專利名稱：一種分段注氣管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種稠油油藏的提高采收率技術(shù)，具體涉及一種分段注氣管 柱。
背景技術(shù)：
火燒油層(In-situ combustion)又稱為地下燃燒或?qū)觾?nèi)燃燒，亦稱火驅(qū)開采法
(fire-flooding),是一種在油層內(nèi)部產(chǎn)生熱量的熱力采油技術(shù)?；馃蛯硬捎途褪窃诘貙?條件下，以熱解反應(yīng)過程中沉淀在礦物基質(zhì)上的類焦炭物為燃料，以注入空氣中的氧氣 為助燃劑，在儲(chǔ)層中人為地創(chuàng)造一個(gè)能使原油氧化燃燒放熱的條件，在不斷注入熱空氣 的條件下，油層就會(huì)燃燒，形成徑向的移動(dòng)燃燒帶，又稱火線?；鹁€前方的原油受熱降 粘、蒸餾，蒸餾后的輕質(zhì)油、汽及燃燒煙道氣驅(qū)向前方，而未被蒸餾的重質(zhì)成分在高溫 下產(chǎn)生裂化，最后的裂解產(chǎn)物——焦碳作為燃料(約占原油地質(zhì)儲(chǔ)量的10% 15%)，以 維持油層繼續(xù)向前燃燒；在高溫下，油層內(nèi)的束縛水及燃燒生成的水變成水蒸汽，攜帶 大量熱量傳遞給前方油層，并再次洗刷油層，從而形成一個(gè)多種驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜過程，把原 油驅(qū)向生產(chǎn)井，有效提高原油的采出程度?；馃蛯域?qū)油效率高，一般大于80%，采收 率高，一般達(dá)50% 80%，油藏適應(yīng)范圍廣，對油藏埋深及井網(wǎng)的要求不十分嚴(yán)格，因 此，火燒油層方式在稠油開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景，是一項(xiàng)更具潛力的開發(fā)方式?；馃蛯硬捎图夹g(shù)自采用研究以來，在世界范圍內(nèi)開展過火燒油層試驗(yàn)的區(qū)塊 有300多個(gè)，國內(nèi)開展過火燒油層試驗(yàn)的區(qū)塊有17個(gè)。并且，針對火燒油層采油的研究 取得一些成果。例如，在中國專利申請第200510045110.0號(hào)中公開了一種火燒驅(qū)油物理 模擬裝置，該裝置包括巖心管、點(diǎn)火電爐、控制器及連接電纜、外護(hù)套及法蘭、溫度傳 感器、壓力傳感器、差壓傳感器、回收器、分析儀、空壓機(jī)和氣體流量計(jì)，所述的點(diǎn)火 電爐、巖心管和溫度傳感器安設(shè)于外護(hù)套內(nèi)，所述外護(hù)套上、下端安設(shè)有壓力傳感器和 差壓傳感器，下端安設(shè)有回收器及分析儀，所述氣體流量計(jì)上連接有空壓機(jī)。另外，在中國專利申請第200610134965.5號(hào)中公開了一種油田油井火驅(qū)采油油 層點(diǎn)火用的一種火驅(qū)采油油層熱力點(diǎn)火方法，采用活動(dòng)撬裝式氣-汽發(fā)生器成套裝置， 用高溫、高壓燃燒技術(shù)，將柴油燃燒而產(chǎn)生的氮?dú)狻⒍趸己退魵獾然旌蠚怏w和大 量的熱能，在氣-汽發(fā)生器內(nèi)燃燒溫度達(dá)到1800°C時(shí)，摻水降溫到300 400°C，壓力 小于25MPa，將混合氣體通過油井井口裝置和注入管柱向油層注入；注入3-10X10Nm 300 400°C的混合氣體，預(yù)熱油層，再向井內(nèi)連續(xù)注入空氣，在油層內(nèi)使原油與空氣發(fā) 生氧化作用，放熱，達(dá)到自燃點(diǎn)，進(jìn)行燃燒，實(shí)現(xiàn)火燒油層驅(qū)油的目的。雖然技術(shù)人員在火燒油層研究上取得了多個(gè)方面成果，而這些研究均局限在油 層厚度小于38m層狀淺層稠油油藏中。而針對厚層塊狀油藏，以上研究則在不同程度暴 露出其有限的適用性，總結(jié)起來主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)針對油層連續(xù)厚度巨大的情況，隨著油層厚度越大則火線的超覆作用就愈加 明顯，過大的油層厚度往往造成較低的火線波及體積，因此采用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法對該類油藏火驅(qū)開發(fā)往往難以取得較高的最終采收率及經(jīng)濟(jì)效益。(2)針對油層總厚度巨大的情況，特別是在油層中存在夾層的情況中隨著油 層總厚度的增加，火線垂向上的過火截面積同時(shí)也相應(yīng)增大，此時(shí)尤其是針對層內(nèi)夾層 分布油層火燒開采的難度隨著儲(chǔ)層厚度的增加而不斷增大；另外隨著油藏非均質(zhì)性的描 述難度增加，而層內(nèi)非均質(zhì)性對火驅(qū)開發(fā)方式又顯得極其重要。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上面背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種分段注氣管柱。依據(jù)本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，一種分段注氣管柱，其特征在于，分段注氣 管柱由兩套注氣管柱和封隔器組成。該分段注氣管柱用于分段火驅(qū)開采厚層塊狀稠油，分段注氣管柱設(shè)置在注氣井 內(nèi)，所述分段注氣裝置由兩套注氣管柱和封隔器組成，封隔器設(shè)置在厚層塊狀稠油油層 內(nèi)夾層的遮擋位置處，兩套管柱出口分別設(shè)置在射開的稠油油層內(nèi)。優(yōu)選地，利用油層縱向上的空間厚度，參考油層內(nèi)部夾層的分布，在火井上采 用分層射孔、雙管注氣的方式實(shí)現(xiàn)分段火燒。更優(yōu)選地，火井根據(jù)油層厚度及夾層位置分段射孔。進(jìn)一步地，選擇油層厚度范圍大于30米火井分段火燒射孔。優(yōu)選地，按照油層厚度20米左右分段設(shè)置為一個(gè)生產(chǎn)射孔單元。此外，射孔位置選擇在分段油層的中下部。使用本實(shí)用新型所述的分段注氣管柱來開采超厚層稠油區(qū)塊，可達(dá)到提高塊狀 油藏火燒波及體積、改善火燒油層開發(fā)效果及最終采收率的目的；并且采用下返式分段 火燒的方法，可減小塊狀油藏的火線控制難度，調(diào)控的目標(biāo)更加明確，開發(fā)的針對性更強(qiáng)。

附圖簡要說明圖1是傳統(tǒng)火驅(qū)設(shè)計(jì)及波及狀況示意圖；圖2是使用本實(shí)用新型的裝置的波及狀況示意圖；圖3是本實(shí)用新型中剩余油劈分計(jì)算方法示意圖；圖4是分段火燒注氣管柱示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)到預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功 效，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的厚層塊狀稠油吞吐后分段火燒裝 置的具體操作方法、步驟、特征及功效詳細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的核心目的在于針對厚層塊狀油藏，利用現(xiàn)有火燒油層研究機(jī)理， 充分利用火井注入氣體及火線向上超覆的固有特性，采取有針對性的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，變原始 火線超覆的不利因素為有利因素。提供一種縱向分段式注氣火燒的裝置，充分利用和控 制火線超覆，有效提高火燒油層縱向動(dòng)用程度及波及體積，最終達(dá)到提高塊狀稠油油藏火燒油層采收率的目的。該裝置是在對前期蒸汽吞吐后地層虧空及動(dòng)用非均質(zhì)研究的 基礎(chǔ)上，描述目前油層剩余油的分布狀況，結(jié)合儲(chǔ)層的空間展布特征，利用層內(nèi)夾層的 遮擋作用，在縱向上通過將注氣井設(shè)計(jì)成分段點(diǎn)火的操作方式，實(shí)現(xiàn)縱向儲(chǔ)層的均勻動(dòng) 用，提高火驅(qū)的波及范圍，改善開發(fā)效果。依據(jù)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所提出的一種利用分段火驅(qū)開采厚層塊狀稠 油的裝置，該裝置包括在注氣井內(nèi)設(shè)置分段注氣管柱，其特征在于，所述分段注氣裝置 由兩套注氣管柱和封隔器組成，封隔器設(shè)置在厚層塊狀稠油油層內(nèi)夾層的遮擋位置處， 兩套管柱出口分別設(shè)置在射開的稠油油層內(nèi)。優(yōu)選地，利用油層縱向上的空間厚度，參考油層內(nèi)部夾層的分布，在火井上采 用分層射孔、雙管注氣的方式實(shí)現(xiàn)分段火燒。更優(yōu)選地，火井根據(jù)油層厚度及夾層位置 分段射孔。進(jìn)一步地，選擇油層厚度范圍大于30米火井分段火燒射孔。優(yōu)選地，按照 油層厚度20米左右分段設(shè)置為一個(gè)生產(chǎn)射孔單元。此外，射孔位置選擇在分段油層的中 下部。為了更詳細(xì)地闡述本實(shí)用新型的裝置的使用，下面結(jié)合利用分段火驅(qū)開采提高 厚層塊狀稠油采收率的方法包來說明本實(shí)用新型裝置的使用。1)選定滿足以下條件的油藏油層厚度>30m，剩余油飽和度>0.45，孔 隙度>0.18，滲透率> 200md，地層條件下脫氣原油粘度< lOOOOmPa.s，油層深度 < 2000m ；2)采用基于油藏加熱體積的蒸汽控油模式研究剩余油的分布熱采稠油油藏其剩余油的研究方法是基于物質(zhì)守恒原理的油藏工程計(jì)算方法， 其研究結(jié)果的準(zhǔn)確與否與油井的產(chǎn)量劈分方法是否合理息息相關(guān)。在以往傳統(tǒng)的產(chǎn)量劈分過程中，一般油藏都基于達(dá)西定律，但考慮的主要是油 層的靜態(tài)參數(shù)，即
Ar kt χ ht N.=——-——L~ χ Nn,, P
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1=1說明Npi——小層累積產(chǎn)量，tNp一一單井階段累積產(chǎn)量，tK1——小層滲透率，mdIi1——小層射開厚度，mη——射開層數(shù)這種方法即為通常所稱謂的基于地層系數(shù)Kh的產(chǎn)量劈分方法。顯然這種方法考 慮的只是油井射開井段內(nèi)油層對油井產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，而忽略了稠油油藏溫度的升高和蒸汽 的超覆作用對油井流入動(dòng)態(tài)的影響。實(shí)際的現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐表明，塊狀油藏在蒸汽吞吐過 程中蒸汽超覆的現(xiàn)象普遍存在，油井的動(dòng)用范圍并不僅限于射開井段，若仍然沿用上述 產(chǎn)量劈分的方法勢必將造成較大的劈分誤差。對于在原始條件下流動(dòng)能力較差的稠油油藏，只有在油層溫度上升至其流動(dòng)溫 度(取原油粘溫曲線的拐點(diǎn)溫度)后，其動(dòng)用狀況才有明顯改善。針對厚層塊狀蒸汽吞 吐稠油油藏，本實(shí)用新型技術(shù)研究過程中根據(jù)現(xiàn)有的測試、找堵水、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)井史等資料，結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬等多方面的摸索與對比，提出了一種新的基于油井加熱體積的產(chǎn) 量劈分方法。該方法以數(shù)值模擬為基礎(chǔ)，將油層溫度超過地下原油的粘溫拐點(diǎn)溫度視為 油層是否被動(dòng)用的界限，以各小層所占據(jù)的加熱體積作為產(chǎn)量劈分的權(quán)重因子，由此進(jìn) 行產(chǎn)量劈分。本次提出小層的產(chǎn)量劈分模型
權(quán)利要求1. 一種分段注氣管柱，其特征在于，分段注氣管柱由兩套注氣管柱和封隔器組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種分段注氣管柱，其中分段注氣管柱由兩套注氣管柱和封隔器組成。該分段注氣管柱用于分段火驅(qū)開采厚層塊狀稠油，分段注氣管柱設(shè)置在注氣井內(nèi)，封隔器設(shè)置在厚層塊狀稠油油層內(nèi)夾層的遮擋位置處，兩套管柱出口分別設(shè)置在射開的稠油油層內(nèi)，使用本實(shí)用新型的裝置，提高了稠油區(qū)塊的采收率。
文檔編號(hào)E21B43/24GK201794571SQ201020169128
公開日2011年4月13日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者曹光勝, 李培武, 武毅, 王海生, 胡士清, 高飛, 龔春暉 申請人:胡士清