連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置和方法與流程

本發明涉及石油開采技術領域，具體涉及稠油降粘領域，即一種連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置和方法。

背景技術：

稠油、特稠油井絕大部分在產量降到底限時，為了降低注氣成本，只能關停丟棄，但很多井還有儲量，可以采用間歇式采油-撈油車撈油。停產一段時間后，液面逐漸上升，接近地面時溫度下降，原油在套管內形成稠油死油帽層，油帽會越積越厚，而現有撈油車技術無法入井實施撈油作業，每年因低產而關停的稠油井不斷增加。

稠油井撈油以往嘗試井口化學注劑悶井降粘、電加熱等手段，注劑于油層表面無法滲入、降粘效果極不明顯，電加熱周期長成本高無法推廣。對于這些關停井，不采取特殊措施無法撈油，而井場多為沒水沒電條件，因此，沒有一種有效的技術方法解決以上實際問題，這是多年來的技術難題，很多停產、丟棄的井還有儲量，無法撈油，形成巨大的資源浪費。

綜上所述，現有技術中存在以下問題：現有方法難以方便有效的解決稠油降粘的問題。

技術實現要素：

本發明提供一種連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置和方法，目的是通過一種新的稠油開采技術，解決稠油降粘的問題。

為此，本發明提出一種連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置包括：

降粘藥劑存儲裝置，設置在地面上；

循環泵，設置在地面上并連接所述降粘藥劑存儲裝置；

加壓泵，連接所述循環泵；

連續油管車，設置在地面上，所述連續油管車上設有連續油管，所述連續油管連接所述加壓泵；

井口裝置，安裝在井口上，所述連續油管穿過所述井口裝置伸入到井口中；

旋轉噴頭，設置在井口內并位于所述井口裝置的下方，所述旋轉噴頭連接在所述連續油管的末端。

進一步的，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置還包括：旋轉密封器，設置在所述連續油管車上并連接所述連續油管，所述旋轉密封器對所述連續油管的上管和下管進行密封。

進一步的，所述連續油管采用石油專用CT-80連續油管，長度2200-3200米，外徑16-25mm，內徑13-22mm，工作壓力80-100Mpa，排量80L/min，抗拉4T，最大作業深度3000米。

進一步的，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置還包括：設置在所述連續油管車上的排管器，所述排管器連接所述連續油管。

進一步的，所述井口裝置包括：密封所述連續油管的液壓密封盒。

進一步的，所述降粘藥劑存儲裝置為藥劑車，所述藥劑車上設有對所述降粘藥劑保溫的保溫箱。

本發明還提出一種連續油管高壓水射流注劑稠油降粘方法，采用連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置，所述輸送連續油管高壓水射流注劑稠油降粘方法包括以下步驟：

步驟A:將旋轉噴頭連接在連續油管的末端，并將所述旋轉噴頭和連續油管下入井下；

步驟B:當旋轉噴頭到達井下的稠油界面后，在地面上將降粘藥劑經過泵送和加壓輸送至連續油管和所述旋轉噴頭；

步驟C:所述旋轉噴頭噴射加壓后的降粘藥劑，所述連續油管在所述旋轉噴頭噴射的同時不斷下入。

進一步的，通過液壓絞車全自動實現連續油管的上管和下管，上管和下管采用液壓減速機防止滑車，下管速度達到最多：60米/分鐘，上管速度達到最多：80米/分鐘。

進一步的，在地面上對降粘藥劑進行溫度控制，使所述降粘藥劑在井下以35度-55度與稠油均勻混合。

進一步的，所述旋轉噴頭具有兩個前噴嘴和六個后噴嘴，兩個前噴嘴旋轉剪切開道，六個后噴嘴產生后射力，所述旋轉噴頭的轉速為1500-3000r/min。

本發明通過連續油管車連接旋轉噴頭送到井下，旋轉噴頭到達稠油界面后，地面高壓泵加壓，射流噴射注劑、高速攪拌、局部形成空化，使井筒內稠油迅速降粘為稀油同時噴頭連續鉆進。

本發明作業高效、簡便、安全，成本低，可以與現有撈油車配合作業，稠油井無需任何措施、井場無需額外動力源就可撈油。可救活大批因低產而停產的稠油井，快速提高產量，是一種全新的間歇式稠油開采技術手段。

本發明中，旋轉噴頭注劑、攪拌、鉆進同時完成，將井筒內的稠油死油帽打通，對稠油、超稠油迅速降粘，以便現有撈油車將稠油打撈到地面。

本發明有如下技術效果:

1.對工作的稠油井無需再上電加熱，注蒸汽等措施，利用油藏本身的力量，待井筒內聚集到一定數量稠油后再使用本發明采油，節省大量成本，盤活不能開采的稠油資源；

2.作業時鉆進/攪拌/化學降粘三結合，且連續管作業，中間不需要更換鉆具，作業高效，單日可施工4口井以上；

3.綜合降粘效果好，作業開始后，在物理化學作用的復合影響下，井底2000_mPa.s-30萬_mPa.s的稠油可以迅速降粘至幾十_mPa.s內，使撈油車輕易作業；

4.可以輕易擴展到需要其它化學劑處理的領域，如增產解堵等。

附圖說明

圖1為本發明的連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置的結構示意圖；

圖2為本發明的連續油管高壓水射流注劑稠油降粘方法的工作原理圖。

附圖標號說明：

1降粘藥劑存儲裝置 2循環泵 3加壓泵 4連續油管車 40連續油管 5定滑輪 6井口裝置 7油罐車 8井筒 80稠油層 9旋轉噴頭

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發明。

如圖1和圖2所示，本發明的連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置包括：

降粘藥劑存儲裝置1，設置在地面上或井口之外，降粘藥劑存儲裝置1裝有降粘藥劑，降粘藥劑為陰離子、非離子活性劑，以對稠油降粘在高壓攪拌后降粘更細沫，流動性極好；

循環泵2，設置在地面上并通過管路連接所述降粘藥劑存儲裝置1，用于泵送降粘藥劑；

加壓泵3，也稱為高壓泵，通過管路連接所述循環泵2，對降粘藥劑進行加壓；加壓最多可至100Mpa；

連續油管車4，設置在地面上，所述連續油管車4上設有連續油管40，所述連續油管連接所述加壓泵3；連續油管車4可以作為操作平臺，連續油管車4上可以設有自動控制器，控制降粘藥劑的輸送量，對壓力，排量，指深，上下下管速度監控；連續油管車4自帶電力，因此，本發明不需井場提供任何水電即可獨立完成作業；

井口裝置6，安裝在井口上，用于密封井口，為高壓安全作業提供安全作業保障，提供輸出降粘稀釋后的石油的輸送口，所述連續油管40穿過所述井口裝置6伸入到井口中；

旋轉噴頭9，設置在井口內并位于所述井口裝置6的下方，所述旋轉噴頭9連接在所述連續油管40的末端。旋轉噴頭9伸入到稠油層80中，通過連續油管車連接旋轉噴頭送到井下，旋轉噴頭到達稠油界面后，地面高壓泵加壓，射流噴射注劑(降粘藥劑)、高速攪拌、局部形成空化，使井筒內稠油迅速降粘為稀油同時旋轉噴頭連續鉆進，逐漸深入到稠油層80中，直至將稠油層80完全降粘稀釋。旋轉噴頭9可以采用市場上的高速旋轉噴頭。

進一步的，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置還包括：連接在井口裝置6上的油罐車7或撈油車，將降粘稀釋后的稀油從井下采集到地面運走。即原油稀釋完后再撈走。本發明作業靈活，方便快捷，作業一口井只需1個小時左右時間，與撈稠油車協同作業能恢復大批停產井生產。

進一步的，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置還包括：旋轉密封器，設置在所述連續油管車上并連接所述連續油管，所述旋轉密封器對所述連續油管的上管和下管進行密封。旋轉密封器提供連續油管內高壓注劑同時保證完全密封，保證上管、下管與注劑同步進行。

進一步的，所述連續油管采用石油專用TIC-80連續油管，長度2200-3200米，外徑16-25mm，內徑13-22mm，工作壓力80-100Mpa，排量80L/min，抗拉4T，最大作業深度3000米，適合深度最大達3000米的稠油層開采。小口徑CT-80小口徑連續油管可以焊接使用，抗惡劣環境作業，抗拉伸。本發明應用的井筒外徑為139.7mm-244.5mm。該連續油管的口徑和工作壓力適合在井下連續輸送降粘藥劑、適合加壓、適合連續不斷下入，保證旋轉噴頭9不斷連續作業，在滿足作業壓力的條件下，上管、下管速度快，省力，節省能源，降低成本。

進一步的，所述連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置還包括：設置在所述連續油管車上的排管器，所述排管器連接所述連續油管。排管器在可以在快速上下管的同時實現整齊將3200米管子排列整齊，以提高作業速度。連續油管車上設有液壓絞車，全自動上、下管，上下管采用液壓減速機防止滑車，下管速度：60米/分鐘，提管速度：80米/分鐘，作業效率高。

進一步的，所述井口裝置6包括：密封所述連續油管的液壓密封盒。井口裝置除了采用雙閘板防噴器外，還安裝空心連續管的液壓密封盒，以保證作業可能發生的井涌，井噴控制，該系統不需要注入頭配合送管，只需定滑輪5及其支架可簡易作業，大大減少了注入頭作業的復雜性及作業成本。

進一步的，所述降粘藥劑存儲裝置1為藥劑車，便于輸送、存儲降粘藥劑，所述藥劑車上還可以設有對所述降粘藥劑保溫的保溫箱，使所述降粘藥劑在井下以35度-55度與稠油均勻混合。由于井下是熱的，越到地層深部越熱，并且由于作業時間比較短，不會迅速降溫，降粘藥劑從地面至井下經過了連續油管長距離(2000多米)的輸送，采用常溫，或只采用地面上保溫箱的保溫，就能滿足在井下35度-55度的溫度要求，因此，可以不用傳統的在地面進行電加熱的方式，節約了電能。

如圖2所示，本發明還提出一種連續油管高壓水射流注劑稠油降粘方法，采用圖1所示的連續油管高壓水射流注劑稠油降粘裝置，所述輸送連續油管高壓水射流注劑稠油降粘方法包括以下步驟：

步驟A:將旋轉噴頭9連接在連續油管40的末端，并將所述旋轉噴頭9和連續油管40下入井下；

步驟B:當旋轉噴頭9到達井下的稠油界面后，即進入稠油層80后，在地面上將降粘藥劑經過循環泵2的泵送和加壓泵3的加壓輸送至連續油管40和所述旋轉噴頭9；

步驟C:所述旋轉噴頭9噴射加壓后的降粘藥劑，所述連續油管40在所述旋轉噴頭9噴射的同時不斷下入，因而，連續油管40帶著旋轉噴頭9連續下入，實現旋轉噴頭9的不斷鉆進，旋轉噴頭的轉動過程實現了注劑、攪拌、鉆進同時完成，射流噴射注劑、高速攪拌、局部形成空化，使井筒內稠油迅速降粘為稀油同時噴頭連續鉆進。

具體來說，如圖2所示，本發明的作業過程為：

降粘藥劑，即(低溫)藥劑，在地面上經過循環泵送液至加壓泵(高壓泵)加壓，通過降粘藥劑的壓力流量控制，通過旋轉密封器連接到液壓絞車的連續油管上，連續油管通過定滑輪穿過井口裝置(包括井口防噴裝置)下入到井下，連續油管末端的旋轉噴頭旋轉射流噴射降粘藥劑，高速攪拌、局部形成空化，使井筒內稠油迅速降粘為稀油同時噴頭和連續油管連續鉆進，穿越油層，然后提管，通過減速控制和自動排管，提出連續油管，完成作業。

進一步的，通過液壓絞車全自動實現連續油管的上管和下管，上管和下管采用液壓減速機防止滑車，最大下管速度：60米/分鐘，最大上管速度：80米/分鐘。本發明在作業時巧妙利用了高壓及射流物理特性，并且在不斷下管過程中，除了高壓下的旋轉噴嘴9強大的后坐力推進噴頭鉆進外，連續油管的自重(約2噸)會產生重力加速度。連續油管的自重以及每分鐘幾十米的下管速度(最大下管速度：60米/分鐘)會產生較大的沖力，使旋轉噴頭及連續油管管壁摩阻極大減小，會輕松的穿越深油層或稠油層80，尤其是在油層越來越深的情況下，連續油管帶著旋轉噴頭的下入并沒有隨著深度的增加而受阻，下管變得十分容易。

旋轉噴頭的超聲波空化作用可以在瞬間將水離解成離子狀態，降粘劑中的活性劑在高壓超常態下，由于井筒中稠油層80處的空間小，高壓射流壓力在套管局限空間內使水/劑/油發生快速混合并摩擦，迅速打破稠油自身分子間的束縛狀態。這種運動比常態注劑降粘效率提高300％，稠油物理狀態處于細泡沫狀，流動性極好，原油降粘顆粒細微均勻，這是其它技術無法實現的。

進一步的，在地面上對降粘藥劑進行溫度控制，例如，進行保溫，使所述降粘藥劑在井下以35度-55度與稠油均勻混合，比普通化學注劑粘、電加熱成本更低。

進一步的，所述旋轉噴頭具有兩個前噴嘴和六個后噴嘴，兩個前噴嘴旋轉剪切開道，六個后噴嘴產生后射力，采用高壓旋轉密封技術、強磁限速技術，寶石噴嘴抗沖刷技術，在高壓條件下整套系統能達到完全密封，所述旋轉噴頭的轉速為1500-3000r/min，這樣，旋轉噴頭克服了稠油層產生的巨大壓強，能夠起到旋轉攪拌、高壓局部空化作用，有很強的自鉆進能力；(射孔段洗井)旋轉噴頭具有直射洗凈炮眼功能，深度清洗提高滲透率十分有效。這種旋轉噴頭為高速旋轉噴頭，可以從市場上購得。

本發明可以根據稠油的粘度及成分分析，利用水利動力學的計算公式，在作業前對原油進行分析，計算出連續油管尺寸、深度、嘴徑、壓力值、排量值、摩阻等作業參數，針對不同區塊的稠油特性選擇最佳的作業參數。對稠油井適用外,對于需要化學劑處理的低產井/事故井也同樣適用。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發明的范圍。為本發明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。