專利名稱：蒸汽吞吐采油井筒氮氣隔熱技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種蒸汽吞吐開采重質原油時保護套管的井筒氮氣隔熱工藝技術。
蒸汽吞吐采油系在同一口重質油井中按設計要求往油層注入一定量的高溫濕飽和水蒸汽，關井1-5天，加熱距井筒一定半徑范圍內的重質原油，使其粘度大幅度下降，接著開井生產，一直到油井產量降到不經濟的界限時，再重復上述過程(注汽、關井、采油)。注高溫蒸汽時，油井套管會因受熱應力而受到損壞，因此井筒必須采取一定的隔熱措施。目前，國內油田采用蒸汽吞吐工藝開采重質原油時，均采用隔熱油管高溫封隔器和伸縮管等配套隔熱管柱，其缺點一是油井作業工作量大，作業周期長，工人勞動強度大;二是作業費用和注汽采油成本高;三是易發生封隔器掉、卡事故;四是因作業工序多易污染油層，影響油井生產能力。在國外，除隔熱油管外，還采用隔熱液保護套管。但是由于隔熱液泵送困難難于施工，使其應用受到限制。至于氣體隔熱，僅見威爾海特(WILLHITE)在“井筒總傳熱系數的確定”一文中提及，但未查到該項技術的報道或其他資料。另外，美國(見美國專利448860)和委內瑞拉在開采重質原油時有時也往油層注入一定量氮氣，但其目的是為了提高蒸汽吞吐采油的效果或減少油層污染，而不是用于井筒隔熱和套管防護。
本發明的任務是提供一種氮氣隔熱技術，將該種新技術用于蒸汽吞吐采油井可以在注汽過程中保護套管，并與不壓井檢泵技術配套重復地進行蒸汽吞吐采油，達到減少作業工作量，減輕工人勞動強度、縮短作業周期，減少壓井液對油層污染以及降低作業費用和注汽采油成本的目的。
本發明的與前述的美國、委內瑞拉向油層注入氮氣在目的和工藝上均有根本上的不同。本發明的內容是在單井蒸汽吞吐的注汽過程中，利用油管向油層注入蒸汽，在油、套管環形空間充入氮氣，停留在環空的氮氣起到了隔熱作用，有效地保護套管免受損壞。
本發明在實施中可分兩種情況一是，當井口注蒸汽壓力≤10MPa時，可在油、套環空充入氮氣后，利用井筒內的光油管向油層注蒸汽;二是，當井口注蒸汽壓力＞10MPa時，下入隔熱油管向油層注入蒸汽，在油、套環空充入氮氣。上述兩種情況是對井斜小于3°的直井而言，對于大斜度油井，尚需在其井斜部位加裝油管扶正器。本發明的實施程序如下1、確定下井管柱類型;2、下管柱洗井;3、連注蒸汽管線;4、掃線試壓;5、泵入氮氣;6、注蒸汽;7、錄取資料。
本發明應用效果明顯，礦場施工近40口井的實踐表明，此種氮氣隔熱技術不僅能滿足保護套管的需要，而且可以克服采用隔熱管柱的各種缺點，使單井作業效率大為提高，成本大幅度降低，開辟了蒸汽吞吐采油井筒隔熱和保護套管的新途徑。
附圖
為蒸汽吞吐采油管柱示意圖(其中，上部為采用隔熱管時的管柱示意圖;下部為采用氮氣隔熱時的管柱示意圖，(a)、(b)分別為采用氮氣隔熱時由光油管和由隔熱油管注蒸汽的兩種情況)。
附圖中，1-油層;2-篩管;3-高溫封隔器;
4-隔熱油管;5-套管;6-水泥環;
7-光油管。
以下結合附圖對本發明工藝技術的實施作進一步說明。
1、確定下井管柱類型選好井后，根據本井過去注汽參數(或鄰井注汽參數)確定是下入光油管還是下入隔熱油管，并依井斜大小確定是否加裝油管扶正器;
2、下管柱、洗井將油管(或隔熱油管)下至油層中部，用水泥車從套管泵入活性水反替出井筒的液體并循環洗井，直至油管出口返出液與套管進口液樣的物理性質一致為止;
3、連接注汽管線與洗井同時進行，連接蒸汽發生器出口至井口的高溫高壓蒸汽管線;
4、掃線、試壓裝好高溫高壓注汽井口裝置(帶油壓和套壓表)，連好蒸汽管線，啟動蒸汽發生器掃出管線中的污物后，用蒸汽進行熱試壓，確保井口裝置及地面蒸汽管線不漏汽為合格;
5、泵入氮氣啟動停靠在井口的液氮泵車，低速從套管泵入氮氣，從油管排出井內液體(若活性水對油層無損害時，也可不排出，排液時地面需有防污染措施)，至油管出口見氮氣時關閉油管出口閥門，觀察井口是否有氮氣滲漏。確認無滲漏時可關閉液氮泵車，同時記錄好泵入的液氮量;
6、注蒸汽啟動蒸汽發生器向井內供高溫蒸汽，蒸汽即沿管柱注入油層;
7、錄取資料管井工人定時錄取井口油、套壓，并記錄套管伸長數據。注汽中途若發現套壓低于油壓時，則需將液氮泵車開至井口，再向套管補注一次氮氣。
應該注意的是，實施本發明時，井內油管柱和井口均不允許有滲漏。還應說明的是，對于不同下井管柱、不同注汽壓力和不同注汽時間條件下的井筒熱損失、蒸汽干度、套管溫度等可變參數，均可采用本發明所附的微機軟件進行計算和單井設計。另外，從國外引進的液氮泵車本身帶有液氮貯罐和計量控制儀表，氮氣在井筒工況下的體積量和密度可由狀態方程計算。本發明亦可用于蒸汽驅采油時注汽井的井筒隔熱。
應用本發明的實施例之一是1988年5月25日在遼河油田歡喜嶺采油廠錦45塊9-16井首次采用本發明。該井系5″套管完井，因無隔熱油管和高溫封隔器，注不了蒸汽。實施本發明時，下入2 1/2 ″光油管至油層中下部，向套管充入2.5m3液氮，利用油管注汽5.9天，累計注蒸汽2306t。注汽期間，井口油壓和套壓分別在13.1-15.3MPa和14.0-16.3MPa間波動，套管伸長20cm，在預測值范圍內。該井于5月30日停止注汽，6月10日開井生產，在該注汽周期共采出重質原油3496噸。
權利要求
1.一種蒸汽吞吐開采重質原油時保護套管的井筒氮氣隔熱工藝技術，其特征在于由油管向油層注入蒸汽，由油、套管環形空間充入氮氣，利用停留在環空的氮氣起隔熱作用，有效地保護套管免受損壞。
2.根據權利要求1所述的氮氣隔熱工藝技術，其特征在于該工藝包括確定下井管柱類型、下管柱洗井、連接注蒸汽管線、掃線試壓、泵入氮氣、注蒸汔和錄取資料等程序。
3.根據權利要求1所述的氮氣隔熱工藝技術，其特征在于利用液氮泵車低速從套管泵入氮氣，至油管出口見氮氣后方可停泵，并由油管向井內注入蒸汽。
全文摘要
本發明涉及一種蒸汽吞吐開采重質原油時保護套管的井筒氮氣隔熱工藝技術。利用該工藝技術在注汽過程中保護套管，并與不壓井檢泵技術配套重復地進行蒸汽吞吐采油，達到減少作業工作量，減少油層污染，降低作業費用和注汽采油成本的目的。本發明開辟了注蒸汽井井筒隔熱保護套管的新途徑。
文檔編號G01B11/06GK1038518SQ87101200
公開日1990年1月3日 申請日期1987年12月24日 優先權日1987年12月24日
發明者胡智勉, 鄭良宏, 遲殿雙 申請人:遼河石油勘探局稠油攻關指揮部