注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法
【專利摘要】本申請公開一種注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法，所述注空氣輔助蒸汽采油管柱應(yīng)用于套管內(nèi)，該注空氣輔助蒸汽采油管柱包括：油管；連接在所述油管末端的底閥，所述底閥具有打開壓力，當(dāng)所述底閥受到的壓力大于或等于所述打開壓力時，所述底閥開啟；設(shè)在所述油管上且用于對所述油管與所述套管之間進行分隔的封隔器，所述封隔器具有沿油管軸向排布的冷坐封部件和熱坐封部件，所述冷坐封部件的坐封壓力小于所述打開壓力，所述熱坐封部件在所述冷坐封部件之后坐封。通過本申請所提供的一種注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法，既能夠提高開采稠油的安全性，又能夠提高注入氣體的注入效率。
【專利說明】注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及石油開采領(lǐng)域，尤其涉及一種注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國稠油資源分布十分廣泛，已在12個盆地發(fā)現(xiàn)了 70多個重質(zhì)油田，預(yù)計資源量可達300億噸以上。隨著輕質(zhì)油的可開采儲量逐漸減少及石油開采技術(shù)的不斷提高，稠油開采得到的重視也在不斷加強。稠油開采的方式主要是采取措施提高原油流動性、提高油水流度比以增加原油驅(qū)替效率。
[0003]目前，通常采用注空氣輔助蒸汽開采技術(shù)進行開采稠油。注空氣輔助蒸汽開采技術(shù)中的注空氣開采也稱為注空氣催化氧化開采技術(shù)，即通過注入空氣將稠油氧化生成大量極性的含氧化合物(主要是羧酸)，加入催化劑和適量的水?dāng)嚢?，生成表面活性劑進而使稠油形成穩(wěn)定的乳化油，從而降低稠油粘度，提高稠油的流動性，并且空氣中消耗氧氣后剩余的氮氣可以補充地層能量，提高蒸汽波及體積、輔助原油排出等。
[0004]注空氣輔助蒸汽開采技術(shù)開采稠油時，是將空氣、蒸汽同時注入到油層中或者向油層中先注入蒸汽再注入空氣?？諝馀c蒸汽同時注入油層中時，由于此時油層中氧氣含量較高，加上油層中可燃物質(zhì)豐富，同時由于蒸汽的存在整個油層環(huán)境溫度較高，進而如果遇到油管晃動形成管柱間摩擦等狀況容易引起爆炸，十分危險。先注入蒸汽后注入空氣時，由于空氣溫度遠遠低于蒸汽溫度，進而注入空氣時油管與套管之間的封隔器在熱脹冷縮的作用下容易收縮進而造成密封不嚴，造成油層之間發(fā)生串氣現(xiàn)象，延長注入氣體的時間，使得注入氣體的注入效率降低，最終導(dǎo)致開采效果不理想。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請?zhí)峁┮环N注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法，以既能夠提高開采稠油的安全性，又能夠提高注入氣體的注入效率。
[0006]本申請所提供的一種注空氣輔助蒸汽采油管柱，其應(yīng)用于套管內(nèi)，該注空氣輔助蒸汽采油管柱包括:
[0007]油管；
[0008]連接在所述油管末端的底閥，所述底閥具有打開壓力，當(dāng)所述底閥受到的壓力大于或等于所述打開壓力時，所述底閥開啟；
[0009]設(shè)在所述油管上且用于對所述油管與所述套管之間進行分隔的封隔器，所述封隔器具有沿油管軸向排布的冷坐封部件和熱坐封部件，所述冷坐封部件的坐封壓力小于所述打開壓力，所述熱坐封部件在所述冷坐封部件之后坐封。
[0010]優(yōu)選的，所述油管包括第一油管和設(shè)在所述第一油管上方的第二油管，所述底閥設(shè)在所述第一油管末端，所述封隔器包括第一封隔器，所述第一封隔器設(shè)在所述第一油管上，其能將所述第一油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔；所述第一油管與所述第二油管之間通過設(shè)有第一配汽閥進行連接，所述第一配汽閥包括第一閥筒、第一閥芯；所述第一閥筒的上端連接所述第二油管，其下端連接所述第一油管，所述第一閥筒的壁上設(shè)有第一出汽孔，所述第一閥芯設(shè)于所述第一閥筒內(nèi)且其外壁與所述第一閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第一閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第一貫穿孔；所述第一閥筒與所述第一閥芯之間通過第一剪斷銷釘連接，所述第一剪斷銷釘將所述第一閥芯限位在所述閥芯將所述第一出汽孔封堵的位置。
[0011]優(yōu)選的，所述油管還包括設(shè)在所述第二油管上方的第三油管，所述第三油管與所述第二油管之間通過設(shè)有第二配汽閥進行連接；所述第二配汽閥包括第二閥筒、第二閥芯；所述第二閥筒的上端連接所述第三油管，其下端連接所述第二油管，所述第二閥筒的壁上設(shè)有第二出汽孔；所述第二閥芯設(shè)于所述第二閥筒內(nèi)且其外壁與所述第二閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第二閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第二貫穿孔，所述第二貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第一貫穿孔的內(nèi)徑；所述第二閥筒與所述第二閥芯之間通過第二剪斷銷釘連接，所述第二剪斷銷釘將所述第二閥芯限位在所述第二閥芯將所述第二出汽孔封堵的位置；所述封隔器還包括第二封隔器，所述第二封隔器設(shè)在所述第二油管上，其能將所述第二油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。
[0012]優(yōu)選的，所述油管還包括設(shè)在所述第三油管上方的第四油管；所述第四油管與所述第三油管之間通過設(shè)有第三配汽閥連接；所述第三配汽閥包括第三閥筒、第三閥芯；所述第三閥筒的上端連接所述第四油管，其下端連接所述第三油管，所述第三閥筒的壁上設(shè)有第三出汽孔；所述第三閥芯設(shè)于所述第三閥筒內(nèi)且其外壁與所述第三閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第三閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第三貫穿孔，所述第三貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第二貫穿孔的內(nèi)徑；所述第三閥筒與所述第三閥芯之間通過第三剪斷銷釘連接，所述第三剪斷銷釘將所述第三閥芯限位在所述第三閥芯將所述第三出汽孔封堵的位置；所述封隔器還包括第三封隔器，所述第三封隔器設(shè)在所述第三油管上，其能將所述第三油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。
[0013]優(yōu)選的，所述底閥為泄爆閥，其打開壓力為15兆帕至20兆帕。
[0014]優(yōu)選的，所述第一出汽孔的數(shù)量為4個。
[0015]本申請還提供一種采用上所述注空氣輔助蒸汽采油管柱的采油方法，包括:
[0016]向所述油管內(nèi)打壓使所述封隔器冷坐封；
[0017]向所述油管內(nèi)打壓以使得油管內(nèi)的壓力繼續(xù)增大至所述底閥開啟；
[0018]通過所述油管向第一油層注入催化劑，所述催化劑用于催化空氣氧化原油；
[0019]注入所述催化劑后通過所述油管向所述第一油層注入空氣，所述空氣用于在所述催化劑的作用下氧化原油；
[0020]注入空氣后通過所述油管向所述第一油層注入蒸汽進行注蒸汽開采原油，所述蒸汽用于加熱原油并使得所述封隔器熱坐封。
[0021]優(yōu)選的，該采油方法還包括以下步驟:
[0022]向所述第一油層注入蒸汽后向所述油管內(nèi)投入直徑大于所述第一貫穿孔內(nèi)徑的第一閥球，所述第一閥球?qū)⑺龅谝回灤┛追舛拢?br>
[0023]通過所述油管注入催化劑，所述催化劑推動所述第一閥芯下移至所述第一出汽孔與所述油管內(nèi)部相通時，所述催化劑通過所述第一出汽孔進入第二油層；
[0024]向所述第二油層注入所述催化劑后通過所述油管向所述第二油層注入空氣；
[0025]向所述第二油層注入所述空氣后通過所述油管向所述第二油層注入蒸汽進行注蒸汽開采原油。
[0026]優(yōu)選的，所述催化劑為復(fù)合催化劑，所述催化劑的注入量為I至3噸，注入時長為I小時至3小時；所述空氣與所述蒸汽的注入質(zhì)量比為1:100。
[0027]優(yōu)選的，所述打開底閥步驟為打壓至所述油管內(nèi)壓力大于等于所述打開壓力，所述打開壓力為15兆帕至20兆帕。
[0028]上述本申請所提供的注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法采油時，由于蒸汽注入順序位于注入空氣之后，進而注入蒸汽時空氣已在催化劑的作用下其內(nèi)部氧氣已與原油發(fā)生氧化反應(yīng)，使得空氣中的氧氣含量得到有效降低，進而降低注入蒸汽時發(fā)生爆炸的幾率，使得開采稠油的安全性得到有效提升。同時，注入蒸汽時，所述封隔器可以進行熱坐封，使得蒸汽不會進入封隔器上層環(huán)空，進而提高了注入氣體的注入效率。所以，通過本申請所提供的一種注空氣輔助蒸汽采油管柱及采油方法，既能夠提高開采稠油的安全性，又能夠提高注入氣體的注入效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本申請一種實施方式所提供的注空氣輔助蒸汽采油管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本申請一種實施方式所提供的利用注空氣輔助蒸汽采油管柱的采油方法開采第一油層流程示意圖；
[0032]圖3是本申請一種實施方式所提供的利用注空氣輔助蒸汽采油管柱的采油方法開采第二油層流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034]請參考圖1，本申請一種實施方式所提供注空氣輔助蒸汽采油管柱，其應(yīng)用于套管內(nèi)，該注空氣輔助蒸汽采油管柱包括:油管100 ;連接在所述油管末端的底閥11，所述底閥11具有打開壓力，當(dāng)所述底閥11受到的壓力大于或等于所述打開壓力時，所述底閥開啟；設(shè)在所述油管100上且用于對所述油管100與所述套管之間進行分隔的封隔器，所述封隔器具有沿油管軸向排布的冷坐封部件和熱坐封部件，所述冷坐封部件的坐封壓力小于所述打開壓力，所述熱坐封部件在所述冷坐封部件之后坐封。
[0035]通過本實施方式所提供注空氣輔助蒸汽采油管柱采油時，首先將所述注空氣輔助蒸汽采油管柱下入套管內(nèi)，完井后，可以在井外通過向所述油管100內(nèi)注入液體進行打壓，進而使得所述封隔器冷坐封，即液壓坐封。所述封隔器冷坐封后，繼續(xù)打壓直至所述底閥11打開，所述底閥11打開后通過所述油管100向待開采油層內(nèi)依次注入催化劑、空氣、蒸汽，注入蒸汽時所述封隔器進行熱坐封，然后開采原油。
[0036]所以，本實施方式所提供的注空氣輔助蒸汽采油管柱采油時蒸汽注入順序位于注入空氣之后，進而注入蒸汽時空氣已在催化劑的作用下其內(nèi)部氧氣已與原油發(fā)生氧化反應(yīng)，可以有效降低空氣內(nèi)部的氧氣含量，進而降低注入蒸汽時發(fā)生爆炸的幾率，使得開采稠油的安全性得到有效提升。同時，注入蒸汽時，所述封隔器可以進行熱坐封，使得蒸汽不會進入封隔器上層環(huán)空，進而提高了注入氣體的注入效率。
[0037]請參考圖1，所述油管可以包括第一油管10和設(shè)在所述第一油管10上方的第二油管13。所述底閥11設(shè)在所述第一油管10末端。所述封隔器包括第一封隔器12，所述第一封隔器12設(shè)在所述第一油管10上，所述第一封隔器12能將所述第一油管10與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。所述第一油管10與所述第二油管13之間通過設(shè)有第一配汽閥200進行連接。所述第一配汽閥200包括第一閥筒14、第一閥芯15。所述第一閥筒14的上端連接所述第二油管13，其下端連接所述第一油管10。所述第一閥筒14的壁上設(shè)有第一出汽孔16，所述第一出汽孔的數(shù)量可以為4個。所述第一閥芯15設(shè)于所述第一閥筒14內(nèi)，且，所述第一閥芯15的外壁與所述第一閥筒14的內(nèi)壁密封貼合，即所述第一閥芯15與所述第一閥筒14為密封可滑動連接。所述第一閥芯15沿所述油管100的軸向設(shè)有第一貫穿孔。在井外向油管100內(nèi)投入第一閥球可以將所述第一貫穿孔封堵，進而可以使得所述油管100內(nèi)位于所述第一閥芯15之上的空間與所述第一閥芯15之下的空間不再連通，相應(yīng)的，所述第一閥球的直徑需大于所述第一貫穿孔的最小內(nèi)徑。所述第一閥筒14與所述第一閥芯15之間通過第一剪斷銷釘17連接，所述第一剪斷銷釘17將所述第一閥芯15限位在所述第一閥芯15將所述第一出汽孔16封堵的位置。通過設(shè)置所述第一配汽閥200，可以在處理完位于所述底閥11之下的油層時，通過投入第一閥球?qū)⑺龅谝回灤┛追舛?，注入催化?也為打壓的一種)使得所述第一閥芯15剪斷所述第一剪斷銷釘17后下移，所述第一閥芯15下移至所述第一出汽孔與所述油管100內(nèi)部相通時，此時可以進行開采所述第一配注閥200所對應(yīng)的油層。
[0038]所述第一閥筒14的下端可以通過設(shè)有第一接箍18與所述第一油管10相連接，所述第一閥筒14的上端可以通過設(shè)有第二接箍19與所述第二油管13相連接。
[0039]進一步的，請繼續(xù)參考圖1，所述油管還可以包括設(shè)在所述第二油管13上方的第三油管20，所述第三油管20與所述第二油管13之間通過設(shè)有第二配汽閥300進行連接。所述第二配汽閥300包括第二閥筒23、第二閥芯24。所述第二閥筒23的上端連接所述第三油管20，其下端連接所述第二油管13。所述第二閥筒23的壁上設(shè)有第二出汽孔25。所述第二閥芯24設(shè)于所述第二閥筒23內(nèi)，且，所述第二閥芯24的外壁與所述第二閥筒23的內(nèi)壁密封貼合，即所述第二閥芯24與所述第二閥筒23為密封可滑動連接。所述第二閥芯24沿所述油管的軸向設(shè)有第二貫穿孔，所述第二貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第一貫穿孔的內(nèi)徑；在井外向油管100內(nèi)投入第二閥球可以將所述第二貫穿孔封堵，進而可以使得所述油管100內(nèi)位于所述第二閥芯24之上的空間與所述第二閥芯24之下的空間不再連通，相應(yīng)的，所述第二閥球的直徑需大于所述第一閥球的直徑及所述第二貫穿孔的最小內(nèi)徑。所述第二閥筒23與所述第二閥芯24之間通過第二剪斷銷釘26連接，所述第二剪斷銷釘26將所述第二閥芯24限位在所述第二閥芯24將所述第二出汽孔25封堵的位置；所述封隔器還包括第二封隔器21，所述第二封隔器21設(shè)在所述第二油管13上，所述第二封隔器21能將所述第二油管13與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。通過設(shè)置所述第二配汽閥300，可以在處理完位于第一配注閥200所連通的油層時，通過投入第二閥球?qū)⑺龅诙灤┛追舛?，注入催化?也可以看作為打壓的一種)使得所述第二閥芯24剪斷所述第二剪斷銷釘26后下移，所述第二閥芯24下移至所述第二出汽孔25與所述油管100內(nèi)部相通時，此時可以進行開采所述第二配注閥300所對應(yīng)的油層。
[0040]所述第二閥筒23的下端可以通過設(shè)有第三接箍27與所述第二油管13相連接，所述第二閥筒23的上端可以通過設(shè)有第四接箍22與所述第三油管20相連接。
[0041]再進一步的，所述油管還可以包括設(shè)在所述第三油管20上方的第四油管；所述第四油管與所述第三油管20之間通過設(shè)有第三配汽閥連接。所述第三配汽閥包括第三閥筒、第三閥芯。所述第三閥筒的上端連接所述第四油管，其下端連接所述第三油管20。所述第三閥筒的壁上設(shè)有第三出汽孔；所述第三閥芯設(shè)于所述第三閥筒內(nèi)且其外壁與所述第三閥筒的內(nèi)壁密封貼合。所述第三閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第三貫穿孔，所述第三貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第二貫穿孔的內(nèi)徑，在井外向油管100內(nèi)投入第三閥球可以將所述第三貫穿孔封堵，進而可以使得所述油管100內(nèi)位于所述第三閥芯之上的空間與所述第三閥芯之下的空間不再連通，相應(yīng)的，所述第三閥球的直徑需大于所述第二閥球的直徑及所述第三貫穿孔的最小內(nèi)徑。所述第三閥筒與所述第三閥芯之間通過第三剪斷銷釘連接，所述第三剪斷銷釘將所述第三閥芯限位在所述第三閥芯將所述第三出汽孔封堵的位置。所述封隔器還包括第三封隔器，所述第三封隔器設(shè)在所述第三油管20上，所述第三封隔器能將所述第三油管20與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。通過設(shè)置所述第三配汽閥，可以在處理完位于第二配注閥300所連通的油層時，通過投入第三閥球?qū)⑺龅谌灤┛追舛拢⑷氪呋瘎?也可以看作為打壓的一種)使得所述第三閥芯剪斷所述第三剪斷銷釘后下移，所述第三閥芯下移至所述第三出汽孔與所述油管100內(nèi)部相通時，此時可以進行開采所述第三配注閥所對應(yīng)的油層。
[0042]所述底閥11可以通過絲扣連接在所述油管100的末端。所述底閥11設(shè)有打開壓力，當(dāng)所述油管100內(nèi)的壓力大于或等于所述打開壓力時，所述底閥11啟動，進而油管內(nèi)的物質(zhì)可以進入位于所述底閥11下方的油層。進一步的，所述底閥11可以為泄爆閥，所述底閥11的打開壓力為15兆帕至20兆帕。
[0043]所述封隔器可以通過絲扣與所述油管100連接在一起。所述封隔器具有沿油管軸向排布的冷坐封部件和熱坐封部件，所述冷坐封部件的坐封壓力小于所述打開壓力，所述熱坐封部件在所述冷坐封部件之后坐封。具體的，所述封隔器具有冷坐封部件及熱坐封部件，進而實現(xiàn)其既能夠冷坐封也可以熱坐封。所述冷坐封部件可以包括密封件(膠筒、膠筒壓帽、膠筒座等)、鎖定件。所述封隔器連接在所述油管100下入到預(yù)定位置時，可以通過井外向所述油管100你注入液體進行液體打壓，當(dāng)油管內(nèi)壓強增至所述封隔器冷坐封時(所述封隔器的冷坐封壓力小于所述底閥的打開壓力)，所述封隔器進行冷坐封，所述密封件受到擠壓膨脹將所述油套環(huán)空密封分隔，同時鎖定件鎖死防止所述密封件回彈。所述熱坐封部件可以包括膨脹液、耐高溫膨脹件，所述耐高溫膨脹件在高溫條件下軟化可擴大。所述油管100內(nèi)注入蒸汽后，冷坐封部件有可能會因為高溫而失效，所述封隔器開始進行熱坐封，所述膨脹液在蒸汽的高溫加熱作用下膨脹，所述膨脹液膨脹后將所述耐高溫膨脹件撐大至將所述油套環(huán)空進行二次密封分隔。
[0044]請參考圖2，本申請的一種實施方式還提供采用如上所述注空氣輔助蒸汽采油管柱的采油方法，包括以下步驟:
[0045]S1、向所述油管內(nèi)打壓使所述封隔器冷坐封。
[0046]所述步驟SI可以通過在地面向油管內(nèi)注入液體進行打壓工作，所述封隔器冷坐封時的坐封壓力不能大于所述底閥的打開壓力，以使得所述封隔器能夠冷坐封完全，進而可以較好的封隔油套環(huán)空。
[0047]S2、向所述油管內(nèi)打壓以使得油管內(nèi)的壓力繼續(xù)增大至所述底閥開啟。
[0048]所述S2步驟為打開底閥步驟，其為通過地面打壓至所述油管內(nèi)壓力大于等于所述打開壓力，所述打開壓力為15兆帕至20兆帕。具體的，所述打開壓力可以為17兆帕。
[0049]S3、通過所述油管向第一油層注入催化劑，所述催化劑用于催化空氣氧化原油。
[0050]所述催化劑的注入量為I至3噸，注入時長為I小時至3小時；所述催化劑可以為復(fù)合催化劑。所述復(fù)合催化劑由金屬鹽催化劑及助劑組成。所述金屬鹽催化劑包括鐵、鈷、鎳、錳、銅、鋅等金屬的硫酸鹽，或鐵、錳、銅、鋅的硝酸鹽與碳酸鹽等，助劑可以用尿素、碳酸氫鈉、碳銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
[0051]S4、注入所述催化劑后通過所述油管向所述第一油層注入空氣，所述空氣用于在所述催化劑的作用下氧化原油。
[0052]本步驟S4中，所述空氣注入所述第一油層后在所述催化劑的催化作用下與原油發(fā)送氧化反應(yīng)，通過所述氧化反應(yīng)，使原油中的重質(zhì)組分輕質(zhì)化，進而降低原油的粘度并提高了原油的表面活性，降低了油水界面張力，使得原油更容易驅(qū)動。同時，隨著催化氧化反應(yīng)的進行，注入空氣中的氧被反應(yīng)消耗，并部分產(chǎn)生二氧化碳，進而形成二氧化碳與氮氣等氣體的混合氣，所述混合氣對于原油也有一定的驅(qū)動作用，并且產(chǎn)生所述混合氣之后也能補充一定量的油層壓力。同時，氧氣被消耗后注入蒸汽后井下發(fā)生爆炸的幾率大大降低，有效提高了開采稠油的安全性。
[0053]S5、注入空氣后通過所述油管向所述第一油層注入蒸汽進行注蒸汽開采原油，所述蒸汽用于加熱原油并使得所述封隔器熱坐封。
[0054]原油經(jīng)過所述步驟S4后粘度會有一定程度的降低，但其為蒸汽采油的輔助措施，所述S5步驟即為通過所述油管向待開采油層注入高干度的蒸汽。所述蒸汽會通過高溫加熱所述封隔器，使得所述封隔器的熱坐封部件開始工作。所述封隔器進行熱坐封后，所注入的蒸汽不會躥入其他油層，進而相對于現(xiàn)有技術(shù)可以顯著提高注入氣體的注入效率。同時，注入蒸汽后蒸汽通過加熱油層進而加熱原油，使得原油粘度降低。
[0055]所述空氣與所述蒸汽的注入質(zhì)量比可以為1:100。
[0056]進一步的，請參考圖3，上述采油方法還可以包括以下步驟:
[0057]S6、向所述第一油層注入蒸汽后向所述油管內(nèi)投入直徑大于所述第一貫穿孔內(nèi)徑的第一閥球，所述第一閥球?qū)⑺龅谝回灤┛追舛隆?br>
[0058]S7、通過所述油管注入催化劑，所述催化劑推動所述第一閥芯下移至所述第一出汽孔與所述油管內(nèi)部相通時，所述催化劑通過所述第一出汽孔進入第二油層。
[0059]S8、向所述第二油層注入所述催化劑后通過所述油管向所述第二油層注入空氣。
[0060]S9、向所述第二油層注入所述空氣后通過所述油管向所述第二油層注入蒸汽進行注蒸汽開采原油。
[0061]通過上述步驟S6至步驟S9，可以有效開采所述第一配汽閥200所對應(yīng)的第二油層。
[0062]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種注空氣輔助蒸汽采油管柱，其應(yīng)用于套管內(nèi)，其特征在于，該注空氣輔助蒸汽采油管柱包括: 油管； 連接在所述油管末端的底閥，所述底閥具有打開壓力，當(dāng)所述底閥受到的壓力大于或等于所述打開壓力時，所述底閥開啟； 設(shè)在所述油管上且用于對所述油管與所述套管之間進行分隔的封隔器，所述封隔器具有沿油管軸向排布的冷坐封部件和熱坐封部件，所述冷坐封部件的坐封壓力小于所述打開壓力，所述熱坐封部件在所述冷坐封部件之后坐封。
2.如權(quán)利要求1所述注空氣輔助蒸汽采油管柱，其特征在于:所述油管包括第一油管和設(shè)在所述第一油管上方的第二油管，所述底閥設(shè)在所述第一油管末端，所述封隔器包括第一封隔器，所述第一封隔器設(shè)在所述第一油管上，其能將所述第一油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔；所述第一油管與所述第二油管之間通過設(shè)有第一配汽閥進行連接，所述第一配汽閥包括第一閥筒、第一閥芯；所述第一閥筒的上端連接所述第二油管，其下端連接所述第一油管，所述第一閥筒的壁上設(shè)有第一出汽孔，所述第一閥芯設(shè)于所述第一閥筒內(nèi)且其外壁與所述第一閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第一閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第一貫穿孔；所述第一閥筒與所述第一閥芯之間通過第一剪斷銷釘連接，所述第一剪斷銷釘將所述第一閥芯限位在所述閥芯將所述第一出汽孔封堵的位置。
3.如權(quán)利要求2所述注空氣輔助蒸汽采油管柱，其特征在于:所述油管還包括設(shè)在所述第二油管上方的第三油管，所述第三油管與所述第二油管之間通過設(shè)有第二配汽閥進行連接；所述第二配汽閥包括第二閥筒、第二閥芯；所述第二閥筒的上端連接所述第三油管，其下端連接所述第二油管，所述第二閥筒的壁上設(shè)有第二出汽孔；所述第二閥芯設(shè)于所述第二閥筒內(nèi)且其外壁與所述第二閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第二閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第二貫穿孔，所述第二貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第一貫穿孔的內(nèi)徑；所述第二閥筒與所述第二閥芯之間通過第二剪斷銷釘連接，所述第二剪斷銷釘將所述第二閥芯限位在所述第二閥芯將所述第二出汽孔封堵的位置；所述封隔器還包括第二封隔器，所述第二封隔器設(shè)在所述第二油管上，其能將所述第二油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。
4.如權(quán)利要求3所述注空氣輔助蒸汽采油管柱，其特征在于:所述油管還包括設(shè)在所述第三油管上方的第四油管；所述第四油管與所述第三油管之間通過設(shè)有第三配汽閥連接；所述第三配汽閥包括第三閥筒、第三閥芯；所述第三閥筒的上端連接所述第四油管，其下端連接所述第三油管，所述第三閥筒的壁上設(shè)有第三出汽孔；所述第三閥芯設(shè)于所述第三閥筒內(nèi)且其外壁與所述第三閥筒的內(nèi)壁密封貼合，所述第三閥芯沿所述油管的軸向設(shè)有第三貫穿孔，所述第三貫穿孔的內(nèi)徑大于所述第二貫穿孔的內(nèi)徑；所述第三閥筒與所述第三閥芯之間通過第三剪斷銷釘連接，所述第三剪斷銷釘將所述第三閥芯限位在所述第三閥芯將所述第三出汽孔封堵的位置；所述封隔器還包括第三封隔器，所述第三封隔器設(shè)在所述第三油管上，其能將所述第三油管與所述套管之間的環(huán)空密封分隔。
5.如權(quán)利要求1所述注空氣輔助蒸汽采油管柱，其特征在于:所述底閥為泄爆閥，其打開壓力為15兆帕至20兆帕。
6.如權(quán)利要求2所述注空氣輔助蒸汽采油管柱，其特征在于:所述第一出汽孔的數(shù)量為4個。
7.一種采用如權(quán)利要求1至6之一所述注空氣輔助蒸汽采油管柱的采油方法，其特征在于，包括: 向所述油管內(nèi)打壓使所述封隔器冷坐封； 向所述油管內(nèi)打壓以使得油管內(nèi)的壓力繼續(xù)增大至所述底閥開啟； 通過所述油管向第一油層注入催化劑，所述催化劑用于催化空氣氧化原油； 注入所述催化劑后通過所述油管向所述第一油層注入空氣，所述空氣用于在所述催化劑的作用下氧化原油； 注入空氣后通過所述油管向所述第一油層注入蒸汽進行注蒸汽開采原油，所述蒸汽用于加熱原油并使得所述封隔器熱坐封。
8.如權(quán)利要求7所述采油方法，其特征在于，還包括以下步驟: 向所述第一油層注入蒸汽后向所述油管內(nèi)投入直徑大于所述第一貫穿孔內(nèi)徑的第一閥球，所述第一閥球?qū)⑺龅谝回灤┛追舛拢? 通過所述油管注入催化劑，所述催化劑推動所述第一閥芯下移至所述第一出汽孔與所述油管內(nèi)部相通時，所述催化劑通過所述第一出汽孔進入第二油層； 向所述第二油層注入所述催化劑后通過所述油管向所述第二油層注入空氣； 向所述第二油層注入所述空氣后通過所述油管向所述第二油層注入蒸汽進行注蒸汽開米原油。
9.如權(quán)利要求7所述采油方法，其特征在于:所述催化劑為復(fù)合催化劑，所述催化劑的注入量為I至3噸，注入時長為I小時至3小時；所述空氣與所述蒸汽的注入質(zhì)量比為1:100。
10.如權(quán)利要求7所述采油方法，其特征在于:所述打開底閥步驟為打壓至所述油管內(nèi)壓力大于等于所述打開壓力，所述打開壓力為15兆帕至20兆帕。
【文檔編號】E21B43/24GK104314542SQ201410495462
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王書慧, 劉恒, 管九洲, 田玉秋, 郭洪軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司