一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法技术

本发明专利技术提供一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法，其特征在于，结构主要包括：第一通道、第二通道、复合套管柱、复合油管柱、流体汇集区，其中，第一通道由复合套管柱和复合油管柱之间的环形空间及封隔器、第一单向阀组成，第二通道由普通油管及密封堵头、第二单向阀组成，两通道可将CO2和水隔开，防止混合形成碳酸腐蚀管体；流体汇集区由耐蚀套管、耐蚀油管、封隔器、第一单向阀、第二单向阀、密封堵头以及井底组成；其方法要点在于：由第一通道和第二通道单独注入的CO2或水通过流体汇集区可实现CO2气体的连续注入、CO2气体或液体的段塞注入、CO2‑水的交替注入、CO2‑水的同时注入等四种工艺。本发明专利技术适用于二氧化碳驱油气开发工程技术领域。

Multifunctional anticorrosion structure and method for enhancing recovery factor by carbon dioxide injection

The invention provides a multifunctional anticorrosive structure and method for enhancing oil recovery by injecting carbon dioxide. The structure is characterized in that the structure mainly comprises a first passage, a second passage, a composite casing string, a composite tubing string and a fluid convergence area, wherein the first passage is composed of an annular space between the composite casing string and the composite tubing string and a sealing zone. The second passage consists of a common tubing and a sealing plug and a second one-way valve. The two passages can separate CO2 from water to prevent mixing to form a carbonate corrosion tube. The fluid convergence area is composed of a corrosion resistant casing, a corrosion resistant tubing, a packer, a first one-way valve, a second one-way valve, a sealing plug and a bottom hole. The main points of the method are as follows: CO2 or water injected separately from the first channel and the second channel can be injected continuously through the fluid convergence area, CO2 gas or liquid slug injection, alternate injection of CO2 water, simultaneous injection of CO2 water. The invention is applicable to the technical field of CO2 flooding.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法
本专利技术涉及注二氧化碳提高原油采收率的工程
，具体是一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法。
技术介绍
在油田开发中，气驱是继水驱、聚合物驱、蒸汽驱之后迅速发展起来的一种提高原油采收率的方法。在气驱开采技术中，由于二氧化碳注入油层，不仅能够大幅提高采收率，而且还能达到二氧化碳温室气体减排的目的，使得二氧化碳驱油技术的应用最为广泛。二氧化碳是一种在油和水中溶解度很高的气体，与原油的互溶性很好，故该技术的驱替原理就是将二氧化碳注入到油层中，溶解后使原油体积膨胀，从而降低原油密度、粘度、界面张力及原油流动过程中的阻力。此外，二氧化碳在原油中具有溶解气驱的作用，产生气体驱动力，从而能够显著提高驱替效率。目前，已有的注入方案包括：（1）连续注二氧化碳气体；（2）注碳酸水；（3）注二氧化碳气体或液体段塞后注水；（4）注二氧化碳气体或液体段塞后交替注水和二氧化碳气体（WAG法）；（5）二氧化碳和水同时注入。其中（3）、（4）属于注二氧化碳段塞工艺。每种注入方案有以下特点：1）连续注CO2气体，是直接将CO2气体注入油层，驱油效果较明显，但由于不利的流度比，易导致早期气窜，急剧降低二氧化碳的利用率，显著增加二氧化碳消耗及注入成本。2）注碳酸水，实质上利用了二氧化碳溶解于水的特性，将水-二氧化碳溶液（即碳酸水）注入到地层后，扩散出来的二氧化碳与原油接触并进行驱油。然而，该注入方案不仅扩散过程较慢，驱替效果及采收率较低，而且对油井管材料的腐蚀极为严重。3）注CO2气体或液体段塞后紧接着注水，是水驱动二氧化碳段塞，实现原油驱替。与注碳酸水相比，该方法的采收率较高，但对油井管材料的腐蚀也较严重。4）注CO2气体或液体段塞后交替注水和CO2气体（WAG法），是将CO2和水以较小的段塞尺寸交替注入到油层，可以改善二氧化碳的流度，提高油层的波及系数。5）二氧化碳和水同时注入，是一种利用双注系统同时将水和二氧化碳注入油层的方法,这种工艺的施工和完井的成本较高。以上的注入方案中，除了连续注入二氧化碳气体以外，其余的注入方案都有水的参与，其中，直接注入碳酸水这种注入方案对注入井的腐蚀最严重，故实际工况中基本不采用该注入方案。尽管有学者在模拟研究中证明，WAG注入法要比连续或单段塞注入法优越，但是根据现场实际工况的不同，采取的注入方案也不尽相同。因此，就目前来看，二氧化碳驱油技术中主要采用的有：连续注CO2气体、单段塞法、WAG法、CO2-水同注法。此外，国内油气公司为了减缓二氧化碳对井筒的腐蚀，有的在注入过程中采用了大量缓蚀剂，有的甚至直接采用耐蚀管材代替井筒内的普通碳钢。毫无疑问，上述方法不仅显著地增加了油气开采成本，而且只能适用于某种工况下的单一注入方案。因此，截止目前，还没有能根据不同工况而调整注入方案，且能够很好控制二氧化碳腐蚀的有效注入结构及方法。为此，本专利技术提出一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法，不仅可同时实现CO2驱提高采收率所采用的四种主要注入方案（连续注CO2气体、单段塞法、WAG法、CO2-水同注法），而且能有效防止或减轻CO2对井筒的腐蚀。
技术实现思路
基于以上技术问题，本专利技术提供了一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构及方法，不仅可实现CO2驱提高采收率所采用的四种主要注入方案，而且有效地解决了油井管材料在驱替过程中发生CO2腐蚀的技术难题，同时最大限度的降低了CO2的驱替成本。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构，结构主要包括：普通套管、第一通道、封隔器、第一单向阀、第一转换接头、第一耐蚀短接、复合套管柱、普通油管、第二通道、密封堵头、第二单向阀、第二转换接头、第二耐蚀短接、复合油管柱、流体汇集区、油层、井底。其中，第一单向阀、第二单向阀及密封堵头均采用耐蚀材料；普通套管通过第一转换接头与第一耐蚀短接连接组成复合套管柱，普通油管通过第二转换接头与第二耐蚀短接连接组成复合油管柱，其中第一耐蚀短接和第二耐蚀短由于耐蚀合金用量少，可最大限度地节约CO2的驱替成本；复合套管柱和复合油管柱之间的环形空间及封隔器、第一单向阀组成第一通道，可用于单独注入二氧化碳或水，其中封隔器位于第二耐蚀短接与第一耐蚀短接之间，第一单向阀位于封隔器上；普通油管及密封堵头、第二单向阀组成第二通道，也可用于单独注入二氧化碳或水，其中密封堵头位于第二耐蚀短接下端部，第二单向阀位于密封堵头上；二氧化碳或水单独注入第一通道和第二通道可将两种流体机械地隔离开，防止两者混合形成的碳酸腐蚀油井管材料；第一耐蚀短接、第二耐蚀短接、封隔器、第一单向阀、第二单向阀、密封堵头以及井底组成流体汇集区，由第一通道和第二通道单独注入的CO2或水通过流体汇集区可实现CO2气体的连续注入、CO2气体或液体的单段塞注入、CO2-水的交替注入、CO2-水的同时注入等四种工艺。一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐方法，方法主要包括以下步骤：a）根据实际工况需求来确定合适的注入方案，即CO2气体连续注入、单段塞注入、二氧化碳和水交替注入、CO2-水同时注入；b）确定注入方案以后，按相应顺序向第一通道和第二通道分别注入CO2和水，或向第一通道和第二通道中分别注入水和CO2；c）两通道内的流体根据具体注入温度、压力和流速要求，按比例且定量有序地通过第一单向阀与第二单向阀向流体汇集区单向注入；d）CO2流体可通过流体汇集区直接进入油层，实现CO2气体连续注入的驱油工艺；CO2气体或液体段塞可通过流体汇集区直接进入油层后紧接着注水，实现CO2流体单段塞注入的驱油工艺；CO2气体或液体段塞可通过流体汇集区进入油层后交替注水和CO2气体，实现CO2-水交替注入的驱油工艺；CO2和水在流体汇集区混相后进入油层，实现CO2-水同时注入的驱油工艺。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：（1）本专利技术利用两个注入通道分别注入水或二氧化碳，有效地解决了两者混合产生的腐蚀问题，并且可实现四种注入方案，为实际工况的方案选取提供了极大的灵活性与便利性。（2）本专利技术在两个注入通道内设置单向阀以防止返流，并对流体汇集区的那部分油井管采用耐蚀合金，不仅解决了二氧化碳驱油过程中易发生腐蚀的技术难题，还最大限度地降低了防腐蚀成本。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施方式下面结合附图1，对本专利技术进行详细描述。如附图所示，本专利技术提出的一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构主要包括：普通套管1、第一通道2、封隔器3、第一单向阀4、第一转换接头5、第一耐蚀短接6、复合套管柱7、普通油管8、第二通道9、密封堵头10、第二单向阀11、第二转换接头12、第二耐蚀短接13、复合油管柱14、流体汇集区15、油层16、井底17。其中，第一单向阀4、第二单向阀11及密封堵头10均采用耐蚀材料；普通套管1通过第一转换接头5与第一耐蚀短接6连接组成复合套管柱7，普通油管8通过第二转换接头12与第二耐蚀短接13连接组成复合油管柱14，其中第一耐蚀短接6和第二耐蚀短接13可最大限度地节约CO2的驱替成本；复合套管柱7和复合油管柱14之间的环形空间及封隔器3、第一单向阀4组成第一通道2，可用于单独注入二氧化碳或水，其中封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构，其特征在于：主要包括：第一通道（2）、第一单向阀（4）、第一转换接头（5）、第一耐蚀短接（6）、复合套管柱（7）、第二通道（9）、密封堵头（10）、第二单向阀（11）、第二转换接头（12）、第二耐蚀短接（13）、复合油管柱（14）、流体汇集区（15）；其中，第一单向阀（4）、第二单向阀（11）及密封堵头（10）均由耐蚀材料制成；普通套管（1）通过第一转换接头（5）与第一耐蚀短接（6）连接组成复合套管柱（7）；普通油管（8）通过第二转换接头（12）与第二耐蚀短接（13）连接组成复合油管柱（14）；复合套管柱（7）和复合油管柱（14）之间的环形空间及封隔器（3）、第一单向阀（4）组成第一通道（2），且封隔器（3）位于第二耐蚀短接（13）与第一耐蚀短接（6）之间，第一单向阀（4）位于封隔器（3）上；普通油管（8）及密封堵头（10）、第二单向阀（11）组成第二通道（9），且密封堵头（10）位于第二耐蚀短接（13）的下端部，第二单向阀（11）位于密封堵头（10）上；第一耐蚀短接（6）、第二耐蚀短接（13）、封隔器（3）、第一单向阀（4）、密封堵头（10）、第二单向阀（11）以及井底（17）组成流体汇集区（15）。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能注二氧化碳提高采收率的防腐结构，其特征在于：主要包括：第一通道（2）、第一单向阀（4）、第一转换接头（5）、第一耐蚀短接（6）、复合套管柱（7）、第二通道（9）、密封堵头（10）、第二单向阀（11）、第二转换接头（12）、第二耐蚀短接（13）、复合油管柱（14）、流体汇集区（15）；其中，第一单向阀（4）、第二单向阀（11）及密封堵头（10）均由耐蚀材料制成；普通套管（1）通过第一转换接头（5）与第一耐蚀短接（6）连接组成复合套管柱（7）；普通油管（8）通过第二转换接头（12）与第二耐蚀短接（13）连接组成复合油管柱（14）；复合套管柱（7）和复合油管柱（14）之间的环形空间及封隔器（3）、第一单向阀（4）组成第一通道（2），且封隔器（3）位于第二耐蚀短接（13）与第一耐蚀短接（6）之间，第一单向阀（4）位于封隔器（3）上；普通油管（8）及密封堵头（10）、第二单向阀（11）组成第二通道（9），且密封堵头（10）位于第二耐蚀短接（13）的下端部，第二单向阀（11）位于密封堵头（10）上；第一耐蚀短接（6）、第二耐蚀短接（13）、封隔器（3）、第一单向阀（4）、密封堵头（10）、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宽海，林元华，李冰，潘潇扬，刘冰，刘婉颖，韦奇，王晓红，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51