一种可投捞式分层注蒸汽装置及方法与流程

本发明涉及采油工程，具体涉及一种可投捞式分层注蒸汽装置。

背景技术：

1、海上油田稠油资源丰富，其中非常规稠油（例如地层原油粘度大于360mpⅰ.s）占比高达30%。非常规稠油冷采开发产能低、采油速度低，难以满足海上稠油高效开发的需要。

2、热采是稠油开发的主要方式，目前现有的向井中各层的稠油注入高温蒸汽的方式过于粗放，不能实现分层精细化注入蒸汽，导致其注入高温蒸汽的利用率低、稠油采收率偏低。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种可投捞式分层注蒸汽装置，用于解决目前现有的向井中各层的稠油注入高温蒸汽的方式过于粗放，不能实现分层精细化注入蒸汽，导致其注入高温蒸汽的利用率低、稠油采收率偏低的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种可投捞式分层注蒸汽装置，包括一个投捞注汽管柱，所述投捞注汽管柱包括一个外套管，所述外套管内设置有油管，所述油管的下部的前端设置有堵头，所述油管的上部为非注汽区域，所述油管的下部直至堵头为注汽区域；

4、所述油管的注汽层与所述外套管之间的环形空间从前至后依次间隔设置有若干个注汽层；

5、最高处的注汽层与所述油管上部的非注汽区域通过封隔器隔开，最深处的注汽层与第二深度的注汽层之间通过封隔器隔开，相邻的注汽层之间通过封隔器隔开；

6、每个注汽层的油管内配置有一个投捞配注器，每个投捞配注器内配置有一个投捞注汽芯子；

7、从最高处的注汽层至第二深度的注汽层之间的每个注汽层的油管内配置有一个球座，其中，所述油管内装有密封球且所述密封球能坐落在从最高处的注汽层至第二深度的注汽层之间的每个注汽层的油管内的球座上。

8、优选地，所述油管的注汽区域与所述外套管之间的环形空间从前至后依次设置有第n封隔器、…、第i封隔器、…、第二封隔器和第一封隔器，

9、其中，所述外套管的内部底端至所述第n封隔器之间的区域形成第n注汽层，第n注汽层的油管内配置有第n投捞配注器，所述第n投捞配注器内配置有第n投捞注汽芯子；

10、相邻封隔器之间的区域形成第i注汽层，所述第i注汽层的油管内配置有第i球座，所述第i球座与所述第i封隔器之间设置有第i投捞配注器，所述第i投捞配注器内配置有第i投捞注汽芯子；

11、所述第二封隔器至所述第一封隔器之间的区域形成第一注汽层，所述第一注汽层的油管内配置有第一球座，所述第一球座与所述第一封隔器之间设置有第一投捞配注器，所述第一投捞配注器内配置有第一投捞注汽芯子；

12、所述密封球在所述油管内自上而下滑动，能坐落在第一球座、第二球座、第三球座、…、第n-1球座上。

13、优选地，所述油管的注汽区域与所述外套管之间的环形空间从前至后依次设置有第四封隔器、第三封隔器、第二封隔器和第一封隔器，

14、其中，所述外套管的内部底端至所述第四封隔器之间的区域形成第四注汽层，第四注汽层的油管内配置有第四投捞配注器，所述第四投捞配注器内配置有第四投捞注汽芯子；

15、所述第四封隔器至所述第三封隔器之间的区域形成第三注汽层，所述第三注汽层的油管内配置有第三球座，所述第三球座与所述第三封隔器之间设置有第三投捞配注器，所述第三投捞配注器内配置有第三投捞注汽芯子；

16、所述第三封隔器至所述第二封隔器之间的区域形成第二注汽层，所述第二注汽层的油管内配置有第二球座，所述第二球座与所述第二封隔器之间设置有第二投捞配注器，所述第二投捞配注器内配置有第二投捞注汽芯子；

17、所述第二封隔器至所述第一封隔器之间的区域形成第一注汽层，所述第一注汽层的油管内配置有第一球座，所述第一球座与所述第一封隔器之间设置有第一投捞配注器，所述第一投捞配注器内配置有第一投捞注汽芯子；

18、所述密封球在所述油管内自上而下滑动，能坐落在第一球座或第二球座或第三球座上。

19、进一步地，还包括作业缆车，所述作业缆车连接有投捞钢丝，所述投捞注汽管柱的若干个注汽层内的每个投捞注汽芯子均配置有一个打捞接头；

20、所述投捞钢丝穿过滑轮，伸入至所述油管内，自上而下依次与第一投捞注汽芯子、第二投捞注汽芯子、第三投捞注汽芯子、第四投捞注汽芯子的打捞接头对接。

21、优选地，所述第一球座、所述第二球座和所述第三球座均包括上接头筒、中间筒、下接头筒、若干个剪切钉和弹型爪，

22、所述上接头筒和所述下接头筒的内端均配置有插接端，所述上接头筒和所述下接头筒的插接端分别插入至所述中间筒的两端，且所述上接头筒和所述下接头筒的插接端的外壁与所述中间筒的两端的内壁固定连接；

23、所述弹型爪包括基座环部和弹簧爪部，所述弹簧爪部固定在所述基座环部上；所述密封球坐落在所述弹簧爪部上，所述基座环部通过若干个剪切钉临时固定在所述上接头筒的插接端的内壁上；

24、其中，所述基座环部能卡设在所述上接头筒的插接端底部，且能穿过所述中间筒，却不能进入所述下接头筒的插接端内；

25、当通过在井口向下打压密封球，密封球压缩所述弹簧爪部，直至若干个剪切钉断裂，所述基座环部与所述上接头筒脱离，所述密封球随着所述基座环部下落，所述基座环部被所述下接头筒的插接端阻挡留在所述中间筒内，所述密封球穿过所述基座环部进入所述下接头筒内，最后从所述下接头筒穿出。

26、优选地，所述基座环部的外径等于所述上接头筒的插接端底部的内径但小于所述下接头筒的插接端顶端的内径，所述基座环部的外径小于所述中间筒的内径。

27、优选地，所述上接头筒的插接端的内壁设置有若干个剪切钉孔，所述基座环部的侧壁设置有若干个剪切钉，所述基座环部的侧壁的若干个剪切钉分别插入至所述上接头筒的插接端的内壁的若干个剪切钉孔内。

28、第二方面，本发明公开了一种可投捞式分层注蒸汽方法，采用上述的可投捞式分层注蒸汽装置，包括

29、步骤a：分别获得每个注汽层的投捞配注器上的投捞注汽芯子合适的汽嘴规格型号；

30、步骤b：分别将各自的汽嘴安装相应的投捞芯子上；

31、步骤c：将各自的投捞注汽芯子分别下入到各自的注汽层的投捞配注器上；

32、步骤d：通过蒸汽发生装置向油管内持续注入蒸汽，蒸汽先通过油管分别到达目的层，所述目的层为任意一个注汽层的油管内；注汽层的油管内的蒸汽穿过相应的投捞芯子上的汽嘴，达到所述目的层的油管与外套管之间的环形空间。

33、优选地，当所述油管的注汽区域与所述外套管之间的环形空间从前至后依次形成第四注汽层、第三注汽层、第二注汽层和第一注汽层时，所述步骤a包括以下具体步骤：

34、步骤a1：获得第一投捞注汽芯子上合适的汽嘴规格型号；

35、步骤a2：通过注入蒸汽，提高第一注汽层ⅰ的油管内的蒸汽的压力值，使该压力值大于第一注汽层的第一球座的剪切钉的剪断值，促使密封球从第一注汽层的第一球座向下落到第二注汽层的第二球座上，获得第二投捞注汽芯子上合适的汽嘴规格型号；

36、步骤a3：通过注入蒸汽，提高第二注汽层的油管内的蒸汽的压力值，使该压力值大于第二注汽层的第二球座的剪切钉的剪断值，促使密封球从第二注汽层的第二球座向下落到第三注汽层的第三球座上，获得第三投捞注汽芯子上合适的汽嘴规格型号；

37、步骤a4：通过注入蒸汽，提高第三注汽层的油管内的蒸汽的压力值，使该压力值大于第三注汽层的第三球座的剪切钉的剪断值，促使密封球从第三注汽层的第三球座向下落到第四注汽层的第四球座上，获得第四投捞注汽芯子上合适的汽嘴规格型号。

38、优选地，所述步骤c包括以下具体步骤：

39、步骤c1：将第四投捞注汽芯子设置在投捞钢丝，启动所述作业缆车，下送投捞钢丝，投捞钢丝将第四投捞注汽芯子下入至第四注汽层的第四投捞配注器上；

40、步骤c2：分别将第三投捞注汽芯子、第二投捞注汽芯子和第一投捞注汽芯子设置在投捞钢丝，依次启动所述作业缆车，下送投捞钢丝，投捞钢丝将第三投捞注汽芯子、第二投捞注汽芯子和第一投捞注汽芯子分别下入至第三注汽层的第三投捞配注器、第二注汽层的第二投捞配注器和第一注汽层的第一投捞注汽芯子上。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

42、（一）本发明提供了一种可投捞式分层注蒸汽装置，其中可投捞式分层注蒸汽装置通过n个封隔器将投捞注汽管柱的注汽区域分为n个注汽层，位于高处的n-1个注汽层分别设置有一个球座，每个注汽层分别设置一个投捞配注器，每个投捞配注器分别配置一个投捞芯子，由此通过球座、投捞注汽阀以及封隔器配套实现对井中各层进行分隔。

43、（二）本发明提供了一种可投捞式分层注蒸汽装置，与现有投捞注汽的测调方法相比较，减少投捞作业次数，缩短注汽调配周期。同时，提出通过井口注汽温度和压力对井中各注汽层的环境进行推算，实现对各个注汽层精细注汽，提高了注入高温蒸汽的利用率，提高了稠油采收率，提高投捞注汽测试效率，提高投捞式注汽工艺的测调成功率和时效性，解决了现有投捞注汽芯子对井中环境进行监测时投捞作业次数过多的问题，提高作业效率，降低作业强度。

44、（三）本发明提供了一种可投捞式分层注蒸汽方法，包括：分别获得每个注汽层的投捞配注器上的投捞注汽芯子合适的汽嘴规格型号；分别将各自的汽嘴安装相应的投捞芯子上；将各自的投捞注汽芯子分别下入到各自的注汽层的投捞配注器上；通过蒸汽发生装置向油管内持续注入蒸汽，蒸汽先通过油管分别到达目的层，所述目的层为任意一个注汽层的油管内；注汽层的油管内的蒸汽穿过相应的投捞芯子上的汽嘴，达到所述目的层的油管与外套管之间的环形空间，通过汽嘴对蒸汽定量输出，从而对各注汽层实行分层精细化注入蒸汽，进而能提高注入高温蒸汽的利用率和稠油采收率。