專利名稱：用于生產(chǎn)烴類的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)烴類如石油等的方法和裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，借助于將氣體引入其中以便在一生產(chǎn)導(dǎo)管中形成一上升的油-氣流體的方法開采石油。產(chǎn)生的流體是由相互作用的兩相、即氣相和液相構(gòu)成的混合流。在兩相介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程中，氣體系數(shù)或溶入每一質(zhì)量單位液體中的氣體量、氣體和液體的物理性能、氣相對(duì)于液相的相對(duì)速度、兩相之間的動(dòng)量交換以及因此用于頂替液相所消耗的氣相能量的份額，根據(jù)生產(chǎn)導(dǎo)管的直徑可產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性變化。由于在流動(dòng)過(guò)程中兩相液流結(jié)構(gòu)的變化和用于頂替液相的以及用于頂替氣相本身所導(dǎo)致的氣相能量的再分配，有可能相應(yīng)的氣相能量份額不足以頂替液相。當(dāng)氣相能量是頂替液相的唯一能源時(shí)，更是有此特點(diǎn)。對(duì)于油井而言，上述情況是具有代表性的當(dāng)?shù)貙拥奶烊荒芰渴怯蓙?lái)自于巖層和地下水的壓力作用下的油的勢(shì)能和溶于油中的烴類氣體的勢(shì)能組成時(shí)，只要流體中的壓力變得低于飽和壓力，則上述勢(shì)能將轉(zhuǎn)移至氣相中。借助于巖層和地下水的壓力以及位能，在井內(nèi)升至一定高度的石油僅只能靠溶入油中的氣體的能量而繼續(xù)移動(dòng)，并且當(dāng)油柱中烴的壓頭低于飽和壓力時(shí)才能以一定的量轉(zhuǎn)移至油井中的液相中。在流體移動(dòng)至井口的過(guò)程中，從油中排出的氣體量隨著壓力降低而增加，并且液流結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的氣體量的增加以及在至井口移動(dòng)過(guò)程中其速度相應(yīng)增加將導(dǎo)致下述情況，即當(dāng)油形成一沿導(dǎo)管壁延伸的油膜時(shí)，與井口相鄰的一段井中則形成一環(huán)狀液流，而且氣核中含有若干液滴。因此，只有一小部分氣相能量用于將液體頂替至井口，并且實(shí)際上油井開采量幾乎等于零。液流結(jié)構(gòu)沿井壁的演變是由于在流體移至井口的過(guò)程中，從液體中排出的氣體壓力和氣體數(shù)量減少，而氣相對(duì)于液體的相對(duì)速度增加。其結(jié)果，液體和氣相存在相互分離的傾向。在此過(guò)程中，將液體向井口頂替用的氣相能量的相應(yīng)份額則減小。
當(dāng)油井呈環(huán)空模態(tài)時(shí)，其效率系數(shù)、或者換言之，實(shí)際用于液體頂替的氣相能量與可能用于液體頂替的全部氣相能量之比實(shí)際上降低至零。即使當(dāng)油井呈自噴狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于井口附近的液流結(jié)構(gòu)使氣相占據(jù)用于流體流動(dòng)空間的主要部分，并且被夾帶的液體的數(shù)量較低，效率系數(shù)則不可能高。低的效率系數(shù)則導(dǎo)致成地層壓力的加速衰退；而且，其結(jié)果是使該油井轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化的擴(kuò)脹式生產(chǎn)井。
本發(fā)明說(shuō)明因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)烴類的方法和裝置，該方法和裝置避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
更具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)烴類的方法和裝置，該方法和裝置將顯著提高用于氣-油混合流中頂替液相的氣相能量的利用率。
與上述目的以及下文中顯而易見(jiàn)的其它目的相一致，如下簡(jiǎn)述，本發(fā)明的一個(gè)特征在于提供一種生產(chǎn)烴類的方法，按照此方法，將油-氣混合流沿著與油-氣混合流移動(dòng)方向橫切的方向再分隔成按照移動(dòng)方向同時(shí)并排流動(dòng)的若干分開的液流。
本發(fā)明的另一特征是提供一種用于生產(chǎn)烴類的裝置，該裝置包括限定油-氣混合流范圍的裝置和用于將油-氣混合流沿橫切方向再分隔成按油-氣混合流移動(dòng)方向同時(shí)并排流動(dòng)的若干分開的油-氣流的裝置。
當(dāng)按照本發(fā)明實(shí)施上述方法并設(shè)計(jì)上述裝置時(shí)，用于頂替油相的氣相利用率顯著提高，操作和閥門的維修簡(jiǎn)化，生產(chǎn)出地下烴類的成本降低，效率提高，而且防止了地層壓力的快速衰退。
附圖簡(jiǎn)介

圖1和2是按照本發(fā)明的一種用于生產(chǎn)烴類的裝置的橫向剖面視圖和縱向剖面視圖；圖3和4是按本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)明裝置的橫向剖面視圖和縱向剖面視圖；圖5和6是顯示按照現(xiàn)有技術(shù)的一種裝置和按照本發(fā)明的一種裝置的油-氣混合流運(yùn)動(dòng)學(xué)變化的視圖；圖7和8是本發(fā)明又一實(shí)施例的視圖；和圖9和10是本發(fā)明再一實(shí)施例的橫向剖面視圖和縱向剖面視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式按照?qǐng)D1和2所示的一實(shí)施例，按照本發(fā)明的一種方法生產(chǎn)烴類的一種發(fā)明裝置包括一用標(biāo)號(hào)1標(biāo)注的生產(chǎn)導(dǎo)管。設(shè)有若干元件2將生產(chǎn)導(dǎo)管1的橫截面再分隔成若干分開的通道3。在圖1～2所示實(shí)施例中，將生產(chǎn)導(dǎo)管橫截面再分隔成若干通道3的元件2形成同壁，從而通道3是同軸通道。因此，若干分開的油-氣混合流沿著油-氣流移動(dòng)方向流徑各同軸通道3。每一條分開的通道3的尺寸選定應(yīng)提供一合乎要求的單獨(dú)油-氣流的結(jié)構(gòu)，以便獲得作為頂替油相的能源的氣相能量的最大利用率。
油相從氣相獲得的移動(dòng)量將隨兩相之間交換的移動(dòng)量強(qiáng)度的增加而增加，或者隨氣相對(duì)于油相相對(duì)移動(dòng)阻力的增加而增加。就生產(chǎn)導(dǎo)管的同一截面而言，借助于沿徑向方向R的分開通道中的軸向速度V的增加和隨著通道內(nèi)表面面積的增加而使剪切應(yīng)力增加至τ=μ1NV，可以實(shí)現(xiàn)上述要求，式中μ是油的動(dòng)力粘度。
按照?qǐng)D3和4所示的本發(fā)明第二實(shí)施例借助于若干壁12將生產(chǎn)導(dǎo)管11的內(nèi)部再分隔成相互并排延伸的若干分開的通道3，各分開的油-氣流同時(shí)在通道13內(nèi)側(cè)流動(dòng)。而且，油-氣流也在各分開的通道13的外側(cè)空間14中流動(dòng)。
如圖7和8所示的本發(fā)明的又一實(shí)施例，圖7所示的各分開通道23的幾何尺寸可以沿油-氣流的流動(dòng)方向變化，而且，另有若干通道33也可沿油-氣流的流動(dòng)方向變化。還將選定圖7和8所示結(jié)構(gòu)，以便最大限度地利用頂替油相的氣相能量。
在圖9和10所示的實(shí)施例中，生產(chǎn)導(dǎo)管41借助于星形插件再分隔成相互并排延伸的若干分開的扇形均分通道43。
當(dāng)每單位質(zhì)量油的地層能量不足以將油升至所需高度時(shí)，可以利用如圖7所示的補(bǔ)充能源。在此，一部分地層能量借助于在容器和部分導(dǎo)管容積內(nèi)飽和壓力作用下的壓縮氣體而積聚；因此，一部分氣相能量可以從地層能量中排出，此部分氣相能量在衰減期間轉(zhuǎn)化成自由狀態(tài)并儲(chǔ)存在導(dǎo)管和容器中飽和壓力中。
盡管按照用于生產(chǎn)烴類的方法和裝置中的實(shí)例已例證并詳述了本發(fā)明，然而，本發(fā)明并非局限于此。在不偏離本發(fā)明精髓前提下，可用各種方法進(jìn)行各種更改和結(jié)構(gòu)變化。
將新的、希望由專利授權(quán)文本保護(hù)的的范圍將在后附權(quán)利要求書中提出。
權(quán)利要求
1．一種生產(chǎn)烴類的方法，包括以下步驟將一生產(chǎn)導(dǎo)管插入一油井，該生產(chǎn)導(dǎo)管有一基本位于井底區(qū)的入口和一基本位于井口區(qū)的出口，從而油-氣混合流從生產(chǎn)導(dǎo)管的入口流至出口；借助于至少將一段生產(chǎn)導(dǎo)管再分隔成若干通道，來(lái)增加生產(chǎn)導(dǎo)管中油-氣混合流中的氣相對(duì)于油相的相對(duì)移動(dòng)阻力，上述的若干通道各有一占生產(chǎn)導(dǎo)管截面幾分之一的截面并且沿從生產(chǎn)導(dǎo)管入口朝出口的方向延伸，以便將上述油-氣混合流再分隔成具有上述油-氣混合流的幾分之一截面、并且沿著從生產(chǎn)導(dǎo)管入口朝出口方向同時(shí)流動(dòng)的若干分開的油-氣混合流。
2．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述的再分隔包括形成沿著從生產(chǎn)導(dǎo)管入口至出口的方向相互同軸延伸的、若干分開的通道，從而使各分開的油-氣混合流同時(shí)流經(jīng)同軸的各自分開的通道。
3．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述的再分隔包括形成沿著從生產(chǎn)導(dǎo)管入口至出口的方向相互基本并排平行延伸的若干通道，從而使各分開的油-氣混合流同時(shí)流經(jīng)并排的通道。
4．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述的再分隔包括，形成使各分開的油-氣混合流沿著從生產(chǎn)導(dǎo)管入口至出口的方向同時(shí)流經(jīng)的若干分開的通道；并且各分開通道的幾何構(gòu)形沿著分開的油-氣流移動(dòng)的方向改變。
5．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述的再分隔包括形成相互并排配置的若干通道，使各分開的油-氣混合流沿著從生產(chǎn)導(dǎo)管入口至出口的方向同時(shí)流經(jīng)上述通道，從而許多通道沿著油-氣混合流方向在生產(chǎn)導(dǎo)管的不同高度發(fā)生改變。
6．一種用于生產(chǎn)烴類的裝置，包括一個(gè)要插入油井的生產(chǎn)導(dǎo)管和用于在上述生產(chǎn)導(dǎo)管中增加油-氣混合流中氣相相對(duì)于油相移動(dòng)的阻力的機(jī)構(gòu)；上述生產(chǎn)導(dǎo)管具有位于井底區(qū)的一入口和位于閥口區(qū)的一出口，從而油-氣混合流從生產(chǎn)導(dǎo)管的入口流至出口，上述的增阻機(jī)構(gòu)包括用于至少將一段上述生產(chǎn)導(dǎo)管再分隔成若干通道的機(jī)構(gòu)，所述通道具有一只占上述生產(chǎn)導(dǎo)管截面積的幾分之一的降低了的截面積并且從上述生產(chǎn)導(dǎo)管的所述入口朝所述出口延伸，以便將上述的油-氣混合流再分隔成具有該油-氣混合流截面積幾分之一的若干個(gè)分開的油-氣混合流，并且沿著該生產(chǎn)導(dǎo)管上述入口至出口的方向同時(shí)流經(jīng)上述降低了截面積的通道。
7．一種如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于上述的各分開的通道相互同軸地延伸。
8．一種如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于上述分開的通道相互基本平行延伸。
9．一種如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于上述分開的通道具有沿油-氣混合流流動(dòng)方向變化的幾何構(gòu)形。
10．一種如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于若干分開的通道沿著分開的油-氣流的流動(dòng)的方向改變。
全文摘要
在生產(chǎn)的過(guò)程中，將從一井底至井口的油－氣混合流再分隔成在相互并排配置的若干分開的通道(2，3)中流動(dòng)的若干分開的油－氣流。
文檔編號(hào)E21B43/12GK1238823SQ97180053
公開日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1997年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
發(fā)明者鮑里斯·加內(nèi)林 申請(qǐng)人:商業(yè)技術(shù)公司