絕緣熱電偶和不銹鋼毛細管及固定件組成并分別固定在油管（5）外側，監測系統井下部分（7）延伸于油管（5）底端尾管處；電纜密封器（2）通過螺栓連接在井口裝置（3）上部，電纜注入頭（1）位于電纜密封器（2）上部，電纜滾筒（12）上盤卷電纜系統（6），電纜系統（6）通過電纜注入頭（1）、電纜密封器（2）和井口裝置（3）進入油管（5）內；電纜系統（6）的井下部分由下至上是由熱端的礦物加熱電纜和冷端的礦物導線電纜組成，電源控制柜（13）通過導線與電纜系統（6）連通。

2.按照權利要求1所述的超臨界壓力下火燒油層的注氣系統，其特征在于：所述電纜系統（6）的井下部分的熱端礦物加熱電纜的長度為50米，每米功率達到3千瓦，冷端礦物導線電纜與熱端礦物加熱電纜制成外徑為25.4毫米的一整根等徑尺寸規格的電纜。

3.按照權利要求1所述的超臨界壓力下火燒油層的注氣系統，其特征在于：所述電纜系統（6）的井下部分的熱端礦物加熱電纜為大功率不銹鋼加熱電纜，它包括導體線芯、絕緣層和不銹鋼護套管，導體線芯由導電線芯、過渡連結和加熱線芯組成，導體線芯外側包裹有礦物絕緣層，在絕緣層外側包有不銹鋼護套管，耐壓達到30MPa以上。

4.利用按照權利要求1所述的超臨界壓力下火燒油層的注氣系統的注氣方法，其特征在于：該方法步驟如下：首先是將電纜系統（6）的井下部分下入火驅采油的油井管柱井筒中，電纜系統（6）的熱端礦物加熱電纜的底端正對油層的中部或主力油層，空氣由地面大型高壓空氣壓縮機（9）通過井口裝置（3）的四通進入井下油管（5），通過油管（5）進入油層；加熱的電路是：電流通過電源控制柜（13）的控制，使電流經電纜系統（6）的冷端礦物導線電纜送入熱端礦物加熱電纜內，產生集膚效應和鄰近效應，不銹鋼體外套發熱，表面溫度可達700℃，將流經的空氣加熱到400℃溫度以上，空氣氣流通過地面大型高壓空氣壓縮機（9）加壓至臨界壓力以上注入地層中，將加熱到400℃溫度以上空氣與地層中的原油發生高溫氧化反應，產生大量的熱能，原油燃燒溫度可達500℃以上，并逐漸加熱臨近地層，促使地層的水達到超臨界狀態，發生超臨界水氧化反應，反應產生大量的熱能，使地層中的原油粘度降低和發生了熱裂解反應，原油重質組分轉化為輕質產物，能夠流到生產油井中，再通過舉升設備舉升至地面；井底部位的溫度、壓力參數是通過監測系統井下部分（7）的礦物絕緣熱電偶和不銹鋼毛細管傳至監測系統地面部分（11），根據顯示的井底溫度、壓力參數調整注氣參數和電加熱器系統加熱功率，滿足達到地層超臨界水氧化反應的條件。