專利名稱：用于周期性注入和從油井采油的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于經(jīng)由在地層中形成的井筒將注 入流體注入到地層中，并用于經(jīng)由井筒從地層開釆烴流體。注入流體 可以是例如蒸汽，所述蒸汽在高溫高壓下注入地層，以降低地層中存 在的重油的粘度，從而在開釆階段期間增強油通過地層的孔隙的流動。 在這種應(yīng)用中，蒸汽通過在生產(chǎn)井附近鉆的一個或多個注入井注入， 并從生產(chǎn)井采油。
背景技術(shù)：
代替使用用于蒸汽注入和采油的各自單獨的井，可以使用單個井 來注入蒸汽和采油。在這種操作中，注入蒸汽和采油以周期性方式進行，所述周期性方式通常^皮稱為周期性注蒸汽(css)方法。在css方法中，井被封閉(shutin)，并將蒸汽通過井注入含油地層中，，以降 低油的粘度。在下一階段期間，通過同一井從地層釆油。為了將蒸汽 基本上均勻地沿穿透儲油層的井注入，即，注入的蒸汽不在一個位置 處集中而犧牲另一個位置處的蒸汽，蒸汽通常被泵送通過間具有較小 直徑的隔開的出口，所述出口通常被稱為限流射孔(LEP)。這樣〗故以 便保證蒸汽以接近聲速的速度離開出口，并因此被阻流或節(jié)流。出口 的尺寸通常是在0.5-1.0英寸的數(shù)量級。美國專利6158510公開了 一種用于CSS的井筒襯管，所述村管包 括中心管，該中心管具有在襯管的縱向和周向方向上間隔開的多個 LEP口。村管設(shè)有若千沿著襯管間隔開的濾砂篩網(wǎng)，每個濾砂篩網(wǎng)都 圍繞中心管從其延伸一短的徑向距離。在每個蒸汽注入周期中，井被 封閉，并且蒸汽經(jīng)由LEP 口注入巖層。蒸汽以亞臨界速度流過LEP 口，以便使蒸汽在LEP 口中的流速與所述口下游的壓力變化無關(guān)，因而保證蒸汽沿襯管均勻地流出。在蒸汽注入一段時間之后，采油周期開始，因而來自周圍巖層的油經(jīng)由LEP 口流入襯管，并從襯管流到地 面上的生產(chǎn)設(shè)備。已知系統(tǒng)的缺點在于，在采油周期中，油通過LEP口的體積流量 較低。因此在給定的一段時間里從油井開采的油量也低。按照權(quán)利要求1前序所述的系統(tǒng)從美國專利5865249中已知。已 知系統(tǒng)配置成通過將水經(jīng)由注水管道注入封堵層沖洗來自井筒底部的 碎屑，并促使碎屑通過采油管道向上流過井筒。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種改進的系統(tǒng)，所述改進的系統(tǒng)用于經(jīng)由 在地層中形成的井筒將注入流體注入到地層中，并用于經(jīng)由井筒從地 層采集烴流體，所述改進的系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點。按照本發(fā)明，提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于經(jīng)由在地層中形成的 井筒將注入流體注入到地層中，并用于經(jīng)由井筒從地層采集烴流體， 所述系統(tǒng)包括一注入管道，所述注入管道延伸到井筒中，并與用于注 入流體的多個出口流體連通，所述系統(tǒng)還包括采油管道，所述釆油管 道延伸到井筒中，并與至少一個用于烴流體的入口段流體連通，其中 注入管道設(shè)置成防止注入管道與每個所述入口段之間的流體連通，其 特征在于，注入流體是熱流體，所述熱流體注入地層中，以便降低地 層內(nèi)烴流體的粘度。利用注入管道i殳置成防止注入管道與每個入口段之間流體連通的 特點，可通過小尺寸的LEP 口注入注入流體，而可通過大得多的尺寸 的每個入口段采油。相應(yīng)地，注入管道和釆油管道是各自單獨的管道。此外，優(yōu)選的是，所述出口包括在多個系列的出口中，其中所述 系統(tǒng)包括多個所述入口段，并且其中所述入口段和所述多個系列的出 口在井筒的縱向方向上以交替的次序設(shè)置。這樣，實現(xiàn)了在各入口段 之間沿著襯管在不同的位置處注入注入流體，由此保證了沿著襯管的 長度基本上均勻地加熱巖層。


下文將參照附圖通過示例詳細說明本發(fā)明，其中 圖l示意性地示出一種井筒，所述井筒用于從地層開采烴流體， 并設(shè)有本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例；
圖2示意性地示出在圖1的系統(tǒng)中所用的村管的一部分；
圖3示意性地示出圖2的側(cè)視圖3-3;和
圖4示意性地示出圖1的系統(tǒng)中所用的襯管的上部。
具體實施例方式
在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部件。
參見圖1，示出了用于從地層2開采烴油和氣的井筒1。井筒1 具有基本豎直延伸的上段3和基本水平延伸的下段4。在井筒1上方 的地面5a處設(shè)有井口 5。下井筒段4穿透地層2的儲油層2A。常規(guī) 的套管6從地面延伸到豎直的井筒段3中，而采油村管8從套管6的 下端延伸到水平井筒段4中。封隔器IO相對于套管6的內(nèi)表面密封襯 管8的外表面。襯管8包括多個入口段和多個管狀體14，所述入口段 為管狀濾砂篩網(wǎng)12的形式，用于減少固體顆粒的流入。如圖l所示， 篩網(wǎng)12和管狀體在水平井筒段4中以交替的次序設(shè)置。每個管狀體 14都設(shè)有一系列直徑較小的出口 16，用于將流體注入地層2的儲油層 2A。如上所述，這種類型的出口被稱為限流射孔(LEP),由于離開 出口的注入流體的速度接近聲速，因此所述限流射孔限制在給定的注 入壓力下注入流體進入儲油層的流速。 一系列出口 16在管狀體14的 周向方向上有規(guī)則地間隔開。
濾砂篩網(wǎng)12是常規(guī)類型的，其包括帶眼的中心管(未示出)和繞 帶眼的中心管延伸的管狀滲濾層13。每個濾砂篩網(wǎng)12的中心管都通 過常規(guī)的螺旋連接器(未示出)或通過任何其它適當(dāng)?shù)氖侄?，例如?過焊接連接至鄰近中心管的相應(yīng)的管狀體14。
井筒1還設(shè)有采油管道18和注入管道，所迷采油管道18用于將所生產(chǎn)的烴流體通過井筒1輸送到地面，管道18具有進口 19，所述 進口 19在村管8的上端附近，所述注入管道是盤管20的形式，用于 將流體注入到地層2的儲油層2A中。
另外參見圖2，在圖2中示出縱向段中管狀體14的其中之一。管 狀體14設(shè)有在縱向方向上延伸的中心貫穿通道22，所述貫穿通道22 具有直徑增大的中部，該中部形成室24，所述室24通過出口 16與管 狀體14的外部流體連通。盤管20延伸通過所述貫穿通道22,并具有 比貫穿通道22的直徑稍小的外徑，從而使盤管可滑動通過貫穿通道 22。盤管20具有一個或多個出口 26,所述出口 26在管狀體14的室 24中。環(huán)形密封件28、 30設(shè)置在室24的兩側(cè)處，以相對于通道22 密封盤管20。
因此，盤管20穿過襯管8,出口 26位于管狀體14的相應(yīng)室24 中。 一堵塞器(未示出)在最下面的管狀體14的室24下方位置處封 閉盤管20的下端。
另外參見圖3，圖3示出了管狀體14的側(cè)視圖，所述管狀體14 設(shè)有一系列通孔，所迷通孔是采油口 32的形式，所述采油口32流體 式連接管狀體14的相應(yīng)端部34、 36 (圖2)。如圖所示，采油口 32 在管狀體14的周向方向上有規(guī)則地間隔開。用于注入流體的出口 16 (在圖3中用虛線表示)不與采油口 32相交。
圖4示出延伸到套管6中的襯管8的上端，封隔器IO相對于套管 6密封襯管8的上端。如圖4所示，采油管道18的進口 19位于套管6 的下端部分中。
在正常操作的第一階段期間，井筒1被封閉，并在地面通過適當(dāng) 的注入設(shè)備(未示出)將諸如高溫蒸汽的注入流體.泵送到盤管20中。 蒸汽向下流過盤管20，并經(jīng)由出口 26流入管狀體14的相應(yīng)的室24 中。通過環(huán)形密封件28防止蒸汽沿著管狀體14的貫穿通道22泄漏。 從室24，蒸汽流過出口 16，并流入井筒1。從這里，蒸汽流入周圍地 層2的儲油層2A。如上所述，出口 16是限流射孔(LEP ),所述限流 射孔有較小的直徑，從而限制蒸汽通過出口 16的流速。蒸汽注入盤管20的壓力足夠高，以保證蒸汽在出口 16中的流速接近聲速，以便使 流速與出口 16下游的壓差無關(guān)。因而實現(xiàn)了蒸汽基本上均勻地分布在 各個出口 16上，防止以另一個出口 16為代價來增加通過一個出口 16 的流速。蒸汽加熱儲油層2A，由此降低了儲油層2A中油的粘度。
在正常操作的第二階段期間，在蒸汽連續(xù)注入儲油層2A —段時 間之后，停止注入蒸汽。然后盤管20從井筒1收回，或者，可留在井 筒1中，用于下一個蒸汽注入周期。然后打開井筒1,以開始從儲油 層2A采油，因而油流入濾砂篩網(wǎng)12，并從濾石少篩網(wǎng)12經(jīng)由相應(yīng)管狀 體14的采油口 32流向采油管道18。油在采油管道18的入口 19處進 入采油管道18，并流到地面適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)設(shè)備(未示出)。應(yīng)該理解， 在油開始流入井筒l之前，注入的蒸汽起初是流回到井筒1中。
因此，通過采油管道18和注入管道20的各自單獨設(shè)置，實現(xiàn)了 采油不受限于通過用于注入流體的小出口 16的油的流入。而是能以與 從不需要將蒸汽注入地層的井筒中采油相比的流速采油。
在從井筒1連續(xù)釆油一段時間之后，開始下一個蒸汽注入周期。 如果盤管20在所述蒸汽注入周期之后從井筒1收回，則盤管20被重 新安裝在井筒1中。然后所述第一和第二階段的操作以循環(huán)次序重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于將注入流體注入在地層中形成的井筒中，并用于經(jīng)由井筒從地層開采烴流體，所述系統(tǒng)包括注入管道，所述注入管道延伸到井筒中并與用于注入流體的多個出口流體連通，所述系統(tǒng)還包括采油管道，所述采油管道延伸到井筒中并與用于烴流體的至少一個入口段流體連通，其中注入管道設(shè)置成防止注入管道和每個所述入口段之間的流體連通，其特征在于，所述注入流體是熱流體，所述熱流體注入地層中，以便降低地層內(nèi)烴流體的粘度。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述注入管道和所述采油管道 是各自單獨的管道。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述出口包括在多個系列 的出口中，其中所述系統(tǒng)包括多個所述入口段，并且其中所述入口段和多個系列的出口在井筒的縱向方向上以交替的次序設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，對于每對相鄰的入口段，還包括相 應(yīng)的管狀體，所述管狀體在所述成對入口段之間延伸，每個管狀體都 設(shè)有一個所述系列的出口 。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中注入管道延伸通過在管狀體中 形成的縱向通道，所述多個系列的出口中的每個出口都經(jīng)由所述縱向 通道與注入管道流體連通。
6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述多個系列的出口中的每個 出口都經(jīng)由所述縱向通道的直徑增大的部分與注入管道流體連通。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中注入管道具有在所述直徑增大的部分中的出口。
8. 如權(quán)利要求5-7其中之一所述的系統(tǒng)，其中所述注入管道能在 軸向方向上滑動通過所述縱向通道。
9. 如權(quán)利要求4-8其中之一所述的系統(tǒng)，其中所述管狀體設(shè)有至 少一個采油口，所述采油口在縱向方向上穿過管狀體，每個采油口都 提供在采油管道和至少 一個所述入口段之間的流體連通。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中管狀體設(shè)有多個所述采油口 ， 所述多個采油口在管狀元件的周向方向上相互間隔開。
11. 如權(quán)利要求4-10其中之一所述的系統(tǒng)，其中成對的相鄰入口 段的入口段連接至管狀體。
12. 如權(quán)利要求1-11其中之一所述的系統(tǒng)，其中每個所述入口段 都包括篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)用于防止或減少固體顆粒流入采油管道。
13. 如權(quán)利要求1-12其中之一所述的系統(tǒng)，其中所述出口和每個 入口段都包括在延伸到井筒中的襯管中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于經(jīng)由在地層中所形成的井筒將注入流體注入到地層中，并用于從地層開采烴流體。該系統(tǒng)包括注入管道和采油管道，所述注入管道延伸到井筒中，并與用于注入流體的多個出口流體連通，所述采油管道延伸到井筒中，并與用于烴流體的至少一個入口段流體連通。注入管道設(shè)置成防止注入管道和每個所述入口段之間的流體連通。
文檔編號E21B43/16GK101233294SQ200680028244
公開日2008年7月30日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者A·M·莫林格, E·P·德魯菲尼亞克, F·A·阿斯卡尼奧米蘭諾 申請人:國際殼牌研究有限公司