[發明專利]井下混相熱流體發生器及其使用方法

在審

• 申請號: 201710435252.0
• 申請日: 2017-06-10
• 公開（公告）號: CN106996285A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 袁鵬飛;張曉麗
• 申請（專利權）人: 大慶東油睿佳石油科技有限公司
• 主分類號: E21B43/243
• 分類號: E21B43/243;F22B1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種井下混相熱流體發生器及其使用方法，涉及石油天然氣開采領域。

背景技術

目前開采稠油的技術主要是熱力開采，熱力開采的方式主要有蒸汽吞吐和蒸汽驅兩種方法。這兩種方法均需在地面建設蒸汽站鍋爐，通過管線將高溫高壓蒸汽輸入井下，將地下高粘度的石油采出。這兩種方法的主要缺點有：

1.熱損耗大。它的熱損耗主要有：蒸汽站鍋爐和煙囪排放產生的熱損失約占20％，蒸汽站至井口產生的熱損失約占3％—20％(平均13％)，盡管在井筒內采取了許多隔熱措施，注蒸汽過程中井口至油層產生的熱損失約占30％—40％之間，造成了巨大的能源浪費；為了減少環境污染和井口至油層的熱損耗，美國石油工業規定在井深超過2500英尺(762米)時就不允許使用以上方式；但是全球95％的稠油儲藏都在2500英尺以下的地下；因此傳統的蒸汽吞吐和蒸汽驅方法對稠油的開采有著很大的局限性。

2.開采深度受限。由于注蒸汽過程中熱損失比較大，地面注蒸汽熱采技術在深度上受到限制，隨著油層深度的增加，注入油層內的蒸汽干度隨之下降，個別極深地層作業時，地面蒸汽到油層時由于熱損失已經轉化為熱水，極大的增加了注蒸汽采油的難度。

3.開采周期長。蒸汽吞吐法的一個悶井周期通常在2—7天，整個開采周期在15天左右，且不能連續生產，需要反復地注汽悶井，生產效率不高；蒸汽驅雖然可以進行連續開采，但是注入蒸汽的周期仍較長。

4.整個設備的可移動性差。蒸汽站鍋爐的安裝，需在地面上建造安裝基礎，蒸汽站鍋爐建立后難以移動，由于地面蒸汽產生設備龐大，在海上油田和一些邊際受限制的井場應用受到限制，因此難以適應不同油田現場的要求。

5.環境污染嚴重。蒸汽站鍋爐排放的煙氣，含有大量的硫化物、氮氧化物、顆粒物等污染物，不僅會帶來大量的熱損失，且對環境污染較大。

6.井筒坍塌隱患。部分地層包含介于地表和油層之間的永久凍土帶，或油層處于溫度較低的海底，由地表注入的熱氣體可能會使套管及套管外壁地層增溫，從而導致永久凍土帶融化或使海底沉淀物中的氣體水化層融化，使得融化部位的地層膨脹，可能導致井筒坍塌。

針對現有技術中稠油熱采方法的不足，本發明的目的在于提供一種應用簡便、適應性強的井下混相熱流體發生器，以實現在目前稠油熱采技術基礎上提高稠油油藏采收率。

發明內容

本發明實施例涉及一種井下混相熱流體發生器及其使用方法，井下混相熱流體發生器由頂部連接組件、燃燒組件、汽化組件、螺旋增壓組件和噴射組件組成，井下混相熱流體發生器可以增加不同類型油藏的原油、天然氣采收率。使用方法可以包括將一種或多種流體供應到發生器內部，在其內部燃料和氧化劑燃燒形成燃燒產物，并將水噴入燃燒產物中，形成混相熱流體，通過螺旋增壓組件和噴射組件將混相熱流體注入至油藏中，從而提高原油、天然氣采收率。

本發明實施例的有益效果在于：1)本發明通過向井下混相熱流體發生器提供氧化劑、燃料和冷卻水，在井下形成混相燃燒生成混相熱流體，并隨之注入油層中，混相熱流體中的高溫蒸汽和二氧化碳可以起到降低原油粘度、增加其流動性的作用，并對原油改質，減少原油中重質、膠質、瀝青質含量，使其更易于被采出，從而提高原油、天然氣采收率；2)本發明采油方法相對于蒸汽驅采油方法減少了井筒熱損失以及蒸汽對井筒的腐蝕，且工作時無燃燒尾氣排放，減少環境污染；3)本發明相對于火燒油層采油方法，減少地面設施的體積，并且本方法相較火燒油層應用更為靈活，可適應不同地質條件的油藏，且在采油過程中可以隨時停注進行調整措施作業，而火燒油層采油方法停止注氣后恢復注氣需要重新進行地下點火操作；4)本方法可以應用于傳統采油方法難以動用的稠油、超稠油油藏一次采油或三次采油。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為井下混相熱流體發生器結構示意圖。

圖2為頂部連接組件上部分示意圖。

圖3為供給接口表面示意圖。

圖4為燃燒組件示意圖。

圖5為燃燒室示意圖。

圖6為內部燃料供給系統示意圖。

圖7為汽化組件示意圖。

圖8為汽化室示意圖。

圖9為螺旋增壓組件示意圖。