专利名称：利用地下热能加热提取井下稠油的工艺方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及利用地下热能加热提取井下稠油的 工艺方法及装置。
背景技术：
我国稠油油田很多，稠油含石蜡成分高，石蜡熔点低，稠度大，在抽取原油时，随着原油由井下提升高度上升，温度会逐渐下降。由于温度的降低，油的稠度会增大，阻力也加大，使采油效率下降，成本上升。稠油的开采方法有很多种，有化学开采方法、还有生物开采方法等，如中国专利公开号CN1456787公开了一种用于开采稠油的化学热稠油开采方法。该方法乃是将由一定质量浓度的双氧水加入适量稠化剂制成的氧化体系药液和由一定质量浓度的联氨加入适量稠化剂制成的还原体系药液按一定比例以段塞的形式注入地层，利用它们在地层中化学反应产生的热量和气体利于稠油开采。该方法所需设备和基建投资较少，利用该方法可以降低原油粘度，有利于油井生产和提高油藏采收率，特别对边远井、 单井具有广阔的应用前景。把高压净化水就地加热产生蒸汽注入井中，以维持稠油油井的生产。还有把高压净化水就地加热产生蒸汽注入井中，以维持稠油油井的生产的方法，如中国专利公开号CN1105096公开的方法。化学制剂价格很贵，还有污染；其他方法也很难推广。目前，油田采油最多的方法还是通常采用的是在井筒内用电加热方式，即在空心抽油杆内加入导线，通过中频电源Al在抽油杆内产生漩涡热量A2，热量通过抽油杆传导给井筒I内的稠原油中，将稠原油6加热(如附图2)，从而改变原油稠度，实现抽取稠原油的目的。此工艺方法的弊端是a)前期固定资产投入大；油井分部离散相距较远，供电线路长，每口井都要安装中频电源和变压器等配套设施。b)运行成本高；耗能大效率低，如一口油井设置70kw中频电源，每年耗电约50万元以上，还需人员管理和维护等其它费用。c)可靠性低；易受到电源，线路及配套设施的故障和地理环境及自然灾害等因素影响。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用地下热能加热提 取井下稠油的工艺方法及装置。它具有高效节能的特点。本发明上将现有油田抽油加热工艺(见附图I)进行了全新的改变。其技术方案是将井筒内原有的空芯抽油杆内腔抽成真空，同时注入低沸点导热介质，该介质在重力作用下落入空心抽油杆内腔底端，由于原油距地面很深，越深温度越高，如距地面深1500米时原油温度可达65°C以上，为此借助于地下深处热能，将导热介质加热，当温度达到介质的沸点温度时，低沸点导热介质会发生蒸发汽化，低沸点导热介质是亚硫酸钠或二录甲烷等具有相近特性的导热介质。低沸点导热介质由液态相变成汽态，汽化后的体积迅速膨胀至数百倍以上，同时在空心抽油杆内腔真空负压吸引的作用下，将携带有热量的气体导热介质快速地充满空心抽油杆整个内腔空间，在汽化后的导热介质往上流动过程中，导热介质中的热量通过空心抽油杆传导到井筒内的稠原油里，将稠原油加热，改善了稠原油的流动性，减小了抽油阻力，防止了稠原油固化。随着导热介质相变汽化往上流动传输热量的同时，汽化的导热介质温度会逐渐下降，降至沸点温度以下时汽化的导热介质开始冷凝，由汽态相变成液态，该液态的导热介质，在重力的作用下重新落入到空心抽油杆底部。通过对导热介质再次加热，再次蒸发，反复循环地将井底热能输送到整个空心抽油杆内，保证了稠油的抽取。此工艺方式的优点是a)利用地下热能作为能源，不需要任何外界的能源和动力，便实现对井筒内稠原油的加热，高效节能环保。b)只需一次性投入，是借用空心抽油杆抽真空注入低沸点导热介质，投入少、工艺性好、便于安装、使用性能可靠，寿命长。c)运行无成本；不需要能源，不需要动力，不需要维护和管理，不需要任何其他配套设施。
图I是本发明工艺装置的示意图。图2是现有油田抽油加热工艺装置的示意图。图3是本发明另一实施例示意图。
具体实施例方式实施例I
空心抽油杆2内抽成真空，密封方法同现有密封方法相同。同时注入适量的低沸点导热介质5，低沸点导热介质5是亚硫酸钠或二录甲烷等具有相近特性的导热介质，通常沸点低于100属于低沸点导热介质。添加量根据需要调整。将带有地下热量的高温汽化后的低沸点导热介质3充满整个空心抽油杆2，在汽化后的导热介质3往上流动过程中，导热介质中的热量通过空心抽油杆传导到井筒I内的稠原油6里。随着汽化的导热介质3温度下降至沸点温度一下，该液态的导热介质4，在重力的作用下重新落入到空心抽油杆2底部。通过对导热介质再次加热，再次蒸发，反复循环地将井底热能7输送到整个空心抽油杆2内，保证了稠油的抽取。实施例2
将抽油机空心抽油杆2内腔注入超导热介质B并抽成真空(如图3)，利用超导热介质的热阻近似于零等温热传导特性，超导热介质市场有销售。将地下空心抽油杆底端的热量快速的传导到上端，再传输过程中热量通过空心抽油杆2传导到井筒I内的稠原油6里。反复循环地将井底热能7输送到整个空心抽油杆2内，保证了稠油的抽取。此两种工艺方式都是将原油温度提升后流动性得到改善，防止原油固化。两种工艺方式特点是a)利用地下热能作为能源，不需要任何外界的能源和动力，便实现对井筒内上端低温稠原油的加热，高效节能环保。b)只需一次性投入，都是借用空心抽油杆抽真空注入低沸点导热介质或注入超导热介质，投入少、工艺性好、便于安装、使用性能可靠，寿命长。c)运行无成本；不需要能源，不需要动力，不需要维护和管理，不需要任何其他配套设施。
权利要求
1.一种如权利要求I所述的利用地下热能加热提取井下稠油的工艺方法，其特征在于将空心抽油杆(2)内抽成真空，同时注入低沸点导热介质(5)或超导热介质(B3)，利用地下热能将该低沸点导热介质加热至该导热介质沸点温度以上，从而使导热介质由液态相变为汽态，导热介质汽态时在自身体积膨胀和真空负压吸引的作用下，将带有地下热量的高温汽化后的导热介质(3)充满整个空心抽油杆(2)，再用热传导的方式来加热井筒内(I)内的稠原油(6)，改善原油流动性，减小抽油阻力，随着汽化的导热介质(3)温度下降至沸点温度一下，该液态的导热介质(4)，在重力的作用下重新落入到空心抽油杆(2)底部，通过对导热介质再次加热，再次蒸发，反复循环将井底热能(7)输送到整个空心抽油杆(2)内，保证稠油的抽取。
2.一种如权利要求I所述的利用地下热能加热提取井下稠油的工艺方法中的抽油装置，它包括抽油杆和井筒，其特征在于抽油杆(2)为真空抽油杆，抽油杆(2)内注有低沸点导热介质(5)。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的利用地下热能加热提取井下稠油的工艺方法，其特征在于低沸点导热介质是亚硫酸钠或二录甲烷。
全文摘要
本发明是利用地下热能加热提取井下稠油的工艺方法及装置，属于石油开采技术领域。将空心抽油杆内抽成真空，同时注入低沸点导热介质或超导热介质，利用地下热能将该低沸点导热介质加热至该导热介质沸点温度以上，从而使导热介质由液态相变为汽态，导热介质汽态时在自身体积膨胀和真空负压吸引的作用下，将带有地下热量的高温汽化后的导热介质充满整个空心抽油杆，再用热传导的方式来加热井筒内内的稠原油，改善原油流动性，减小抽油阻力，随着汽化的导热介质温度下降至沸点温度一下，该液态的导热介质，在重力的作用下重新落入到空心抽油杆底部，通过对导热介质再次加热，再次蒸发，反复循环将井底热能输送到整个空心抽油杆内，保证稠油的抽取。
文档编号E21B43/24GK102704903SQ20121017453
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者张东超, 王伟 申请人:阜新北鑫星液压有限公司