井下电加热生产井管柱结构及其采油方法技术

本申请实施例提供了一种井下电加热生产井管柱结构及其采油方法，该管柱结构包括套管、水平筛管和盲管；套管内设有油管，油管的后端连接有内衬管，内衬管位于水平筛管及盲管内；还包括由井口向下依次伸入至油管、内衬管和盲管内的冲砂管内衬管内壁上盘绕有加热电缆；水平筛管、盲管及内衬管之间的第一环空内，填充有粒径大于水平筛管的缝隙的固体催化剂颗粒；第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀的出口指向第一环空外，第二单向阀的出口指向第一环空内；第二单向阀外侧设有过滤环；过滤环内填充有过滤材料，过滤材料的孔隙内径小于固体催化剂颗粒的粒径。本申请实施例可提高原油的改质效果。

Downhole electric heating production well pipe string structure and oil production method thereof

The embodiment of the invention provides a downhole electric heating production pipe string structure and its production method, the column structure comprises a casing and a horizontal screen and blind pipe; casing with tubing, tubing connected with the rear end of the liner and the liner in horizontal screen and blind tube; including a wellhead which extends downwards in turn tubing, liner and blind sand tube wall liner tube is coiled with a heating cable; the first annulus between the level of sieve tubes, pipes and the inner liner, filling the gap size of solid catalyst particles is greater than the horizontal screen; both before and after the first annulus are respectively provided with a first one-way valve and second a one-way valve, first check valve export point to the first annulus, second one-way valve outlet point to the first annular; second one-way valve is arranged outside the loop filter; filter ring filled with filtering material, The pore diameter of the filter material is smaller than the particle size of the solid catalyst particles. This application can improve the quality of crude oil.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及油气开采
，尤其是涉及一种井下电加热生产井管柱结构及其采油方法。
技术介绍
目前对于稠油油藏的热采开发方式主要是注蒸汽开发，且主要是蒸汽吞吐、蒸汽驱以及蒸汽辅助重力泄油(SAGD)。但由于注蒸汽开发过程中，蒸汽的注入温度通常小于350℃，难以达到稠油的热裂解改质温度，因此产出油的组分并未有明显变化，重质组分较多。此外，对于注蒸汽开发的稠油生产井，目前井筒普遍采用电伴热的方式以提高举升效率。但用于伴热的加热电缆功率较低，耐受的最高温度在100℃以内，难以同时发挥原油改质效果差。因此，现有的稠油油藏发方式的原油改质效果差。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种井下电加热生产井管柱结构及其采油方法，以提高稠油油藏发方式的原油改质效果。为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种井下电加热生产井管柱结构，包括依次相连的套管、水平筛管和盲管；所述套管内安装有油管，所述油管的后端连接有内衬管，所述内衬管位于所述水平筛管及所述盲管内；还包括由井口向下依次伸入至所述油管、所述内衬管和盲管内的冲砂管；所述内衬管的内壁上盘绕有加热电缆；所述水平筛管、所述盲管及所述内衬管之间的第一环空内，填充有粒径大于所述水平筛管的缝隙的固体催化剂颗粒；所述第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的出口指向所述第一环空外，所述第二单向阀的出口指向所述第一环空内；所述第二单向阀外侧设有过滤环；所述过滤环内填充有过滤材料，所述过滤材料的孔隙内径小于所述固体催化剂颗粒的粒径。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述过滤环的内径与所述内衬管的内径相同。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述过滤材料的孔隙度为30％～45％，孔隙内径为0.1～4um，渗透率为1～10达西。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述过滤材料包括石英砂。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂中的一种单质或几种单质的组合。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂的化合物中的一种或几种组合。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述固体催化剂颗粒的粒径为10～1000um，且大于所述水平筛管外对应油层的孔隙内径1～20倍。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述加热电缆为矿物绝缘加热电缆，且其外表面铠装有不锈钢结构。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述加热电缆的盘绕密度为1～10圈/米。本申请实施例的井下电加热生产井管柱结构，所述加热电缆的发热功率通过地面配电箱实时可调。另一方面，本申请实施例还提供了一种上述井下电加热生产井管柱结构的采油方法，包括以下步骤：对生产进行电加热，以使原油温度上升至改质温度，且使所述固体催化剂颗粒的催化活性达到预设要求；向第二环空注入氮气，以使所述第二环空内的压力大于所述第一环空内的压力，且二者的压力差达到预设压力差，从而使第一单向阀闭合；开采时，被采原油从所述水平筛管的缝隙流经所述第一环空时，与该第一环空内的固体催化剂颗粒触并实现催化改质，改质后的原油流经过滤环过滤后，经由内衬管内部和冲砂管采出井口。本申请实施例的采油方法，还包括：在开采设定时间后停止生产，将所述第二环空内氮气排空，使第一单向阀开启；从井口向所述冲砂管注入顶替液，顶替液经由第二单向阀进入所述第一环空，以将所述第一环空内已用的固体催化剂颗粒驱离，被驱离的固体催化剂颗粒经由第一单向阀和第二环空排出地面；再次向所述第二环空注入氮气，以闭合第一单向阀；从井口向所述冲砂管注入携带新的固体催化剂颗粒的悬浮液，悬浮液经由所述第二单向阀进入所述第一环空，悬浮液中的液体经由筛管的缝隙进入油层，而悬浮液中的固体催化剂颗粒，因粒径大于所述水平筛管外对应油层的孔隙内径而堆积于所述第一环空，从而完成新旧固体催化剂颗粒的更换。本申请实施例的采油方法，所述预设压力差为3～5MPa。本申请实施例的采油方法，所述顶替液为水或质量浓度为0.01～1％的聚丙烯酰胺聚合物溶液。本申请实施例的采油方法，所述悬浮液中固体催化剂颗粒的质量为30％～80％。本申请实施例的采油方法，所述的改质温度为350℃～500℃。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例将加热电缆盘绕在内衬管内壁，通过加热电缆电加热高温加热生产井内的内衬管与催化剂，从而有效提高了生产井的加热功率，实现了生产井快速升温并保持在较佳的催化改质温度，充分发挥了改质催化剂活性的作用，从而提高了原油的改质效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本申请实施例中井下电加热生产井管柱结构的结构示意图；图2为本申请实施例中井下电加热生产井管柱结构的采油方法的方法流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。参考图1所示，为本申请实施例的一种井下电加热生产井管柱结构，其包括依次相连的套管、水平筛管24和盲管25。所述套管包括表面套管21和技术套管22。所述技术套管22内安装有油管41。所述水平筛管24通过筛管悬挂器23与所述技术套管密封连接。所述油管41的后端连接有内衬管42，所述内衬管42位于所述水平筛管24及所述盲管25内。该管柱结构还包括由井口11向下依次伸入至所述油管41、所述内衬管42和盲管25内的冲砂管47。所述内衬管42的内壁上盘绕有加热电缆32；所述加热电缆32通过传输电缆31供电。所述水平筛管24、所述盲管25及所述内衬管42之间的第一环空(即环形空间)内，填充有粒径大于所述水平筛管24外对应油层的孔隙内径的固体催化剂颗粒44，以防止所述固体催化剂颗粒44外泄进入油层。所述第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀43和第二单向阀45，所述第一单向阀43的出口指向所述第一环空外，所述第二单向阀45的出口指向所述第一环空内；冲砂管47、第二单向阀45、第一环空、第一单向阀43、以及所述油管41和所述技术套管22之间形成的第二环相互配合，形成流体通道。所述第二单向阀45外侧设有过滤环46；所述过滤环46内填充有过滤材料(例如石英砂等)，所述过滤材料的孔隙内径小于所述固体催化剂颗粒44的粒径，以防止所述固体催化剂颗粒44外泄至内衬管42或冲砂管47。一般的所述固体催化剂颗粒44的粒径可以为10～1000um，且大于筛管外对应油层的孔隙内径1～20倍。本申请实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，包括依次相连的套管、水平筛管和盲管；所述套管内安装有油管，所述油管的后端连接有内衬管，所述内衬管位于所述水平筛管及所述盲管内；还包括由井口向下依次伸入至所述油管、所述内衬管和盲管内的冲砂管；所述内衬管的内壁上盘绕有加热电缆；所述水平筛管、所述盲管及所述内衬管之间的第一环空内，填充有粒径大于所述水平筛管的缝隙的固体催化剂颗粒；所述第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的出口指向所述第一环空外，所述第二单向阀的出口指向所述第一环空内；所述第二单向阀外侧设有过滤环；所述过滤环内填充有过滤材料，所述过滤材料的孔隙内径小于所述固体催化剂颗粒的粒径。

【技术特征摘要】
1.一种井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，包括依次相连的套管、水平筛管和盲管；所述套管内安装有油管，所述油管的后端连接有内衬管，所述内衬管位于所述水平筛管及所述盲管内；还包括由井口向下依次伸入至所述油管、所述内衬管和盲管内的冲砂管；所述内衬管的内壁上盘绕有加热电缆；所述水平筛管、所述盲管及所述内衬管之间的第一环空内，填充有粒径大于所述水平筛管的缝隙的固体催化剂颗粒；所述第一环空的前后两端分别安装有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的出口指向所述第一环空外，所述第二单向阀的出口指向所述第一环空内；所述第二单向阀外侧设有过滤环；所述过滤环内填充有过滤材料，所述过滤材料的孔隙内径小于所述固体催化剂颗粒的粒径。2.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤环的内径与所述内衬管的内径相同。3.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤材料的孔隙度为30％～45％，孔隙内径为0.1～4um，渗透率为1～10达西。4.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述过滤材料包括石英砂。5.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂中的一种单质或几种单质的组合。6.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的材质包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱和铂的化合物中的一种或几种组合。7.根据权利要求3所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述固体催化剂颗粒的粒径为10～1000um，且大于所述水平筛管外对应油层的孔隙内径的1～20倍。8.根据权利要求1所述的井下电加热生产井管柱结构，其特征在于，所述加热电缆为矿物绝缘加热电缆，且其外表面铠装有不锈钢结构。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永彬，蒋有伟，李秀峦，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11