專(zhuān)利名稱(chēng)：微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田采油技術(shù)領(lǐng)域，屬于微生物驅(qū)油領(lǐng)域，是一 種在本源微生物驅(qū)油現(xiàn)場(chǎng)，采用高壓射流泵將空氣與水混合后注入地 層的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置。
背景技術(shù)：
一般的油田開(kāi)發(fā)方式主要是利用注水方式，注水開(kāi)發(fā)到油井產(chǎn)出
液含水達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限(約98%以上)后，此時(shí)依然有70%作用原油滯 留在地下無(wú)法采出，就需要向油藏注入化學(xué)劑等進(jìn)行三次采油以提高 剩余油開(kāi)采程度(提高采收率)。微生物驅(qū)油就是一種具有低成本、 環(huán)境友好、施工方便等特點(diǎn)的提高采收率技術(shù)。本源微生物驅(qū)油技術(shù) 就是通過(guò)向油藏注入營(yíng)養(yǎng)物，以刺激油藏本身存在的微生物的生長(zhǎng)與 代謝，它們的代謝產(chǎn)物和菌體就與地層巖石、油和水發(fā)生復(fù)雜的物理、 化學(xué)和生物反應(yīng)，從而改變巖石、油和水的某些物理化學(xué)性質(zhì)，最終 改善原油流動(dòng)性能以提高原油采收率。它的本質(zhì)就是通過(guò)人為的營(yíng)養(yǎng) 注入來(lái)干擾原先相對(duì)穩(wěn)定的油藏微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)，營(yíng)養(yǎng)物注入后，本 源微生物的有效生長(zhǎng)與代謝是這項(xiàng)技術(shù)的成功的關(guān)鍵。與在實(shí)驗(yàn)室從 其他環(huán)境中篩選出的具有驅(qū)油功能的外源微生物相比，本源微生物最 大特點(diǎn)在于它們完全適應(yīng)油藏環(huán)境，而且具有較高的代謝活性，因此 本源微生物驅(qū)油一直是微生物采油領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1431383A公開(kāi)了一種《微生物驅(qū)油的現(xiàn)場(chǎng)生 產(chǎn)注入工藝及裝置》，使用了安裝在注入井口的射流泵吸氣裝置，但是其針對(duì)的是低壓水井，設(shè)計(jì)過(guò)程直接利用了其它行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范或
經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化。而實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的注水井油壓多為6 15MPa以上。 本實(shí)用新型就是基于目前微生物驅(qū)油領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)空氣注入工藝不能 滿(mǎn)足高壓水井的需求的現(xiàn)狀，實(shí)用新型了一種能滿(mǎn)足高壓水井上應(yīng)用 的射流泵空氣注入工藝及其在不同條件下使用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置， 利用液-氣射流泵實(shí)現(xiàn)向油藏注入水的過(guò)程中同時(shí)注入空氣，為本源微 生物的有效生長(zhǎng)與代謝提供所需氧氣，提高水氣混合效果，提高總注 氣量；克服目前本源微生物驅(qū)油注空氣工藝存在的注空氣時(shí)需要停止 注水的不足，并解決施工不方便，操作強(qiáng)度大以及費(fèi)用較高的不足。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置， 包括注水泵、液-氣射流泵、空氣流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、單流閥和閥門(mén) 組成。注水泵與井口之間有連接管線(xiàn)，在注水泵與井口之間的連接管 線(xiàn)上有閥門(mén)。其特征在于與注水泵到井口之間的閥門(mén)并聯(lián)有液-氣射 流泵。在液-氣射流泵的水進(jìn)口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表，在液 -氣射流泵的出口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表。在液-氣射流泵的 空氣進(jìn)口上連接有管線(xiàn)，在液-氣射流泵的空氣進(jìn)口管線(xiàn)上依次連接有 空氣流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、單流閥和壓力表。
所述的液-氣射流泵包括噴嘴、空氣吸入室、喉管和擴(kuò)散管?？諝?吸入室、喉管和擴(kuò)散管?chē)娮爝B接，空氣吸入室為圓筒狀，噴嘴插入空 氣吸入室并且噴嘴的開(kāi)口端在喉管內(nèi)。在空氣吸入室的側(cè)壁上有一個(gè) 空氣吸入口。
噴嘴將液體的壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)于射流泵的性能有較 大影響。常用的型式有錐形收縮型噴嘴，圓薄壁孔口型噴嘴、流線(xiàn)型噴嘴、環(huán)型噴嘴以及多孔型噴嘴等。
喉管進(jìn)口段的作用是使氣體順利進(jìn)入，喉管進(jìn)口段到出口段之間
為錐形管，錐形管的內(nèi)壁斜度為15 — 30度。
喉管使液體與氣體混合進(jìn)行傳能與傳質(zhì)，是液氣射流泵的重要部 件，喉管內(nèi)部為圓形。喉管長(zhǎng)度為噴嘴最小內(nèi)徑的6 — 8倍。
擴(kuò)散管是將液氣混合液的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，氣體在擴(kuò)散管中再一 次得到壓縮、增壓，擴(kuò)散管的擴(kuò)散角為5 — 8度。
處理后的采出水經(jīng)過(guò)注水泵增壓，注水泵壓力范圍在15 40 MPa， 注水量范圍20 300 m7d。注入水進(jìn)入射流泵，經(jīng)過(guò)噴嘴后形成高速 水流，產(chǎn)生的高速水流速度可達(dá)100 — 400m/s。高速水流在附近區(qū)域形 成真空，由于與大氣壓之間的壓差，從而將泵外空氣自動(dòng)巻吸，高速 水流巻吸空氣吸入室外部的空氣，氣液兩相在射流泵喉管內(nèi)高效混合。 氣液混合流體經(jīng)過(guò)擴(kuò)散管增壓注水井管柱并進(jìn)入油藏。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝 置，采用液-氣射流泵實(shí)現(xiàn)向油藏注入水的過(guò)程中同時(shí)注入空氣，為本 源微生物的有效生長(zhǎng)與代謝提供所需氧氣，提高了水氣混合效果，提 高總注氣量；能實(shí)現(xiàn)空氣的連續(xù)注入，無(wú)需專(zhuān)人看管，不影響正常注 水。由于射流泵內(nèi)實(shí)現(xiàn)了液氣兩相高效混合，因此進(jìn)入水井內(nèi)管柱的 液氣兩相流(泡沫流)中氣相均勻分布在液相中，直到井低也不會(huì)出 現(xiàn)氣液兩相的分離，不會(huì)引起'氣鎖'現(xiàn)象，混氣效率高。克服目前 本源微生物驅(qū)油注空氣工藝存在的注空氣時(shí)需要停止注水的不足，并 解決施工不方便，操作強(qiáng)度大以及費(fèi)用較高的不足。


圖1為本實(shí)用新型微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置的地面設(shè)備組 裝示意圖。圖2為本實(shí)用新型采用的液-氣射流泵結(jié)構(gòu)剖面示意圖。 圖中，l.注水泵，2.液-氣射流泵，3.空氣流量計(jì)，4.流量調(diào)節(jié)閥， 5.單流閥，6.閥門(mén)，7.壓力表。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:用一個(gè)進(jìn)水壓力為15MPa，出水壓力6MPa，注水量100m7d 的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置為例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
參閱圖1。本實(shí)用新型微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，包括注水 泵l、液-氣射流泵2、空氣流量計(jì)3、流量調(diào)節(jié)閥4、單流閥5和閥門(mén) 6組成。注水泵1與井口之間有連接管線(xiàn)，在注水泵1與井口之間的連 接管線(xiàn)上有一個(gè)閥門(mén)6。與注水泵1到井口之間的閥門(mén)6并聯(lián)有一個(gè)液 -氣射流泵2。在液-氣射流泵2的水進(jìn)口端的管線(xiàn)上連接有一個(gè)閥門(mén)和 一個(gè)壓力表7，在液-氣射流泵2的出口端的管線(xiàn)上連接有一個(gè)閥門(mén)和 一個(gè)壓力表7。在液-氣射流泵2的空氣進(jìn)口上連接有管線(xiàn)，在液-氣射 流泵2的空氣進(jìn)口管線(xiàn)上依次連接有一個(gè)空氣流量計(jì)3、流量調(diào)節(jié)閥4、 單流閥5和壓力表7。
參閱附圖2。液-氣射流泵2包括噴嘴2. 1、空氣吸入室2.2、喉管 2. 3和擴(kuò)散管2. 4?？諝馕胧?. 2、喉管2. 3和擴(kuò)散管?chē)娮?. 1為一 個(gè)整體，空氣吸入室2. 2為畫(huà)筒狀。噴嘴2. 1插入空氣吸入室2. 2并 且噴嘴2. 1的開(kāi)口端在喉管2.3內(nèi)，噴嘴2. l的最小內(nèi)徑為3mm。在空 氣吸入室2.2的側(cè)壁上有一個(gè)空氣吸入口 2. 5。
喉管2.3進(jìn)口段到出口段之間為錐形管，錐形管內(nèi)壁斜度為20度。
喉管2.3使液體與氣體混合進(jìn)行傳能與傳質(zhì)，是液氣射流泵的重 要部件，喉管2.3內(nèi)部為圓形，喉管2.3的內(nèi)徑為6mm。喉管2. 3的長(zhǎng) 度為24mm。
擴(kuò)散管2.4的擴(kuò)散角為6度。
權(quán)利要求1、一種微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，包括注水泵(1)、液-氣射流泵(2)、空氣流量計(jì)(3)、流量調(diào)節(jié)閥(4)、單流閥(5)和閥門(mén)(6)組成，注水泵(1)與井口之間有連接管線(xiàn)，在注水泵(1)與井口之間的連接管線(xiàn)上有閥門(mén)(6)，其特征在于與注水泵(1)到井口之間的閥門(mén)(6)并聯(lián)有液-氣射流泵(2)，在液-氣射流泵(2)的水進(jìn)口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表(7)，在液-氣射流泵(2)的出口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表(7)，在液-氣射流泵(2)的空氣進(jìn)口上連接有管線(xiàn)，在液-氣射流泵(2)的空氣進(jìn)口管線(xiàn)上依次連接有空氣流量計(jì)(3)、流量調(diào)節(jié)閥(4)、單流閥(5)和壓力表(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，其特征在于所述的液-氣射流泵(2)包括噴嘴(2. 1)、空氣吸入室(2.2)、喉管(2.3)和擴(kuò)散管(2.4)，空氣吸入室(2.2)、喉管(2.3)和擴(kuò)散管?chē)娮?2. l)連接，空氣吸入室(2.2)為圓筒狀，噴嘴(2. l)插入空氣吸入室(2. 2)并且噴嘴(2. 1)的開(kāi)口端在喉管(2. 3)內(nèi)，在空氣吸入室(2. 2)的側(cè)壁上有一個(gè)空氣吸入口 (2. 5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，其特征在于喉管(2.3)進(jìn)口段到出口段之間為錐形管，錐形管的內(nèi)壁斜度為15 30度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，其特征在于喉管(2.3)內(nèi)部為圓形，喉管(2.3)長(zhǎng)度為噴嘴(2. 1)最小內(nèi)徑的6 8倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，其特征在于擴(kuò)散管(2.4)的擴(kuò)散角為5 8度。
專(zhuān)利摘要微生物驅(qū)油自吸式空氣注入裝置，應(yīng)用于油田采油微生物驅(qū)油領(lǐng)域。特征是與注水泵到井口之間的閥門(mén)并聯(lián)有液-氣射流泵。在液-氣射流泵的水進(jìn)口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表，在液-氣射流泵的出口端的管線(xiàn)上連接有閥門(mén)和壓力表。在液-氣射流泵的空氣進(jìn)口上連接有管線(xiàn)，在液-氣射流泵的空氣進(jìn)口管線(xiàn)上依次連接有空氣流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、單流閥和壓力表。效果是向油藏注入水的過(guò)程中同時(shí)注入空氣，為本源微生物的有效生長(zhǎng)與代謝提供所需氧氣，提高了水氣混合效果，提高總注氣量；能實(shí)現(xiàn)空氣的連續(xù)注入，無(wú)需專(zhuān)人看管，不影響正常注水。
文檔編號(hào)E21B43/22GK201391300SQ20092010713
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者倪方天, 馮慶賢, 史明義, 楊懷軍, 敏 柳, 梁建春, 程海鷹, 馬先平 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司