连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置和方法与流程

本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及稠油降粘领域，即一种连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置和方法。

背景技术：

稠油、特稠油井绝大部分在产量降到底限时，为了降低注气成本，只能关停丢弃，但很多井还有储量，可以采用间歇式采油-捞油车捞油。停产一段时间后，液面逐渐上升，接近地面时温度下降，原油在套管内形成稠油死油帽层，油帽会越积越厚，而现有捞油车技术无法入井实施捞油作业，每年因低产而关停的稠油井不断增加。

稠油井捞油以往尝试井口化学注剂闷井降粘、电加热等手段，注剂于油层表面无法渗入、降粘效果极不明显，电加热周期长成本高无法推广。对于这些关停井，不采取特殊措施无法捞油，而井场多为没水没电条件，因此，没有一种有效的技术方法解决以上实际问题，这是多年来的技术难题，很多停产、丢弃的井还有储量，无法捞油，形成巨大的资源浪费。

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有方法难以方便有效的解决稠油降粘的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置和方法，目的是通过一种新的稠油开采技术，解决稠油降粘的问题。

为此，本发明提出一种连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置包括：

降粘药剂存储装置，设置在地面上；

循环泵，设置在地面上并连接所述降粘药剂存储装置；

加压泵，连接所述循环泵；

连续油管车，设置在地面上，所述连续油管车上设有连续油管，所述连续油管连接所述加压泵；

井口装置，安装在井口上，所述连续油管穿过所述井口装置伸入到井口中；

旋转喷头，设置在井口内并位于所述井口装置的下方，所述旋转喷头连接在所述连续油管的末端。

进一步的，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置还包括：旋转密封器，设置在所述连续油管车上并连接所述连续油管，所述旋转密封器对所述连续油管的上管和下管进行密封。

进一步的，所述连续油管采用石油专用CT-80连续油管，长度2200-3200米，外径16-25mm，内径13-22mm，工作压力80-100Mpa，排量80L/min，抗拉4T，最大作业深度3000米。

进一步的，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置还包括：设置在所述连续油管车上的排管器，所述排管器连接所述连续油管。

进一步的，所述井口装置包括：密封所述连续油管的液压密封盒。

进一步的，所述降粘药剂存储装置为药剂车，所述药剂车上设有对所述降粘药剂保温的保温箱。

本发明还提出一种连续油管高压水射流注剂稠油降粘方法，采用连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置，所述输送连续油管高压水射流注剂稠油降粘方法包括以下步骤：

步骤A:将旋转喷头连接在连续油管的末端，并将所述旋转喷头和连续油管下入井下；

步骤B:当旋转喷头到达井下的稠油界面后，在地面上将降粘药剂经过泵送和加压输送至连续油管和所述旋转喷头；

步骤C:所述旋转喷头喷射加压后的降粘药剂，所述连续油管在所述旋转喷头喷射的同时不断下入。

进一步的，通过液压绞车全自动实现连续油管的上管和下管，上管和下管采用液压减速机防止滑车，下管速度达到最多：60米/分钟，上管速度达到最多：80米/分钟。

进一步的，在地面上对降粘药剂进行温度控制，使所述降粘药剂在井下以35度-55度与稠油均匀混合。

进一步的，所述旋转喷头具有两个前喷嘴和六个后喷嘴，两个前喷嘴旋转剪切开道，六个后喷嘴产生后射力，所述旋转喷头的转速为1500-3000r/min。

本发明通过连续油管车连接旋转喷头送到井下，旋转喷头到达稠油界面后，地面高压泵加压，射流喷射注剂、高速搅拌、局部形成空化，使井筒内稠油迅速降粘为稀油同时喷头连续钻进。

本发明作业高效、简便、安全，成本低，可以与现有捞油车配合作业，稠油井无需任何措施、井场无需额外动力源就可捞油。可救活大批因低产而停产的稠油井，快速提高产量，是一种全新的间歇式稠油开采技术手段。

本发明中，旋转喷头注剂、搅拌、钻进同时完成，将井筒内的稠油死油帽打通，对稠油、超稠油迅速降粘，以便现有捞油车将稠油打捞到地面。

本发明有如下技术效果:

1.对工作的稠油井无需再上电加热，注蒸汽等措施，利用油藏本身的力量，待井筒内聚集到一定数量稠油后再使用本发明采油，节省大量成本，盘活不能开采的稠油资源；

2.作业时钻进/搅拌/化学降粘三结合，且连续管作业，中间不需要更换钻具，作业高效，单日可施工4口井以上；

3.综合降粘效果好，作业开始后，在物理化学作用的复合影响下，井底2000_mPa.s-30万_mPa.s的稠油可以迅速降粘至几十_mPa.s内，使捞油车轻易作业；

4.可以轻易扩展到需要其它化学剂处理的领域，如增产解堵等。

附图说明

图1为本发明的连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置的结构示意图；

图2为本发明的连续油管高压水射流注剂稠油降粘方法的工作原理图。

附图标号说明：

1降粘药剂存储装置 2循环泵 3加压泵 4连续油管车 40连续油管 5定滑轮 6井口装置 7油罐车 8井筒 80稠油层 9旋转喷头

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1和图2所示，本发明的连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置包括：

降粘药剂存储装置1，设置在地面上或井口之外，降粘药剂存储装置1装有降粘药剂，降粘药剂为阴离子、非离子活性剂，以对稠油降粘在高压搅拌后降粘更细沫，流动性极好；

循环泵2，设置在地面上并通过管路连接所述降粘药剂存储装置1，用于泵送降粘药剂；

加压泵3，也称为高压泵，通过管路连接所述循环泵2，对降粘药剂进行加压；加压最多可至100Mpa；

连续油管车4，设置在地面上，所述连续油管车4上设有连续油管40，所述连续油管连接所述加压泵3；连续油管车4可以作为操作平台，连续油管车4上可以设有自动控制器，控制降粘药剂的输送量，对压力，排量，指深，上下下管速度监控；连续油管车4自带电力，因此，本发明不需井场提供任何水电即可独立完成作业；

井口装置6，安装在井口上，用于密封井口，为高压安全作业提供安全作业保障，提供输出降粘稀释后的石油的输送口，所述连续油管40穿过所述井口装置6伸入到井口中；

旋转喷头9，设置在井口内并位于所述井口装置6的下方，所述旋转喷头9连接在所述连续油管40的末端。旋转喷头9伸入到稠油层80中，通过连续油管车连接旋转喷头送到井下，旋转喷头到达稠油界面后，地面高压泵加压，射流喷射注剂(降粘药剂)、高速搅拌、局部形成空化，使井筒内稠油迅速降粘为稀油同时旋转喷头连续钻进，逐渐深入到稠油层80中，直至将稠油层80完全降粘稀释。旋转喷头9可以采用市场上的高速旋转喷头。

进一步的，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置还包括：连接在井口装置6上的油罐车7或捞油车，将降粘稀释后的稀油从井下采集到地面运走。即原油稀释完后再捞走。本发明作业灵活，方便快捷，作业一口井只需1个小时左右时间，与捞稠油车协同作业能恢复大批停产井生产。

进一步的，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置还包括：旋转密封器，设置在所述连续油管车上并连接所述连续油管，所述旋转密封器对所述连续油管的上管和下管进行密封。旋转密封器提供连续油管内高压注剂同时保证完全密封，保证上管、下管与注剂同步进行。

进一步的，所述连续油管采用石油专用TIC-80连续油管，长度2200-3200米，外径16-25mm，内径13-22mm，工作压力80-100Mpa，排量80L/min，抗拉4T，最大作业深度3000米，适合深度最大达3000米的稠油层开采。小口径CT-80小口径连续油管可以焊接使用，抗恶劣环境作业，抗拉伸。本发明应用的井筒外径为139.7mm-244.5mm。该连续油管的口径和工作压力适合在井下连续输送降粘药剂、适合加压、适合连续不断下入，保证旋转喷头9不断连续作业，在满足作业压力的条件下，上管、下管速度快，省力，节省能源，降低成本。

进一步的，所述连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置还包括：设置在所述连续油管车上的排管器，所述排管器连接所述连续油管。排管器在可以在快速上下管的同时实现整齐将3200米管子排列整齐，以提高作业速度。连续油管车上设有液压绞车，全自动上、下管，上下管采用液压减速机防止滑车，下管速度：60米/分钟，提管速度：80米/分钟，作业效率高。

进一步的，所述井口装置6包括：密封所述连续油管的液压密封盒。井口装置除了采用双闸板防喷器外，还安装空心连续管的液压密封盒，以保证作业可能发生的井涌，井喷控制，该系统不需要注入头配合送管，只需定滑轮5及其支架可简易作业，大大减少了注入头作业的复杂性及作业成本。

进一步的，所述降粘药剂存储装置1为药剂车，便于输送、存储降粘药剂，所述药剂车上还可以设有对所述降粘药剂保温的保温箱，使所述降粘药剂在井下以35度-55度与稠油均匀混合。由于井下是热的，越到地层深部越热，并且由于作业时间比较短，不会迅速降温，降粘药剂从地面至井下经过了连续油管长距离(2000多米)的输送，采用常温，或只采用地面上保温箱的保温，就能满足在井下35度-55度的温度要求，因此，可以不用传统的在地面进行电加热的方式，节约了电能。

如图2所示，本发明还提出一种连续油管高压水射流注剂稠油降粘方法，采用图1所示的连续油管高压水射流注剂稠油降粘装置，所述输送连续油管高压水射流注剂稠油降粘方法包括以下步骤：

步骤A:将旋转喷头9连接在连续油管40的末端，并将所述旋转喷头9和连续油管40下入井下；

步骤B:当旋转喷头9到达井下的稠油界面后，即进入稠油层80后，在地面上将降粘药剂经过循环泵2的泵送和加压泵3的加压输送至连续油管40和所述旋转喷头9；

步骤C:所述旋转喷头9喷射加压后的降粘药剂，所述连续油管40在所述旋转喷头9喷射的同时不断下入，因而，连续油管40带着旋转喷头9连续下入，实现旋转喷头9的不断钻进，旋转喷头的转动过程实现了注剂、搅拌、钻进同时完成，射流喷射注剂、高速搅拌、局部形成空化，使井筒内稠油迅速降粘为稀油同时喷头连续钻进。

具体来说，如图2所示，本发明的作业过程为：

降粘药剂，即(低温)药剂，在地面上经过循环泵送液至加压泵(高压泵)加压，通过降粘药剂的压力流量控制，通过旋转密封器连接到液压绞车的连续油管上，连续油管通过定滑轮穿过井口装置(包括井口防喷装置)下入到井下，连续油管末端的旋转喷头旋转射流喷射降粘药剂，高速搅拌、局部形成空化，使井筒内稠油迅速降粘为稀油同时喷头和连续油管连续钻进，穿越油层，然后提管，通过减速控制和自动排管，提出连续油管，完成作业。

进一步的，通过液压绞车全自动实现连续油管的上管和下管，上管和下管采用液压减速机防止滑车，最大下管速度：60米/分钟，最大上管速度：80米/分钟。本发明在作业时巧妙利用了高压及射流物理特性，并且在不断下管过程中，除了高压下的旋转喷嘴9强大的后坐力推进喷头钻进外，连续油管的自重(约2吨)会产生重力加速度。连续油管的自重以及每分钟几十米的下管速度(最大下管速度：60米/分钟)会产生较大的冲力，使旋转喷头及连续油管管壁摩阻极大减小，会轻松的穿越深油层或稠油层80，尤其是在油层越来越深的情况下，连续油管带着旋转喷头的下入并没有随着深度的增加而受阻，下管变得十分容易。

旋转喷头的超声波空化作用可以在瞬间将水离解成离子状态，降粘剂中的活性剂在高压超常态下，由于井筒中稠油层80处的空间小，高压射流压力在套管局限空间内使水/剂/油发生快速混合并摩擦，迅速打破稠油自身分子间的束缚状态。这种运动比常态注剂降粘效率提高300％，稠油物理状态处于细泡沫状，流动性极好，原油降粘颗粒细微均匀，这是其它技术无法实现的。

进一步的，在地面上对降粘药剂进行温度控制，例如，进行保温，使所述降粘药剂在井下以35度-55度与稠油均匀混合，比普通化学注剂粘、电加热成本更低。

进一步的，所述旋转喷头具有两个前喷嘴和六个后喷嘴，两个前喷嘴旋转剪切开道，六个后喷嘴产生后射力，采用高压旋转密封技术、强磁限速技术，宝石喷嘴抗冲刷技术，在高压条件下整套系统能达到完全密封，所述旋转喷头的转速为1500-3000r/min，这样，旋转喷头克服了稠油层产生的巨大压强，能够起到旋转搅拌、高压局部空化作用，有很强的自钻进能力；(射孔段洗井)旋转喷头具有直射洗净炮眼功能，深度清洗提高渗透率十分有效。这种旋转喷头为高速旋转喷头，可以从市场上购得。

本发明可以根据稠油的粘度及成分分析，利用水利动力学的计算公式，在作业前对原油进行分析，计算出连续油管尺寸、深度、嘴径、压力值、排量值、摩阻等作业参数，针对不同区块的稠油特性选择最佳的作业参数。对稠油井适用外,对于需要化学剂处理的低产井/事故井也同样适用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。