一種稠油熱采工藝及其專用裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種稠油熱采工藝及其專用裝置，屬于稠油熱采工藝【技術領域】，由外保護罩、上端蓋、下端蓋、乏燃料棒、格柵和中心支撐柱組成，外保護罩為上下開口的管狀體，其上、下兩端分別與上端蓋、下端蓋螺紋連接，上端蓋與下端蓋之間安裝有中心支撐柱，在中心支撐柱上焊接有格柵，格柵上開有格柵孔，格柵孔內插接有乏燃料棒；包括下述步驟：（1）地面組裝專用裝置；（2）專用裝置入井；（3）注防輻射砂漿；（4）向油層注水并燜井；（5）吞吐生產；（6）循環開采。本發明充分利用了乏燃料產生的余熱，將其作為稠油熱采的供熱源，替代了傳統稠油熱采方法中的蒸汽生產裝置，節省了能源消耗，減少了環境污染，降低熱采成本。
【專利說明】一種稠油熱采工藝及其專用裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種稠油熱采工藝及其專用裝置，具體來說，涉及一種使用核電站反應堆的乏燃料進行稠油熱采的工藝及其裝置，屬于稠油熱采工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]稠油亦稱重質原油或高粘原油，在原始油藏溫度下脫氣原油粘度大于10mPa.S。稠油開采一般采用注蒸汽和火燒油層等熱采方式，熱力采油之所以能居于特殊的地位，在于其具有以下特點:使用的工作介質是水，應用范圍不受制備大試劑技術條件的限制；在不同的油田地質埋藏條件下，熱采方法通常都可得到較高的原油產量。目前稠油熱采時必須在現場安裝蒸汽發生設備對水加熱，產生蒸汽，然后注入地層，既消耗了能源，又增加了環境污染，另一方面還需要在現場安裝加熱設備，成本高。
[0003]乏燃料又稱輻照核燃料，其燃耗深度已達到核電站的設計卸料燃耗，但其中仍有未裂變和新生成的易裂變核素、未用完的可裂變核素、許多裂變產物和超鈾元素，這些元素會繼續發生衰變，產生熱量。如何利用乏燃料的余熱，并將之應用于稠油熱采領域，是稠油開采【技術領域】面臨研究的新課題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的為了解決現有熱采工藝存在的熱源能耗高、污染環境、成本高的缺陷，提供一種利用乏燃料進行稠油熱采的專用裝置。
[0005]本發明的另一個目的在于提供一種稠油熱采工藝。
[0006]本發明專用裝置由外保護罩、上端蓋、下端蓋、乏燃料棒、格柵和中心支撐柱組成，外保護罩為上下開口的管狀體，其上、下兩端分別與上端蓋、下端蓋螺紋連接，上端蓋與下端蓋之間安裝有中心支撐柱，在中心支撐柱上焊接有格柵，格柵上開有格柵孔，格柵孔內插接有乏燃料棒。
[0007]本發明的稠油熱采工藝包括下述步驟:
(1)地面組裝本發明專用裝置:將本發明專用裝置與丟手封隔器螺紋連接；
(2)本發明專用裝置入井:通過油管將本發明專用裝置下入油井內的設計位置，從油管打壓使丟手封隔器坐封后，起出油管；
(3)注防輻射隔離砂漿:下入注砂漿管柱，在本發明專用裝置上部按設計用量充填防輻射砂漿；充填結束后上提注砂漿管柱，關井使防輻射隔離砂漿凝固；
(4)向油層注水并燜井:防輻射隔離砂漿凝固后，通過注砂漿管柱向油層中注入清水，注水速度控制在油層的破裂壓力以內，注水完成后關井煙井；
(5)吞吐生產:本發明專用裝置的乏燃料棒內的乏燃料衰變釋放熱能，將冷水加熱為蒸汽，利用稠油的熱敏特性，降低油層內原油粘度，根據原油粘度與溫度的關系，確定開井時機，當原油粘度降到10mPa.s以下時下入抽油機械采油；
(6)循環開采:當原油粘度上升到2000mPa.s以上時，重復步驟(4)、(5)，從而進行循環注水開采。
[0008]本發明的有益效果是:本發明充分利用了乏燃料產生的余熱，將其作為稠油熱采的供熱源，替代了傳統稠油熱采方法中利用煤、油、氣、電提供熱源的蒸汽生產裝置，節省了能源消耗，減少了環境污染，降低熱采成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明專用裝置A的結構示意圖。
[0010]圖2是本發明專用裝置A的外保護罩的縱向剖面圖。
[0011]圖3是本發明專用裝置A的格柵的俯視結構圖。
[0012]圖4是本發明的直井熱采工藝示意圖，圖中:7、注砂漿管柱，8、砂漿，9油層。
[0013]圖5是本發明的水平分支井熱采工藝示意圖，圖中:7、注砂漿管柱，8、砂漿，9、油層。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明做進一步描述:
如附圖1所示，本發明專用裝置A由外保護罩1、上端蓋2a、下端蓋2b、乏燃料棒4、格柵和中心支撐柱6組成，外保護罩I為上下開口的管狀體，其上、下兩端分別與上端蓋2a、下端蓋2b螺紋連接，上端蓋2a與下端蓋2b之間安裝有中心支撐柱6，在中心支撐柱6上焊接有格柵，格柵上開有格柵孔，格柵孔內插接有乏燃料棒4。
[0015]如附圖2所示，所述的外保護罩I上沿軸向均勻分布有縱向割縫，提高外保護罩I內、外液體的換熱效率。
[0016]所述的外保護罩I和端蓋2a、端蓋2b之間分別安裝有密封環3。
[0017]所述的上端蓋2a、下端蓋2b的內端面上開有錐臺形卡槽，中心支撐柱6的上、下兩端卡接在上端蓋2a與下端蓋2b的錐臺形卡槽內。
[0018]如附圖3所示，所述的格柵分為上格柵5a、中格柵5b、下格柵5c，上格柵5a、中格柵5b、下格柵5c上分別開有相互對應的環狀格柵孔，乏燃料棒4插接在上格柵5a、中格柵5b和下格柵5c的環狀格柵孔內。
[0019]如附圖4所示，本發明稠油熱采工藝的實施例，是以某稠油直井為例，其具體步驟如下:
(1)地面組裝本發明專用裝置:將本發明專用裝置A與丟手封隔器螺紋連接；
(2)本發明專用裝置下入油井:將組裝完畢的本發明專用裝置A通過油管下入到油層9中下部，通過泵車打壓18-20MPa使丟手封隔器坐封，打丟手起出油管；
(3)注防輻射隔離砂漿:下入注砂漿管柱7，在本發明專用裝置A及丟手封隔器上部井筒充填防輻射隔離砂漿8至其將本發明專用裝置A完全覆蓋后，上提注砂漿管柱7，關井使防輻射隔離砂漿8凝固；
(4)向油層注水并燜井:防輻射隔離砂漿8凝固后，通過注砂漿管柱7向油層9中注入清水，注水速度控制在油層9的破裂壓力以內，注水完成后關井煙井；
(5)進行吞吐生產:本發明專用裝置A的乏燃料棒4內的乏燃料衰變釋放熱能，將冷水加熱為蒸汽，利用稠油的熱敏特性，降低油層9內原油粘度，根據原油粘度與溫度的關系，確定開井時機，當原油粘度降到10mPa.s以下時下入抽油機械采油；
(6)進行循環開采:當原油粘度上升到2000mPa.s以上時，重復步驟(4)、(5)，從而進行循環注水開采。
[0020]如附圖5所示，本發明稠油熱采工藝的另一個實施例，是以某稠油水平分支井為例，水平分支B位于水平分支C的下部，水平分支B與水平分支C之間的垂向間距為3-5m，其具體步驟如下:
(1)地面組裝專用裝置:將本發明專用裝置A與丟手封隔器螺紋連接，本發明專用裝置A的數量根據水平分支B的水平段長度100m/l個確定；
(2)專用裝置下入油井:將組裝完畢的本發明專用裝置A通過油管下入到水平分支B中，通過泵車打壓18-20MPa使丟手封隔器坐封，打丟手起出油管；
(3)注防輻射隔離砂漿:下入注砂漿管柱7，在本發明專用裝置A上部井筒中充填防輻射隔離砂漿8至其將本發明的專用裝置A完全覆蓋后，上提注砂漿管柱7，關井使防輻射隔離砂漿8凝固；
(4)向油層注水并燜井:防輻射隔離砂漿8凝固后，通過注砂漿管柱7向油層9的水平分支C中注入清水，注水速度控制在油層9的破裂壓力以內，注水完成后關井煙井；
(5)進行吞吐生產:本發明的專用裝置A的乏燃料棒4內的乏燃料衰變釋放熱能，將冷水加熱為蒸汽，利用稠油的熱敏特性，降低油層9內原油粘度，根據原油粘度與溫度的關系，當原油粘度降到10mPa.s以下時,下入抽油機械采油；
(6)進行循環開采:當原油粘度上升到2000mPa.s以上時，重復步驟(4)、(5)，從而進行循環注水開采。
【權利要求】
1.一種稠油熱采專用裝置，由外保護罩(I)、上端蓋(2a)、下端蓋(2b)、乏燃料棒(4)、格柵和中心支撐柱(6)組成，其特征是:外保護罩(I)為上下開口的管狀體，其上、下兩端分別與上端蓋(2a)、下端蓋(2b)螺紋連接，上端蓋(2a)與下端蓋(2b)之間安裝有中心支撐柱(6)，在中心支撐柱(6)上焊接有格柵，格柵上開有格柵孔，格柵孔內插接有乏燃料棒(4)。
2.根據權利要求1所述的一種稠油熱采專用裝置，其特征是:所述的外保護罩(I)上沿軸向均勻分布有縱向割縫。
3.根據權利要求1或2所述的一種稠油熱采專用裝置，其特征是:所述的外保護罩(I)和上端蓋(2a)、下端蓋(2b)之間分別安裝有密封環(3)。
4.根據權利要求1所述的一種稠油熱采專用裝置，其特征是:所述的上端蓋(2a)、下端蓋(2b)的內端面上開有錐臺形卡槽,中心支撐柱(6)的上、下兩端卡接在上端蓋(2a)與下端蓋(2b)的錐臺形卡槽內。
5.稠油熱采工藝，其特征在于包含以下步驟: (1)地面組裝本發明專用裝置:將本發明專用裝置與丟手封隔器螺紋連接； (2)本發明專用裝置入井:通過油管將本發明專用裝置下入油井內的設計位置，從油管打壓使丟手封隔器坐封后，起出油管； (3)注防輻射隔離砂漿:下入注砂漿管柱(7)，在本發明專用裝置上部按設計用量充填防輻射砂漿(8);充填結束后上提注砂漿管柱(7)，關井使防輻射砂漿(8)凝固； (4)向油層注水并燜井:防輻射砂漿(8)凝固后，通過注砂漿管柱(7)向油層(9)中注入清水，注水速度控制在油層(9)的破裂壓力以內，注水完成后關井煙井； (5)吞吐生產:本發明專用裝置的乏燃料棒(4)內的乏燃料衰變釋放熱能，將冷水加熱為蒸汽，利用稠油的熱敏特性，降低油層(9)內原油粘度，根據原油粘度與溫度的關系，確定開井時機，當原油粘度降到10mPa.s以下時，下入抽油機械采油； (6)循環開采:當原油粘度上升到2000mPa.s以上時，重復步驟(4)、(5)，從而進行循環注水開采。
【文檔編號】E21B43/24GK104329067SQ201410413071
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】李明志, 盛選禹, 苗宏, 李雪峰, 張立新, 伍丹丹, 許振華, 陳燦 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技術研究院