SAGD水平井均匀注蒸汽管柱及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种SAGD水平井均匀注蒸汽管柱及工艺，SAGD水平井均匀注蒸汽管柱包括真空隔热管、热补偿伸缩管和注汽管，真空隔热管与注汽管通过热补偿伸缩管相连，注汽管的前部设置有反洗封隔器；注汽管的中部设置有一个或多个压裂‑注气单元，压裂‑注气单元包括压裂阀、注汽阀和扶正器，压裂‑注气单元之间通过热敏封隔器封隔；注汽管的尾部设置有反洗阀。应用SAGD水平井均匀注蒸汽管柱对注蒸汽水平井进行均匀微压裂，反洗井，分段封隔，分段注蒸汽的工艺，实现快速、均匀地向稠油储层注蒸汽的目的。本发明专利技术适用于地层非均质性强、传热传质能力差的SAGD注蒸汽水平井。

SAGD horizontal well uniform steam injection string and technology

The invention discloses a uniform steam injection pipe string and a process for SAGD horizontal well. The uniform steam injection pipe string of SAGD horizontal well includes a vacuum insulating pipe, a heat compensation expansion pipe and a steam injection pipe. The vacuum insulating pipe is connected with the steam injection pipe through a heat compensation expansion pipe, and the front part of the steam injection pipe is provided with a backwash packer; and the middle part of the steam injection pipe is provided with a backwash packer. The fracturing gas injection unit comprises a fracturing valve, a steam injection valve and a centralizer, and the fracturing gas injection unit is sealed by a heat-sensitive packer between the fracturing gas injection units, and a backwash valve is arranged at the tail of the steam injection pipe. SAGD horizontal well uniform steam injection string is applied to homogeneous micro-fracturing, backwashing, segmental sealing, and segmental steam injection of steam injection horizontal well to realize the purpose of injecting steam into heavy oil reservoir quickly and evenly. The invention is suitable for SAGD steam injection horizontal well with strong formation heterogeneity and poor heat and mass transfer capability.

【技术实现步骤摘要】
SAGD水平井均匀注蒸汽管柱及工艺
本专利技术涉及稠油井SAGD水平井注蒸汽技术，特别是SAGD水平井注蒸汽管柱及工艺。
技术介绍
SAGD简称蒸汽辅助重力泄油(SteamAssistedGravityDrainage)是开发超稠油油藏的一项前沿技术。该技术是在同一油藏中部署上下叠置的水平井对，将高干度蒸汽从位于油藏上部的一口水平井注入油藏内，与冷油区接触，释放汽化潜热加热原油，被加热后粘度降低的原油和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动，从油藏底部的水平井产出，是稠油油藏提高采收率最有效的开采方式。SAGD成功与否的关键在于蒸汽腔在油藏中的形成和扩展情况。常规SAGD水平井采用单管或者双管注汽方式，单管或者双管注汽的注汽点少，且在注气井中分布不均，主要存在的问题是：由于注汽点少，蒸汽在注气井中压力分配不均，且稠油储层非均质性强，造成蒸汽腔在注汽井水平方向上无法均匀扩展，导致储层原油加热不均匀，动用程度不高，严重影响生产井的产量。常规SAGD水平井注蒸汽稠油储层预热时间长，平均在6个月左右。主要原因是注气井裂缝发育不良，不利于蒸汽在储层中运移，且高温蒸汽对储层有很大的伤害，使储层物性及孔隙结构等较大变化，造成稠油储层裂缝及孔隙变小或堵塞，增大蒸汽传递阻力，从而影响蒸汽对储层的加热效率。专利CN104481484B将水平井用密封筒分为多个互不联通独立的注汽段，进行多点分段注汽，避免蒸汽在注气井中局部汽窜，在一定程度上实现了均匀注汽。但每一注汽段内由于注汽孔分布不均，仍然存在注汽不均的问题，并且稠油储层非均质性强，各段储层对蒸汽的吸收可能不均匀，也不能很好解决蒸汽腔非均匀扩展的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种SAGD水平井均匀注蒸汽管柱及工艺，本专利技术能更好地解决SAGD水平井注蒸汽加热效率低，稠油层预热时间长；以及油藏非均质性引起的蒸汽腔发育不均匀，造成局部汽窜的问题。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，依次包括真空隔热管、热补偿伸缩管和注汽管，所述真空隔热管与注汽管通过热补偿伸缩管相连，所述注汽管的前部设置有反洗封隔器，所述反洗封隔器设置在注汽管外部，其封隔注汽管上部与完井套管之间的环空；所述注汽管的中部设置有一个或多个压裂-注气单元，所述压裂-注气单元包括压裂阀、注汽阀和扶正器，所述压裂阀和注汽阀安装在注汽管上，其连通注汽管与井眼之间的环空，所述注气阀配置有用于调节注汽阀开度的调节爪，所述扶正器设置于压裂阀与热敏封隔器之间，所述热敏封隔器安装在注汽管外部，其封隔注汽管与井眼之间的环空，所述压裂-注气单元之间通过热敏封隔器封隔；所述注汽管的尾部设置有反洗阀。优选地，真空隔热管上部连接井口装置，下部连接热补偿伸缩管，其主要作用是将高温蒸汽从井口输送至水平井段，并减少蒸汽再输送过程中的热量损失，同时在压裂阶段真空隔热管还需要输送洗井液、压裂液，其具有承载压裂内压的强度。优选地，热补偿伸缩管能够自由伸缩，抵消与之连接的注汽管在注汽过程中因热胀冷缩而产生的轴向变形，避免管柱结构的损毁，并且热补偿伸缩管以变径接头与注汽管连接。优选地，反洗封隔器设置有一个或多个单向阀A，所述单向阀A包括滑套及设置滑套后端的弹簧。优选地，压裂阀包括热敏件及阀块，热敏件受热推动阀块移动，挡住压裂孔，使得热敏阀关闭；压裂阀在压裂作业时开启，压裂作业完成后，注蒸汽作业时遇热关闭。优选地，注气阀的基管上开有多个注气孔，所述注气阀门内还设置有开度调节筒，其设置在注气孔上方，所述开度调节筒与阀体基管采用螺纹连接，旋转开度调节筒，开度调节筒能沿基管轴向移动打开或关闭部分注汽孔实现流量控制，在注汽周期中可根据蒸汽腔发育情况，从管柱中下入调节爪对注汽阀流量大小进行调控。优选地，调节注汽阀的开度时配置有调节爪，调节爪包括调节爪管体、顶锥、伸缩块、调节爪弹簧和固定块，所述顶锥和固定块设置在所述调节爪管体内，所述顶锥和固定块通过调节爪弹簧连接，所述调节爪管体上还开有多个槽孔，所述伸缩块设置在槽孔中，并可以在槽孔中伸出和缩回，伸缩块与顶锥为锥面配合，并采用卡槽联接。优选地，热封隔器包括封隔器管体，所述封隔器管体上从左至右依次设置有热敏环、限位块、弹簧挡块、挤压滑套、活动垫片、橡胶筒、固定垫片，所述热敏环、限位块、弹簧挡块、固定垫片均固定安装在封隔器管体上，所述活动垫片、挤压滑套、橡胶筒均沿封隔器管体轴向滑动设置在封隔器管体上，所述弹簧挡块和挤压滑套之间用热敏封隔器弹簧连接，所述挤压滑套一端设置有一定弹性的拉爪结构，所述拉爪结构与限位块相连，所述挤压滑套另一端固定连接有活动垫片。优选地，反洗阀设有单向阀B，当受到来自注汽管与井眼之间环空自外向内的流体压力时，单向阀B打开，联通注汽管与环空，当受到来自注汽管内部自内向外的流体压力时，单向阀B关闭。一种SAGD水平井均匀注蒸汽工艺，它包括以下步骤：S1、根据注蒸汽井段地层情况，设计确定水平均匀注蒸汽管上压裂-注气单元的数量及分布、注汽阀的孔数及孔径、注汽阀的初始开度；并装配权利要求所述SAGD水平井均匀注蒸汽管柱；S2、将SAGD水平井均匀注蒸汽管柱下入SAGD水平井设计深度后，反洗封隔器坐封于完井套管上，将井眼环空封隔为注汽水平井段与非注汽垂直井段；S3、步骤2结束后，向注汽管泵入压裂液，压裂液主要经由压裂阀进入井眼环空对注汽水平井段全井段井壁进行压裂；S4、当井壁吸液能力强的薄弱井段被压开一定数量裂缝后，在压裂液中加入暂堵剂，暂堵剂有一定的粒度，随压裂液进入裂缝后，不断积累，将裂缝堵死，在井底蹩起高压；S5、停止加入暂堵剂，用不含暂堵剂的压裂液继续压裂，由于老裂缝被暂堵剂阻塞，在注汽水平井段的次薄弱井段将形成新的裂缝；S6、多次重复步骤4和步骤5，直到在注汽水平井全井段逐渐压裂出井眼轴向均匀分布的裂缝；S7、结束步骤6后，从井口处的井眼-管柱环空泵入洗井液，反洗封隔器单向打开，洗井液经由反洗封隔器流向注汽水平井段的井眼-管柱环空对井眼进行清洗，在井眼环空洗井液的作用下，反洗阀单向打开，洗井液由反洗阀进入注汽管，并反排至井口；S8、步骤7反洗作用结束后，向注汽管注入高温蒸汽，反洗封隔器关闭，注汽管上的压裂阀遇高温自动关闭，注汽管上的热敏封隔器遇高温自动坐封，将注汽管柱分隔为多个匀均分布的注汽单元，高温蒸汽通过注汽阀进入井眼-管柱环空，井壁裂缝中残余的暂堵剂在高温下溶解，井壁裂缝通畅，高温蒸汽再由井壁裂缝向稠油储层扩散，对油层加热；S9、注汽一定时间后，暂停步骤8，对蒸汽腔发育情况进行检测，针对蒸汽腔发育不均的井段，下入调节爪对相应部位注汽阀开度进行调节；调节爪安装于钻杆末端由钻杆送入注汽管中，送入过程中，钻杆内无液压，调节爪弹簧处于伸长状态，顶锥与伸缩块的锥面接触段较短，伸缩块缩回在调节爪管体内，使调节爪整体外径处于最小值，便于减小调节爪的下入阻力；当调节爪下入到某个需要调节的注汽阀内后，钻杆内打压，液压推动顶锥下行，顶锥推动伸缩块伸出调节爪管体；保持液压，并旋转钻杆，钻杆带动调节爪旋转，伸缩块作用在注汽阀的开度调节筒上，带动其一起旋转，使开度调节筒在注汽阀内产生轴向位移，关闭或打开部分注汽孔，从而达到调节注汽量的目的；S10、步骤9中注汽阀开度适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，包括真空隔热管（2）、热补偿伸缩管（5）和注汽管（9），所述真空隔热管（2）与注汽管（9）通过热补偿伸缩管（5）相连，其特征在于：所述注汽管（9）的前部设置有反洗封隔器（7），所述反洗封隔器（7）设置在注汽管（9）管柱外部，其封隔注汽管（9）前部与完井套管（4）之间的环空；所述注汽管（9）的中部设置有一个或多个压裂‑注气单元，所述压裂‑注气单元包括压裂阀（11）、注汽阀（12）和扶正器（13），所述压裂阀（11）和注汽阀（12）安装在注汽管（9）上，其连通注汽管（9）与井眼（8）之间的环空，所述注气阀（12）配置有用于调节注汽阀（12）开度的调节爪（16），所述扶正器（13）设置于压裂阀（11）与热敏封隔器（10）之间，所述热敏封隔器（10）安装在注汽管（9）外部，其封隔注汽管（9）与井眼（8）之间的环空，所述压裂‑注气单元之间通过热敏封隔器（10）封隔；所述注汽管（9）的尾部设置有反洗阀（14）。

【技术特征摘要】
1.一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，包括真空隔热管（2）、热补偿伸缩管（5）和注汽管（9），所述真空隔热管（2）与注汽管（9）通过热补偿伸缩管（5）相连，其特征在于：所述注汽管（9）的前部设置有反洗封隔器（7），所述反洗封隔器（7）设置在注汽管（9）管柱外部，其封隔注汽管（9）前部与完井套管（4）之间的环空；所述注汽管（9）的中部设置有一个或多个压裂-注气单元，所述压裂-注气单元包括压裂阀（11）、注汽阀（12）和扶正器（13），所述压裂阀（11）和注汽阀（12）安装在注汽管（9）上，其连通注汽管（9）与井眼（8）之间的环空，所述注气阀（12）配置有用于调节注汽阀（12）开度的调节爪（16），所述扶正器（13）设置于压裂阀（11）与热敏封隔器（10）之间，所述热敏封隔器（10）安装在注汽管（9）外部，其封隔注汽管（9）与井眼（8）之间的环空，所述压裂-注气单元之间通过热敏封隔器（10）封隔；所述注汽管（9）的尾部设置有反洗阀（14）。2.根据权利要求1所述的一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，其特征在于：所述反洗封隔器（7）上设置有一个或多个单向阀A，所述单向阀A包括阀套（72）及设置在阀套后端的弹簧（73）。3.根据权利要求1所述的一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，其特征在于：所述压裂阀（11）包括热敏件（111）及阀块（112），热敏件（111）受热推动阀块（112）移动，挡住压裂孔，使得压裂阀（11）关闭。4.根据权利要求1所述的一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，其特征在于：所述注汽阀（12）的基管（121）上开有多个注气孔（122），所述注气阀（12）门内还设置有开度调节筒（123），其设置在注气孔（122）上方，所述开度调节筒（123）与注汽阀的基管（121）采用螺纹连接。5.根据权利要求1或4所述的一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，其特征在于：调节所述注汽阀（12）的开度时配置有调节爪（16），所述调节爪（16）包括调节爪管体（161）、顶锥（162）、伸缩块（163）、调节爪弹簧（164）和固定块（165），所述顶锥（162）和固定块（165）设置在所述调节爪（16）管体上，所述顶锥（162）和固定块（165）通过调节爪弹簧（164）连接，所述调节爪（16）管体上还开有多个槽孔，所述伸缩块（163）设置在槽孔中，并可以在槽孔中伸出和缩回，伸缩块（163）与顶锥（162）为锥面配合，并采用卡槽联接。6.根据权利要求1所述的一种SAGD水平均匀注蒸汽管柱，其特征在于：所述热敏封隔器（10）包括封隔器管体（108），所述封隔器管体（108）上从左至右依次设置有热敏环（101）、限位块（102）、弹簧挡块（103）、挤压滑套（104）、活动垫片（105）、橡胶筒（106）、固定垫片（107），所述热敏环（101）、限位块（102）、弹簧挡块（103）、固定垫片（107）均固定安装在封隔器管体（108）上，所述活动垫片（105）、挤压滑套（104）、橡胶筒（106）均沿封隔器管体（108）轴向滑动设置在封隔器管体（108）上，所述弹簧挡块（103）和挤压滑套（104）之间用热敏封隔器弹簧（109）连接，所述挤压滑套（104）一端设置有一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李黔，尹文锋，尹虎，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51