排水采气管柱的制作方法

本实用新型涉及油田采油工程设备技术领域，尤其涉及一种排水采气管柱。

背景技术：

随着天然气田开发的深入，出水气田的数量越来越多。在纯气井出现凝析液积液的初期，地层压力相对较高的情况下，积液达到一定程度后气井可以靠自身能量带出积液。气井在生产后期，由于地层压力、气井产能下降，井筒温度梯度增大，因温度下降导致天然气中的部分成分在井筒内凝析而形成凝析液，而气井产气量又不足以带出该部分凝析液时，凝析液就回落至井底，产生井筒积液。因此随着气层压力的下降，地层水的侵入和凝析水的析出极大地影响到气藏的产量和产能。

目前用于积液气井的生产方法主要有以下三种，第一种为使用封隔器，图1为现有技术中的设置有封隔器的油井管道的结构示意图。参照附图1所示，授权公告号为CN204140122U的中国实用新型专利公开一种油井排水装置，该装置在同一个油井管道1中设置多个封隔器2，以在该油井管道1中形成多个封闭区域，将油井管道中的水层分别隔离，并通过水泵进行排水，从而提高采油的品质和产量。第二中为直接使用抽水泵，图2为现有技术中的设置有抽水泵的油井管道的结构示意图。参照附图2所示，授权公告号为CN107060696A的中国发明专利公开一种气动排水采气装置及其使用方法，其中该装置包括气井中设置的套管3，套管3内设置采气管柱4，并且在采气管柱4中设置若干个气动排水采气泵5。利用地层原有天然气动力，通过气动排水采气泵5射流将液体雾化，变成低密度、易携带的泡沫状流体，多次输送到达地面排水采气。第三种为使用表面活性剂，授权公告号为CN105114046A的中国发明专利公开一种增能型泡沫排水采气工艺，通过将井内分批次的注入化学药剂，化学药剂在井内发生化学反应产生大量的气体和泡沫，泡沫上移排出井筒积液，从而提高气井的产气能力。

然而上述的方法中设置封隔器和抽水泵的方法均需要向井内设置多个部件，增加了排水采气的成本。并且气体和积液由同一油井管道流出，增加了后续气液分离的工作量。而添加表面活性剂同样需要对后续的油气进行提纯，因此上述的方法用于排水采气的效率较低。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种排水采气管柱，能够实现含矿化度低气井的排水采气的生产，提高采气量和气井利用率，并降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种排水采气管柱，包括：套管，油管和采油树。

所述油管套设在所述套管内部，所述油管和所述套管之间形成第一环空区域；所述采油树设置在所述油管的第一端和所述套管的第一端，所述油管的第二端和所述套管的第二端均位于油气储层的积液的液位下方。

所述油管的出油口与所述采油树的出液管路的进液口连通，所述出液管路用于排出油气储层中的积液。

所述第一环空区域与所述采油树的出气管路的进气口连通，所述出气管路用于采集油气储层中的气体。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述出液管路上设置有第一控制阀，所述第一控制阀用于调控所述出液管路的开闭以及所述出液管路中的积液的流速。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述出气管路上设置有第二控制阀，所述第二控制阀用于调控所述出气管路的开闭以及所述出气管路中的气体的流速。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述出液管路中还设置有第一压力检测装置和第一流量检测装置；

所述第一压力检测装置用于检测所述油管中的压力值，所述第一流量检测装置用于检测流经所述出液管路的积液的流量。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述出气管路中还设置有第二压力检测装置和第二流量检测装置。

所述第二压力检测装置用于检测所述第一环空区域中的压力值，所述第二流量检测装置用于检测流经所述出气管路中的气体的流量。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，该排水采气管柱还包括中间套管，所述中间套管设置在所述套管和所述油管之间，所述油管的外壁和所述中间套管的内壁形成所述第一环空区域，所述中间套管的外壁和所述套管的内壁形成第二环空区域，所述第二环空区域中填充有固井填料。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，该排水采气管柱还包括控制装置，所述控制装置与所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第一压力检测装置以及第二压力检测装置电性连接。

所述控制装置用于根据所述第一压力检测装置检测的所述油管中的压力值，以及所述第二压力检测装置检测的所述第一环空区域中的压力值，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的开合度。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述控制装置包括输入装置，所述输入装置用于接收用户的输入指令，以控制所述第一控制阀和所述第二控制阀的开合度。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，该排水采气管柱还包括气液分离器，所述气液分离器与所述出液管路的出液口连通，用于分离积液中的气体。

在上述的排水采气管柱中，可选的是，所述出液管路上还设置有单流阀，所述单流阀的流通方向朝向所述出液管路的出液口。

本实用新型提供的排水采气管柱，通过设置套管和设置在套管内部的油管，并在两者同一端的端部设置采油树，两者另一端的端部浸没在油气储层的积液中。通过调节套管和油管之间的第一环空区域以及油管中的压力值，以使积液由油管中返排至出液管路中，同时气体由第一环空区域输出至出气管路中，从而实现了气体和积液分管路采集的目的，减小了后续气液分离的工作量，简化操作过程以及减少操作过程所使用的设备数量，大大节省了排水采气的成本。同时提高采气量和气井利用率。通过设置控制装置和输入装置，控制装置与出气孔管和出液管路中的控制阀和压力检测装置电性连接，从而可以实现远程控制出液管路和出气管路的工作状态，从而大大减少了人为工作量，提高排水采气过程的控制精度。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的设置有封隔器的油井管道的结构示意图；

图2为现有技术中的设置有抽水泵的油井管道的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的排水采气管柱的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的排水采气管柱的油管中积液上升的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的排水采气管柱的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的设置有输入装置的排水采气管柱的结构示意图。

附图标记说明：

1-油井管道；

2-封隔器；

3-套管；

4-采气管柱；

5-气动排水采气泵；

10-套管；

11-第一环空区域；

20-油管；

21-第二环空区域；

30-出液管路；

31-第一控制阀；

32-第一压力检测装置；

33-第一流量检测装置；

34-单流阀；

40-出气管路；

41-第二控制阀；

42-第二压力检测装置；

43-第二流量检测装置；

50-积液；

60-油气储层；

70-中间套管；

80-控制装置；

81-输入装置；

90-气液分离器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

图3为本实用新型实施例一提供的排水采气管柱的结构示意图。图4为本实用新型实施例一提供的排水采气管柱的油管中积液上升的结构示意图。

参照附图3和附图4所示，本实用新型实施例一提供一种排水采气管柱，该排水采气管柱主要用于含有积液的油气储层的开采。其中气井在生产过程中，由于地层压力、气井产能下降，井筒温度梯度增大，因温度下降导致天然气中的部分成分在井筒内凝析而形成凝析液，而气井产气量又不足以带出该部分凝析液时，凝析液就回落至井底，产生井筒积液。因此随着气层压力的下降，地层水的侵入和凝析水的析出极大地影响到气藏的产量和产能。

目前用于积液气井的生产方法主要有使用封隔器，在同一个油井管道中设置多个封隔器，以在该油井管道中形成多个封闭区域，将油井管道中的水层分别隔离，并通过水泵进行排水，从而提高采油的品质和产量。或是直接使用抽水泵，利用地层原有天然气动力，通过气动排水采气泵射流将液体雾化，变成低密度、易携带的泡沫状流体，多次输送到达地面排水采气。但是设置封隔器和抽水泵提高了排水采气的成本，增加了操作过程的复杂程度。亦或是使用表面活性剂，通过将井内分批次的注入化学药剂，化学药剂在井内发生化学反应产生大量的气体和泡沫，泡沫上移排出井筒积液，从而提高气井的产气能力，而添加表面活性剂同样需要对后续的油气进行提纯，因此排水采气的效率较低。

为解决上述技术问题，本实施例一提供的排水采气管柱可以包括：套管10，油管20和采油树。

油管20套设在套管10内部，油管20和套管10之间形成第一环空区域11；采油树设置在油管20的第一端和套管10的第一端，油管20的第二端和套管10的第二端均位于油气储层60的积液50的液位下方。

油管20的出油口与采油树的出液管路30的进液口连通，出液管路30用于排出油气储层60中的积液50。

第一环空区域11与采油树的出气管路40的进气口连通，出气管路40用于采集油气储层60中的气体。

需要说明的是，本实施例提供的排水采气管柱利用了“连通器”的原理，即油管20和套管10的第一端为附图3所示的上端，上端连接采油树，两者的下端均位于油气储层60的积液50的液位下方，即两者的下端同时浸没在积液50中，并相互连通，积液50可在套管10和油管20中流动，因此形成类似“连通器”结构。

在排水采气过程中，由于油气储层60中的气体溢出，聚集在油管20以及油管20和套管10所围成的第一环空区域11内，控制第一环空区域11内气体压力大于油管20中的气体压力，此时第一环空区域11内的积液50在气体压力的作用下液位下降。由于油管20和第一环空区域11的下方连通，因此积液50在油管20中聚集液位上升，通过控制油管20和第一环空区域11内的压力差，从而使积液50源源不断的从油管20中排出至出液管路30中。附图4中第一环空区域11内的箭头表示压力增加后气体向上端和下端扩散，油管20中的箭头则表示积液50上升。

需要特别指出的是，本实施例提供的排水采气管柱将积液50和气体分别从两条独立的管路排出，可以大大减少后续气液分离过程的工作量，提高气体纯度。

进一步地，参照附图3所示，油管20可以与出液管路30连通，第一环空区域11与出气管路40连通，出气管路40可以设置一路或图中所示的两路，本实施例对此并不加以限制。

进一步地，出液管路30上设置有第一控制阀31，第一控制阀31用于调控出液管路30的开闭以及出液管路30中的积液50的流速。

出气管路40上设置有第二控制阀41，第二控制阀41用于调控出气管路40的开闭以及出气管路40中的气体的流速。

需要说明的是，本实施例提供的出液管路30和出气管路40中还分别设置有第一控制阀31和第二控制阀41，通过第一控制阀31和第二控制阀41控制出液管路30和出气管路40的开闭以及其中积液50和气体的流速，从而实现控制油管20和第一环空区域11内的压力值。

进一步地，出液管路30中还设置有第一压力检测装置32和第一流量检测装置33；

第一压力检测装置32用于检测油管20中的压力值，第一流量检测装置33用于检测流经出液管路30的积液50的流量。

出气管路40中还设置有第二压力检测装置42和第二流量检测装置43。

第二压力检测装置42用于检测第一环空区域11中的压力值，第二流量检测装置43用于检测流经出气管路40中的气体的流量。

需要说明的是，在出液管路30和出气管路40中分别设置第一流量检测装置33和第一压力检测装置32，以及第二流量监测装置和第二压力检测装置42，可以对出液管路30和出气管路40中积液50和气体流通过程参数的实时监控，为第一控制阀31和第二控制阀41的开闭以及开合度的控制提供指导依据。

作为一种可选的实施方式，该排水采气管柱还包括中间套管70，中间套管70设置在套管10和油管20之间，油管20的外壁和中间套管70的内壁形成第一环空区域11，中间套管70的外壁和套管10的内壁形成第二环空区域21，第二环空区域21中填充有固井填料。

需要说明的是，本实施例提供的参照附图4所示，本实施例提供的中间套管70和套管10围成第二环空区域21中填充的固定填料可以是水泥和/或漂珠，本实施例对此并不加以限定。

进一步地，该排水采气管柱还包括气液分离器90，气液分离器90与出液管路30的出液口连通，用于分离积液50中的气体。

由于油管20中的积液50仍掺有部分的气体，因此需要对积液50进行气液分离，气液分离后的气体可以与通入出气管路40中，以提高气体的纯度。

进一步地，出液管路30上还设置有单流阀34，单流阀34的流通方向朝向出液管路30的出液口，防止积液50回流。

本实用新型实施例一提供的排水采气管柱，通过设置套管10和设置在套管10内部的油管20，并在两者同一端的端部设置采油树，两者另一端的端部浸没在油气储层60的积液50中。通过调节套管10和油管20之间的第一环空区域11以及油管20中的压力值，以使积液50由油管20中返排至出液管路30中，同时气体由第一环空区域11输出至出气管路40中，从而实现了气体和积液50分管路采集的目的，减小了后续气液分离的工作量，简化操作过程以及减少操作过程所使用的设备数量，大大节省了排水采气的成本。同时提高采气量和气井利用率。

实施例二

图5为本实用新型实施例二提供的排水采气管柱的结构示意图。图6为本实用新型实施例二提供的设置有输入装置的排水采气管柱的结构示意图。

参照附图5和附图6所示，在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例二还提供另一种结构的排水采气管柱，实施例二与实施例一相比，两者的区别之处在于：实施例二的排水采气管柱增加控制装置80。

具体的，该排水采气管柱还包括控制装置80，控制装置80与第一控制阀31、第二控制阀41、第一压力检测装置32以及第二压力检测装置42电性连接。

控制装置80用于根据第一压力检测装置32检测的油管20中的压力值，以及第二压力检测装置42检测的第一环空区域11中的压力值，控制第一控制阀31和第二控制阀41的开合度。

进一步地，控制装置80包括输入装置81，输入装置81用于接收用户的输入指令，以控制第一控制阀31和第二控制阀41的开合度。

需要说明的是，该控制装置80可以是位于施工现场的控制柜或者是位于办公区域的控制系统，通过控制装置80可以对出液管路30和出气管路40的各项参数进行就地或者远程的获取，并根据各项参数值，确实第一控制阀31和第二控制阀41的开合度，从而实现就地或者远程控制该排水采气管柱的工作过程。

其中输入装置81可以是键盘、触控屏以及语音输入设备中的一种或多种，本实施例对此并不加以限定，也不局限于上述示例。

其他技术特征与实施例一相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

本实用新型实施例二提供的排水采气管柱，通过设置套管10和设置在套管10内部的油管20，并在两者同一端的端部设置采油树，两者另一端的端部浸没在油气储层60的积液50中。通过调节套管10和油管20之间的第一环空区域11以及油管20中的压力值，以使积液50由油管20中返排至出液管路30中，同时气体由第一环空区域11输出至出气管路40中，从而实现了气体和积液50分管路采集的目的，减小了后续气液分离的工作量，简化操作过程以及减少操作过程所使用的设备数量，大大节省了排水采气的成本。同时提高采气量和气井利用率。通过设置控制装置80和输入装置81，控制装置80与出气孔管和出液管路30中的控制阀和压力检测装置电性连接，从而可以实现远程控制出液管路30和出气管路40的工作状态，从而大大减少了人为工作量，提高排水采气过程的控制精度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。