井下油气水砂分离方法及分离器技术

本发明专利技术提供了一种井下油气水砂分离方法及分离器，该井下油气水砂分离方法包括如下步骤：步骤1：在油套环空中沿采出液的流出方向分割出多个空间，每个所述空间内提供与所述油套环空相连通的容纳腔；步骤2：沿采出液的流出方向，在采出液的出液管道上开设多个进液孔组，每个所述进液孔组与一个所述容纳腔相对连通；步骤3：所述油套环空的原油流入每个所述容纳腔后进行油气水的分离，分离后的油滴或气泡自所述容纳腔回流至所述油套环空，分离后的采出液同时自多个所述进液孔组流入所述出液管道。本发明专利技术的井下油气水砂分离方法及分离器，可实现在井下对高含水原油中的油水或气水进行快速分离。

Downhole oil gas water sand separation method and separator

The invention provides a downhole oil-gas separation method of water and sand separator, water sand separation method of the underground oil and gas comprises the following steps: Step 1: in the oil ring along the air flow direction of produced liquid to segment multiple space, each of the space provided within the cavity is communicated with the oil casing annulus; step 2: along the flow direction of produced liquid, in produced liquid liquid pipe is provided with a plurality of liquid inlet hole group, each of the liquid inlet hole and a group of the accommodating cavity relative connectivity; step 3: the separation of crude oil into the oil casing annulus each accommodating cavity after the oil gas water, after the separation of oil droplets or air bubbles from the accommodating cavity flow back to the annulus, after the separation of produced liquid from a plurality of the liquid inlet hole into the liquid outlet pipe group. The downhole oil-gas, water and sand separation method and separator can realize the rapid separation of oil-water or gas and water in the high water cut crude oil.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种分离方法及分离器，尤其有关于一种油田开发领域中应用的井下油气水砂分离方法及分离器。
技术介绍
随着油田进入高含水开采期，出现的同井注采技术、以及为提高泵效所需的气液分离技术，都需要高效的井下油水或气水分离技术。现有的井下油水或气水分离装置不能有效实现对高含水原油中油水或气水的分离和开采。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种井下油气水砂分离方法，通过该分离方法可实现在井下对高含水原油中的油水或气水进行快速分离。本专利技术的另一目的是提供一种井下油气水砂分离器，可实现在井下对高含水原油中的油水或气水进行快速分离。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：本专利技术提供一种井下油气水砂分离方法，其包括如下步骤：步骤1：在油套环空中沿采出液的流出方向分割出多个空间，每个所述空间内提供与所述油套环空相连通的容纳腔，以使油套环空中的原油分为多份分别流入多个容纳腔中，每个容纳内的原油中的液体下降速度相对所述油套环空内的原油中的液体下降速度降低，且每个容纳腔内原油中的油滴或气泡的上升速度相对所述油套环空内的原油中的油滴或气泡的上升速度提高；步骤2：沿采出液的流出方向，在采出液的出液管道上开设多个进液孔组，每个所述进液孔组与一个所述容纳腔相对连通；步骤3：所述油套环空的原油流入每个所述容纳腔后进行油气水的分离，分离后的油滴或气泡自所述容纳腔回流至所述油套环空，分离后的采出液同时自多个所述进液孔组流入所述出液管道。在本专利技术的实施例中，所述步骤3包括：根据不同井的产液量、不同油套环空的面积及出液管道的面积，确定油套环空与出液管道内的压差值；根据所述压差值调整所述出液管道上不同位置处的进液孔组的过流面积，以使自各所述进液孔组同时流入所述出液管道内的采出液的流量均相等。在本专利技术的实施例中，所述容纳腔的数量N根据如下公式计算得出：其中，Q为油井产液量；Tt为原油在所述容纳腔中的预期停留时间；V为所述容纳腔的容积。在本专利技术的实施例中，所述原油在所述容纳腔中的预期停留时间Tt为25s～150s。在本专利技术的实施例中，所述容纳腔的容积V为50ml～250ml。在本专利技术的实施例中，在所述步骤2中，每个所述进液孔组均包括多个进液孔，每个所述进液孔组的多个所述进液孔沿所述出液管道的圆周方向间隔设置，所述进液孔的孔径d由如下公式计算得出：其中，q为自所述进液孔中流过的采出液的流量；ρ为采出液的密度；Δp为所述出液管道的内外压差。在本专利技术的实施例中，所述出液管道的内外压差Δp由如下公式计算得出：Δp＝1.25ρv2其中，v为通过所述进液孔的采出液的流速。在本专利技术的实施例中，自所述进液孔中流过的采出液的流量q由如下公式计算得出：其中，Q为油井产液量；N为所述容纳腔的数量；n为每个所述进液孔组中的所述进水孔的数量。在本专利技术的实施例中，两两相邻的所述进液孔组之间的距离为10mm～55mm。在本专利技术的实施例中，所述井下油气水砂分离方法还包括：步骤4：利用在各所述容纳腔中放置滤料，使原油中的油滴流经所述滤料时，油滴变为油膜，所述油膜在所述滤料中受到向上的压力剃度大于向下的压力剃度，促进所述油膜在所述滤料内向上滑动。在本专利技术的实施例中，所述容纳腔具有多个出砂孔，多个所述出砂孔与所述油套环空相连通。本专利技术还提供一种井下油气水砂分离器，其包括：出液管道，其上设有多个进液孔组，多个所述进液孔组沿所述出液管道的轴向方向间隔设置；多个沉降杯，多个所述沉降杯彼此相连套设在所述出液管道上，每个所述沉降杯具有与每个所述进液孔组相对连通的容纳腔，所述沉降杯具有进液口。在本专利技术的实施例中，所述井下油气水砂分离器位于井下套管内，所述出液管道与设置在所述套管内的油管相连，所述套管和所述油管之间形成的油套环空通过所述进液口与所述容纳腔相连通。在本专利技术的实施例中，每个所述进液孔组均包括多个进液孔，每个所述进液孔组的多个所述进液孔沿所述出液管道的圆周方向间隔设置，位于所述出液管道的出液端的所述进液孔的孔径大于位于所述出液管道末端的所述进液孔的孔径。在本专利技术的实施例中，所述沉降杯内设有滤料箱，所述滤料箱套设在所述出液管道上，所述滤料箱沿采出液的流出方向位于与每个所述容纳腔对应连通的一个所述进液孔组的下游端，所述滤料箱内设有滤料。在本专利技术的实施例中，所述沉降杯具有多个出砂孔。在本专利技术的实施例中，所述沉降杯包括：杯体，其具有周壁及底壁，所述底壁具有内环侧及外环侧，所述周壁的下端连接在所述底壁的外环侧，所述外环侧的水平高度高于所述内环侧的水平高度，所述杯体与所述出液管道之间形成所述容纳腔；杯座，其上端连接在所述底壁的内环侧，所述杯座套设在所述出液管道上。在本专利技术的实施例中，所述杯座的下端凸设有多个定位销，所述杯座的上端设有多个定位孔，所述定位销与所述定位孔上下相对设置；两两相邻的所述沉降杯通过一个所述沉降杯的所述定位销插接在另一所述沉降杯的所述定位孔内而相互连接在一起。在本专利技术的实施例中，所述杯座的下端沿圆周方向间隔设有避让所述进液孔组的多个开口槽。在本专利技术的实施例中，两两相邻的所述杯体之间形成有间隙部，所述间隙部为所述沉降杯的所述进液口。本专利技术的特点及优点是：一、本专利技术的井下油气水砂分离方法，采用沿出液管道内的采出液的流动方向设计多个容纳腔的方式，使油套环空中的原油分别从每个容纳腔对应的一个进液孔组同时流入出液管道，利用多个纵向分布在出液管道上的容纳腔来分担整个井筒内的油套环空的原油的流量，可使每个容纳腔内的原油的下降速度减少为常规油井油套环空中进液口处的原油的下降速度的1/N(N为容纳腔的个数)，即提高了油滴或气泡在原油中上浮的相对速度，从而最终达到油气水高效分离的目的。另外，本专利技术的井下油气水砂分离方法，通过容纳腔的多个出砂孔，可使高含水原油中的砂子从容纳腔中排出，实现砂与水的分离。再有，本专利技术的井下油气水砂分离方法，通过在容纳中设置盛装有多孔介质的滤料箱，可提高原油中的油滴的分离速度。二、本专利技术的井下油气水砂分离器，通过在出液管道的轴向方向上设置多个沉降杯，每个沉降杯对应出液管道上的一个进液孔组，通过多个沉降杯分担整个油套环空中的原油总量，使油套环空中的原油分成多份，以实现降低每个沉降杯内液体的下降速度，促进油滴或气泡与水的分离的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的井下油气水砂分离方法的流程示意图。图2为本专利技术的井下油气水砂分离方法的具体步骤示意图。图3为本专利技术的井下油气水砂分离器安装在井下油管上的结构示意图。图4为图3的A部放大图示意图。图5为本专利技术的井下油气水砂分离器的沉降杯的剖面结构示意图。图6为本专利技术的井下油气水砂分离器的滤料箱的主视剖视图。图7为本专利技术的井下油气水砂分离器的滤料箱的仰视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述井下油气水砂分离方法包括如下步骤：步骤1：在油套环空中沿采出液的流出方向分割出多个空间，每个所述空间内提供与所述油套环空相连通的容纳腔，以使油套环空中的原油分为多份分别流入多个容纳腔中，每个容纳内的原油中的液体下降速度相对所述油套环空内的原油中的液体下降速度降低，且每个容纳腔内原油中的油滴或气泡的上升速度相对所述油套环空内的原油中的油滴或气泡的上升速度提高；步骤2：沿采出液的流出方向，在采出液的出液管道上开设多个进液孔组，每个所述进液孔组与一个所述容纳腔相对连通；步骤3：所述油套环空的原油流入每个所述容纳腔后进行油气水的分离，分离后的油滴或气泡自所述容纳腔回流至所述油套环空，分离后的采出液同时自多个所述进液孔组流入所述出液管道。

【技术特征摘要】
1.一种井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述井下油气水砂分离方法包括如下步骤：步骤1：在油套环空中沿采出液的流出方向分割出多个空间，每个所述空间内提供与所述油套环空相连通的容纳腔，以使油套环空中的原油分为多份分别流入多个容纳腔中，每个容纳内的原油中的液体下降速度相对所述油套环空内的原油中的液体下降速度降低，且每个容纳腔内原油中的油滴或气泡的上升速度相对所述油套环空内的原油中的油滴或气泡的上升速度提高；步骤2：沿采出液的流出方向，在采出液的出液管道上开设多个进液孔组，每个所述进液孔组与一个所述容纳腔相对连通；步骤3：所述油套环空的原油流入每个所述容纳腔后进行油气水的分离，分离后的油滴或气泡自所述容纳腔回流至所述油套环空，分离后的采出液同时自多个所述进液孔组流入所述出液管道。2.如权利要求1所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述步骤3包括：根据不同井的产液量、不同油套环空的面积及出液管道的面积，确定油套环空与出液管道内的压差值；根据所述压差值调整所述出液管道上不同位置处的进液孔组的过流面积，以使自各所述进液孔组同时流入所述出液管道内的采出液的流量均相等。3.如权利要求1或2所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述容纳腔的数量N根据如下公式计算得出：N=QTt86400V]]>其中，Q为油井产液量；Tt为原油在所述容纳腔中的预期停留时间；V为所述容纳腔的容积。4.如权利要求3所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述原油在所述容纳腔中的预期停留时间Tt为25s～150s。5.如权利要求3所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述容纳腔的容积V为50ml～250ml。6.如权利要求1或2所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，在所述步骤2中，每个所述进液孔组均包括多个进液孔，每个所述进液孔组的多个所述进液孔沿所述出液管道的圆周方向间隔设置，所述进液孔的孔径d由如下公式计算得出：d=20ρq2Δpπ24]]>其中，q为自所述进液孔中流过的采出液的流量；ρ为采出液的密度；Δp为所述出液管道的内外压差。7.如权利要求6所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，所述出液管道的内外压差Δp由如下公式计算得出：Δp＝1.25ρv2其中，v为通过所述进液孔的采出液的流速。8.如权利要求6所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，自所述进液孔中流过的采出液的流量q由如下公式计算得出：q=QNn]]>其中，Q为油井产液量；N为所述容纳腔的数量；n为每个所述进液孔组中的所述进水孔的数量。9.如权利要求1所述的井下油气水砂分离方法，其特征在于，两两相邻的所述进液孔组之间的距离为10mm～55mm。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王研，王德民，钟荣，刘权，刘金堂，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11