一种油气井下微晶电热膜加热装置

1.本实用新型涉及一种油气井下微晶电热膜加热装置，可以提升油气采收率。


背景技术：

2.随着我国石油与天然气的需求量不断增加以及常规油气资源的日益减少，非常规油气勘探开发的重要性与研究热度与日剧增。近年来非常规油气资源的范围由传统的煤层气、砂岩气、稠油、高凝油等扩宽至致密油、致密砂岩气、页岩气等领域，资源类型不断增多，资源结构和认识也逐渐发生变化。新资源的出现随之也带来了新的问题和挑战，例如致密气藏一般不具有自然产能需要对储层进行改造一般采用水力压裂造缝，但是压裂液返排困难大量压裂液滞留储层造成了水相圈闭损害严重影响致密砂岩气的采收率。稠油开采过程中的高粘滞质性，高凝油开采过程中很容易在油管中结蜡等问题这些都严重制约了产量。所以急需一种稳定、可靠、经济、高效的井下加热装置来解决上述问题。
3.本实用新型目的在于避免上述现有井下加热装置的不足之处并且提供一种全新的加热装置其具有可靠性好、易于操作、便于维护、能效比高等优良特性。
4.相较于中国专利公布号cn 102536165 a公开的“一种用于解除低渗透致密砂岩气层水相圈闭损害的方法及装置”，该方法主要是通过井筒里的微波发生装置产生微波，并向储层传递微波，微波使液态水的内部分子共振产生分子热从而加热液态水使其变为水蒸气从而解除水相圈闭损害。该装置的特点是高效，热能利用率高且环保，但是受限于井下空间限制微波发生器的功率不可能太高，从而加热范围很小，另外该装置的使用仅限于采用裸眼完井方式的油气井，因为其余完井方式大多使用金属套管，而金属会屏蔽微波，所以该装置的局限性很大。
5.相较于中国专利公布号cn 103790552a公开的“一种用于油气开采过程中高温解除水相圈闭损害的方法”，该方法主要通过在储层段下如电阻加热棒，利用电阻加热棒的高温，通过热辐射的方式加热套管，然后套管、水泥环以及储层之间通过热传导的方式将热量带入储层，液态水经高温变为水蒸气排出从而解除水相圈闭损害。该方法的特点是加热方式简单可靠，但是热能利用率很低，沿套管方向上的热能损耗巨大，所以只能提高电加热棒的功率达到解除效果。而且由于岩石热阻较大该装置很难对远离井筒的深部储层进行加热。
6.此外，目前还有一些其他的储层加热技术无一例外都有着自身无法避免的缺陷或是加热效率低下，或是经济性差亦或是施工难度很大且可靠性低。


技术实现要素：

7.本实用新型解决的技术问题是提供一种油气井下微晶电热膜加热装置以提升油气采收率。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：利用储层段油管作为支撑装置，然后用在其外侧安装套筒型微晶陶瓷发热面板作为整个加热装置的加热核心部分，发
热面板上侧安装有两个电极片，电极片通过电线与地面供电装置相连，此外装置还包括外接供氮气装置(详见附图。)
9.进一步的是：所述套筒型微晶陶瓷发热面板是将sno2镀于陶瓷面板上形成一层sno2微晶层。
10.进一步的是：所述储层段油管是装置的一部分与油井井身油管是两段油管。
11.进一步的是：所述储层段油管外有螺纹，套筒型微晶陶瓷发热面板内有螺纹，二者之间通过内外螺纹连接。
12.进一步的是：所述筒型微晶陶瓷发热面板其长度可以根据需要安装最长可达储层段油管的长度，通过旋拧安装在储层段油管外侧。
13.进一步的是：所述外接供氮气装置包括氮气发生装置与加压泵二者通过管道相连，氮气系统通过管道与套管连接，并采用机械密封。
14.进一步的是：所述两段油管之间有一小段隔热绝缘油管用于连接两部分油管。
15.本发明优点及有益效果是：
16.1.微晶陶瓷材料稳定可靠耐腐蚀，发热效率高，发热均匀；
17.2.既可以用于解除气井的水相圈闭损害的解除，也可用于稠油开采降粘和高凝油开采过程中结蜡的问题；
18.3.加热区域灵活可控，可以通过改变加装微晶面板的长度控制加热区域的宽度，也可以通过注气的方式来扩大储层区域的加热范围；
19.4.工程实施难度小，加热温度可控，套筒型微晶陶瓷发热面板发热是以储层段油管为中心向四周辐射散热避免了热量在纵向方向上的耗散；
20.5.应用广泛，可以应用于任何钻完井方式的油气井且适用于各种工况。
附图说明
21.图1为本实用新型在井场施工过程流程图
22.图中：1表示电源，2表示氮气管道，3表示外接供氮气装置，6表示储层段裂缝。
23.图2为油管主体结构示意图
24.图中：4表示套管，5表示油井井身油管，8表示储层段油管(外有螺纹)，9表示隔热绝缘段。
25.图3为套筒型微晶陶瓷发热面板主体结构示意图
26.图中：7表示sno2微晶镀层，10表示电极片，11表示陶瓷层，12表示供电电缆。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
28.参看图1图2图3。
29.电源1通过供电电缆12连接sno2微晶镀层7上方的电极片11，套筒型微晶陶瓷
30.发热面板与储层段油管8之间通过螺纹连接，旋拧安装。
31.当需要加热近井区域储层或者针对稠油高凝油开采时，只需要根据所需温度对套筒型微晶陶瓷发热面板施加相应电压即可。
32.当需要加热深部储层时(解决致密气藏的水相圈闭损害问题)，在对套筒型微晶陶
瓷发热面板通电以后，外接供氮气装置3通过加压泵利用氮气管道2对套管环空加压注入氮气，氮气在储层段区域被加热后沿储层段裂缝6进入储层深部完成对储层深部的加热。加热结束后氮气沿套管4和油井井身油管5返排至地面。


技术特征：
1.一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，装置包括油井井身油管、储层段油管、套筒型微晶陶瓷发热面板、外接氮气系统以及供电电缆，所述套筒型微晶陶瓷发热面板上侧安装有两个电极片，电极片通过供电电缆与电源相连。2.如权利要求1所述一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，所述套筒型微晶陶瓷发热面板是将sno2镀于陶瓷面板上形成一层sno2微晶层。3.如权利要求1所述一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，所述储层段油管与油气井井身油管是两段油管。4.如权利要求1所述一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，所述储层段油管外有螺纹，套筒型微晶陶瓷发热面板内有螺纹，二者之间通过内外螺纹连接。5.如权利要求1所述一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，所述外接氮气系统包括氮气发生装置与加压泵二者通过管道相连，外接氮气系统通过管道与套管连接，并采用机械密封。6.如权利要求3所述一种油气井下微晶电热膜加热装置，其特征在于，所述两段油管之间有一小段隔热绝缘油管用于连接两部分油管。

技术总结
本实用新型公开了一种油气井下微晶电热膜加热装置。该装置主要以储层段油管作为支撑结构，在油管外侧安装套筒型微晶电热板作为发热主体，利用SnO2微晶可以通电以及强红外热辐射的特点。在致密气开采过程中利用该方法可以有效加热并蒸发储层近井带液态水，也可以通过对套管环空加压注入氮气，氮气在储层段加热后沿射孔裂缝进入储层实现对储层深部水相圈闭损害的解除。在稠油的开采过程中该方法可以通过热辐射来降低稠油粘滞性，在高凝油开采过程中热能可以解决油管柱结蜡问题。该装置结构简单可靠，能效高结合上述方法可以有效提升油气采收率。采收率。采收率。


技术研发人员：游利军 王阳 康毅力 唐际锐 陈一健
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.04.19
技术公布日：2021/12/7