重油采油管柱及其采油方法

技术领域

本发明涉及重油油田采油技术领域，特别涉及一种重油采油管柱及其采油方法。

背景技术

重油油田开采的主要难点在于原油的高粘度、高密度及低流动性。针对重油油田，通常采用火驱技术进行升温降粘开发。火驱技术是一种利用电点火、化学点火等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气使油层原油持续燃烧的采油方法。该方法具有热效率高，最终采收率高、节能减排等优势。

利用火驱技术进行重油开发时，需要向地层连续不断注入空气，点燃油层，使原油经生产井采出。目前针对成功点燃油层后的火腔初期培育阶段，需要保证火驱过程稳定燃烧。然而，在目前开发过程中，高温可动油经水平井产出会使水平井段所处条带的温度升高。当该处温度升高到一定程度后，一旦空气突破结焦带的封堵直接进入水平井筒引起高温燃烧，会造成水平井产出液温度和产出气体中氧气含量急剧升高，严重时甚至会烧毁水平井筒。所以，在火驱燃烧过程中，如何控制稳定燃烧是关键点。

但是，目前还没有一种有效的火驱采油技术，能够较佳地控制空气流动稳定泄油，稳定燃烧。因此，有必要提出一种新的重油采油技术，以在火驱燃烧过程中，实现控制稳定燃烧，防止出现水平井火驱过程中火线窜通，氧气突破的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重油采油管柱及其采油方法，在火驱燃烧过程中，能够实现控制稳定燃烧，防止出现水平井火驱过程中火线窜通，氧气突破的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种重油采油管柱，所述重油采油管柱包括：

用于设置在水平井段中的筛管，所述筛管上设置有用于连通油层和井筒的筛缝；

盲管，所述盲管设置在所述筛管内，盲管与节流器联通，通过节流器进入盲管的流体会沿着盲管产出到地面上；

多个封隔器，所述封隔器设置在所述筛管与所述盲管之间的环空中，相邻两个封隔器间隔预定距离；

多个节流器，所述节流器设置在所述盲管中，且位于相邻两个封隔器之间，所述节流器上设置有温度监测部，当所述温度监测部监测到的温度达到预定温度以上，所述节流器关闭。

在一个优选的实施方式中，所述预定距离为泄油带在水平井段中的投影距离。

在一个优选的实施方式中，所述预定距离为20米至30米。

在一个优选的实施方式中，所述预定温度为油高温氧化燃烧的温度。

在一个优选的实施方式中，所述预定温度为350摄氏度以上。

一种重油采油方法，所述重油采油方法包括：

在生产井水平井筒的筛管内下入盲管、在所述筛管与所述盲管之间间隔预定距离下入多个封隔器、在所述盲管上且相邻两个封隔器之间下入具有温度监测部的节流器，将生产井水平井筒分隔成多段；

通过所述节流器的温度监测部进行实时温度监测，当所述温度监部测监测到的温度超过预定温度时，关闭所述节流器。

在一个优选的实施方式中，所述预定距离为泄油带在水平井段中的投影距离。

在一个优选的实施方式中，所述预定距离为20米至30米。

在一个优选的实施方式中，所述预定温度为油高温氧化燃烧的温度。

在一个优选的实施方式中，所述预定温度为350摄氏度以上。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的采油管柱及其采油方法，通过生产井筛管内的盲管上加上封隔器和节流器，在盲管内的节流器上具有温度监测部，封隔器将生产井水平井段分隔成几段，当燃烧腔推进到水平井筒时，此时水平井筒段节流器上温度监测部的温度超过350℃时，该段的节流器调整关闭，此时水平井筒盲管和节流器之间的流通通道关闭，气(汽)液流体不再进入本井筒段，避免火线和氧气窜入井筒，燃烧带不能正常推进。空气会沿着上部油藏超覆到达火烧前缘，形成向前倾斜的稳定燃烧前缘，在下一个封隔器封隔的井筒段继续稳定燃烧，实现分段切割稳定重力泄油开发模式，从而避免空气直接进入水平井井筒，保证火驱前缘稳定燃烧，具有良好的安全性和良好的经济效益。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是火驱初期燃烧前缘附近的示意图；

图2是本申请实施方式中一种重油采油管柱的示意图；

图3是本申请实施方式中一种重油采油管柱的剖面图；

图4是本申请实施方式中一种重油采油管柱实现分段切割稳定重力泄油开发模式的示意图；

图5是本申请实施方式中一种重油采油方法的步骤流程图。

附图标记说明：

注气井-1；生产井-2；趾端-21；跟端-22；筛管-3；筛缝-30；盲管-4；封隔器-5；节流器-6；温度监测部-60。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，对于重油开采而言，其井网结构包括用于注气的注气井1和用于采油的生产井2。其中，生产井2为水平井，具有位于油层底部的水平井段。在火驱前期，注气井1至生产井2之间依次包括：燃烧前缘、结焦带、泄油带、冷油带。在开发过程中，高温可动油经水平井产出会使水平井段所处条带的温度升高。当该处温度升高到一定程度后，一旦空气突破结焦带的封堵直接进入水平井筒引起高温燃烧，会造成水平井产出液温度和产出气体中氧气含量急剧升高，严重时甚至会烧毁水平井筒。

本发明提供一种重油采油管柱及其采油方法，在火驱燃烧过程中，能够较佳地控制空气流动稳定泄油，实现控制稳定燃烧，防止出现水平井火驱过程中火线窜通，氧气突破的问题。

请参阅图2至图4，本申请实施方式中提供一种采油管柱，可以包括：用于设置在水平井段中的筛管3，所述筛管3上设置有用于连通油层和井筒的筛缝30；盲管4，所述盲管4设置在所述筛管3内；多个封隔器5，所述封隔器5设置在所述筛管3与所述盲管4之间的环空中，相邻两个封隔器5间隔预定距离；多个节流器6，所述节流器6设置在所述盲管4中，且位于相邻两个封隔器5之间，所述节流器6上设置有温度监测部60，当所述温度监测部60监测到的温度达到预定温度以上时，所述节流器6关闭。

本实施方式所提供的采油管柱，具体应用在火驱开发技术领域中时，油藏流体通过筛缝30进入两个封隔器5封隔的井筒段，然后再通过节流器6进入盲管4，再顺着盲管4产出，所以，一旦节流器6关闭，这一段井筒就不再产出流体，因此空气会向上超覆，进入下一段井筒，如此循环，直到烧到井的跟部(跟端)。

本申请实施方式中提供的重油采油管柱，通过生产井2筛管3内的盲管4上加上封隔器5和节流器6，在盲管4内的节流器6上具有温度监测部60，封隔器5将生产井2水平井段分隔成几段，当燃烧腔推进到水平井筒时，此时水平井筒段节流器6上温度监测部60的温度超过350℃时，该段的节流器6调整关闭，此时节流器6附近的压力变大，避免火线窜入井筒。空气沿着上部油藏超覆到达火烧前缘，形成向前倾斜的稳定燃烧前缘，实现分段切割稳定重力泄油开发模式，如图4所示，从而避免空气直接进入水平井井筒，保证火驱前缘稳定燃烧，具有良好的安全性和良好的经济效益。

在本实施方式中，筛管3位于生产井2的水平井段中的。所述筛管3上设置有筛缝30，用于沟通井筒和油层，使气(汽)液流体进入筛管3和盲管4之间的空隙。

具体的，所述生产井2的水平段具有相对的趾端21和跟端22，所述筛管3自所述趾端21至所述跟端22纵长延伸。所述筛管3上设置有筛缝30。自泄油带泄下的油可以通过筛管3流入水平井段中。

在本实施方式中，盲管4设置在所述筛管3内，通过和封隔器5、节流器6配合将生产井2水平段分隔成多个可控制油气进入的子井段。

在本实施方式中，封隔器5的个数可以为多个。具体的，封隔器5的个数可以根据水平井段的长度而定。当水平井段的长度较长时，相应的，封隔器5的个数适应性增多。当然，本申请也不排除在某些极端情况下，例如，水平井段的长度较短，只需要使用一个封隔器5的情形。

在本实施方式中，节流器6是所有流体流通的必经通道。节流器6的个数可以为多个。具体的，该节流器6的个数与所述封隔器5的个数相匹配。整体上，该节流器6的个数也根据水平井段的长度而定。当水平井段的长度较长时，相应的，节流器6的个数适应性增多。当然，本申请也不排除在某些极端情况下，例如，水平井段的长度较短，只需要使用一个节流器6的情形。

在本实施方式中，所述节流器6具有流量调节功能。具体的，节流器6上设置有温度监测部60，当该温度监测部60监测到的所述节流器6附近井筒的温度超过预定温度时，所述节流器6能够自动关闭。当节流器6关闭后，可以增加节流器6附近的压力，使得空气到达燃烧前缘，而不会从该井段窜入井筒中，从而能够避免出现水平井火驱过程中火线窜通，氧气突破的问题。

当然，除了利用节流器6本身设置的温度检测部进行温度监测之外，还可以在生产井2水平井筒单独设温度检测器，以及将温度检测器和节流器6电性连接，根据温度检测器检测到的温度信号控制所述节流器6开闭的控制器。

此外，判断节流器6开闭的条件除了温度之外，还可以为油的流动信号或者是两者的结合等，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

在本实施方式中，所述预定温度为油高温氧化燃烧的温度。该高温氧化燃烧的温度一般为350摄氏度以上。也就是说，所述预定温度为350摄氏度以上。当所述温度监测部60监测到节流器6附近的温度超过该高温氧化燃烧的温度时，表示此时该井段处附近的油发生了高温氧化燃烧，粘度降低、流动性提高，可以打开此井段，泄出此位置升温降粘后的油。

在本实施方式中，所述两个封隔器5之间的预定距离为泄油带在水平井段中的投影距离。当两个封隔器5之间的距离等于泄油带在水平井段中的投影距离时，泄油时正好可以将泄油带中的油全部泄入对应的子井段中。根据实际监测发现，泄油带在水平井段中的投影距离一般在20米至30米之间。相应的，所述预定距离可以为20米至30米。

请参阅图5，本申请还提供了一种重油采油方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤S10：在生产井2水平井筒的筛管3内下入盲管4、在所述筛管3与所述盲管4之间间隔预定距离下入多个封隔器5、在所述盲管4上且相邻两个封隔器5之间下入具有温度监测部60的节流器6，将生产井2水平井筒分隔成多段；

步骤S12：通过所述节流器6的温度监测部60进行实时温度监测，当所述温度监测部60监测到的温度超过预定温度时，关闭所述节流器6。

首先在生产井2水平井筒的筛管3内下入盲管4和封隔器5、具有温度监测部60的节流器6。如图2所示，可以每隔30m下入节流器6和分隔器，将生产井2水平井筒分隔成几段，形成垂向分段采油。

在水平井火驱生产过程中，燃烧腔燃烧到生产井2水平井段时，该段节流器6温度监测显示附近温度超过350℃，当空气流入节流器6时，节流器6会自动关闭。此时节流器6附近压力变高，空气向前流入燃烧前缘，保持火驱过程稳定燃烧。

随着燃烧过程推进，到达下一个生产井2水平井段时，节流器6像前一个节流器6一样，温度过高，自动关闭，避免空气直接进入水平井筒发生氧气窜通而烧毁井筒。

在一个具体的应用场景中，例如，新疆油田某区块具有以下特点：

①孔隙度展布：该区储层孔隙度介于27.3％～35.1％之间，平均为31.5％。

②渗透率展布：该区储层渗透率介于455.1mD～4708mD之间，平均值2437.1mD,与孔隙度相关性较强。

③含油饱和度展布：该区储层含油饱和度介于63.8％～80.3％之间，平均值为73.2％，含油饱和度呈现出北高南低的局面。

④油层厚度展布：该区油层厚度介于10.4～47.2m之间，平均值为31.5m，在工区北部和南部边缘油层厚度较低。

该区块某井组，注气直井射孔底界与水平井垂直距离11.7米，水平生产井2上方油层厚度为9.6m，注气直井在水平井侧面4m距离之内。利用本申请所提供的重油采油管柱及方法进行火驱后，能够达到如下效果：日注气4400m³/d，日产油约4.5t/d，燃烧过程稳定，没有发生氧气窜入水平井。

综上可见，本申请提供的重油采油管柱及方法，是一种能够控制火烧前缘稳定推进的技术方法，在火驱进行一段时期，通过实时根据井筒段的监测温度，调整关闭节流器6，增加节流器6附近的压力，使得空气到达燃烧前缘，保证火驱过程稳定进行，避免火驱过程到水平井筒发生氧气窜通，具有良好的经济效益。

整体上，本申请所提供的采油管柱及其采油方法，通过生产井2筛管3内的盲管4上加上封隔器5和节流器6，在盲管4内的节流器6上具有温度监测部60，封隔器5将生产井2水平井段分隔成几段，当燃烧腔推进到水平井筒时，此时水平井筒段节流器6上温度监测部60的温度超过350℃时，该段的节流器6调整关闭，此时水平井筒盲管4和节流器6之间的流通通道关闭，气(汽)液流体不再进入本井筒段，避免火线和氧气窜入井筒，燃烧带不能正常推进。空气会沿着上部油藏超覆到达火烧前缘，形成向前倾斜的稳定燃烧前缘，在下一个封隔器5封隔的井筒段继续稳定燃烧，实现分段切割稳定重力泄油开发模式，从而避免空气直接进入水平井井筒，保证火驱前缘稳定燃烧，具有良好的安全性和良好的经济效益。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。