用于稠油油田的熱水配注裝置.pdf

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1、(19)中華人民共和國國家知識產權局 (12)發明專利申請 (10)申請公布號 (43)申請公布日 (21)申請號 202010852366.7 (22)申請日 2020.08.21 (71)申請人 中海石油 （中國） 有限公司深圳分公 司 地址 518057 廣東省深圳市南山區后海濱 路 （深圳灣段） 3168號中海油大廈A座 (72)發明人 熊書權鄒信波魏叢達楊光 王海寧李勇鋒李凡劉平 程心平馬喜超黃正詳李彥平 萬年輝吳斯佳 (74)專利代理機構 深圳市瑞方達知識產權事務 所(普通合伙) 44314 代理人 馮小梅 (51)Int.Cl. E21B 43/20(2006.01) E21B 。

2、43/24(2006.01) E21B 43/14(2006.01) (54)發明名稱 一種用于稠油油田的熱水配注裝置 (57)摘要 本發明涉及用于稠油油田的熱水配注裝置， 包括： 伸入井筒中并向地熱水源層延伸設置的第 一輸送管道； 設置于所述井筒中并向所述地熱水 源層延伸設置且套設于所述第一輸送管道外圍 的第二輸送管道； 所述第二輸送管道與所述第一 輸送管道之間形成與所述地熱水源層連通的輸 水通道； 將所述地熱水源層的水源經輸水通道輸 送至第一輸送管道的動力機構； 設置于所述第一 輸送管道中且與所述井筒中的油層連通以向油 層進行配水的配水機構。 該用于稠油油田的熱水 配注裝置無需鍋爐和燃料，。

3、 減少占地空間， 實現 了零排放， 提高了稠油油田采收率和經濟效益， 以及提高熱水配注作業的安全性， 并可實現精細 調控配水。 權利要求書2頁 說明書5頁 附圖3頁 CN 112112612 A 2020.12.22 CN 112112612 A 1.一種用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 包括： 伸入井筒(100)中并向地熱水源層(300)延伸設置的第一輸送管道(11)； 設置于所述井筒(100)中并向所述地熱水源層(300)延伸設置且套設于所述第一輸送 管道(11)外圍的第二輸送管道(12)； 所述第二輸送管道(12)與所述第一輸送管道(11)之間 形成與所述地熱水源層(300)連。

4、通的輸水通道(121)； 將所述地熱水源層(300)的水源經輸水通道(121)輸送至第一輸送管道(11)的動力機 構(13)； 設置于所述第一輸送管道(11)中且與所述井筒(100)中的油層(200)連通以向油層 (200)進行配水的配水機構(16)。 2.根據權利要求1所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述第二輸送管 道(12)的長度小于所述第一輸送管道(11)的長度； 所述第二輸送管道(12)設置于所述第一輸送管道(11)的下部； 所述第一輸送管道(11)的上部設有與所述輸水通道(121)連通的環腔(101)； 所述環腔 (101)位于所述第一輸送管道(11)的外周。 3.。

5、根據權利要求2所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述第二輸送管 道(12)包括與所述地熱水源層(300)連通的第一開口、 以及與所述環腔(101)連通的第二開 口； 所述第二輸送管道(12)靠近所述第二開口的外周套設有將所述環腔(101)與油層 (200)隔離密封的隔離密封結構(18)。 4.根據權利要求3所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述油層(200) 為多層， 多層所述油層(200)沿所述井筒(100)的深度方向依次間隔設置； 所述隔離密封結構(18)為多個， 多個所述隔離密封結構(18)沿所述第二輸送管道(12) 的長度方向間隔設置并將相鄰設置的兩個所。

6、述油層(200)隔離密封。 5.根據權利要求4所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述配水機構 (16)為多個； 多個所述配水機構(16)與多個所述油層(200)一一對應設置。 6.根據權利要求2所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述動力機構 (13)包括安裝于所述環腔(101)中并與地面控制終端(30)連接的電潛泵機組； 所述環腔(101)靠近所述井筒(100)的開口端設有密封機構(17)。 7.根據權利要求6所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述第一輸送管 道(11)上設有與所述電潛泵機組和所述第一輸送管道(11)連通以轉換流體方向的換向接 頭。

7、(14)； 所述第一輸送管道(11)上設有以監測所述第一輸送管道(11)的注水量的流量檢測裝 置(22)。 8.根據權利要求1所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述配水機構 (16)包括與所述油層(200)和所述第一輸送管道(11)連通且可調節注水量的測調工作筒。 9.根據權利要求1所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述第二輸送管 道(12)上套設有將所述油層(200)與所述地熱水源層(300)隔離密封的插入密封結構(20)。 10.根據權利要求3所述的用于稠油油田的熱水配注裝置， 其特征在于， 所述第二輸送 權利要求書 1/2 頁 2 CN 112112612。

8、 A 2 管道(12)靠近所述第二開口處設有與所述環腔(101)連通并對所述第二輸送管道(12)進行 定位的定位結構(19)。 權利要求書 2/2 頁 3 CN 112112612 A 3 一種用于稠油油田的熱水配注裝置 技術領域 0001 本發明涉及石油開發與開采領域， 更具體地說， 涉及一種用于稠油油田的熱水配 注裝置。 背景技術 0002 相關技術中， 稠油油田地下原油粘度較大， 并且對溫度敏感， 隨著溫度升高， 原油 粘度呈指數形式遞減。 因此稠油熱采(包括： 稠油注熱水驅、 注蒸汽驅、 蒸汽吞吐、 多元熱流 體吞吐等)對提高稠油油田采收率和采油速度有顯著作用， 大幅提高稠油油田開發的。

9、經濟 性和時效性。 注熱水開發已被證明能有效降低原油粘度， 提高抽油采收率。 目前熱采工藝在 陸地稠油油田廣泛應用， 海上油田尚處于試驗應用階段， 主要限制因素包括： 海上平臺空間 緊湊， 熱采加熱設備體積較大、 耗能高、 安全風險大， 管理成本高等。 0003 油田在開發過程中， 隨著地下原油逐漸被開采到地面， 地層中油藏壓力會下降。 尤 其是稠油油田， 由于原油粘度高， 在地層中的流動性差， 因此需要進行注水驅動， 尤其是注 熱水， 提高原油在地層中的流動性， 以保障油田的穩產。 現有注熱水技術通常在陸地油田應 用， 擬申請專利技術在海上油田和陸地油田均可適用。 現有技術須在地面安裝水罐1。

10、、 鍋爐 2、 增壓泵3、 控制閥門4、 高壓管線5、 井下安全閥6、 生產封隔器7、 常規單層油管8、 隔離密封 9、 配水器10等設備， 如圖1所示， 將淡水在地面用鍋爐加熱后注入地下吸水層。 但現有海上 平臺很少有空間進行注水罐、 加熱鍋爐等設施的安裝建造， 對鍋爐進行加熱會產生廢氣， 并 增加燃料消耗， 且設置加熱設備和高溫管線容易產生安全風險， 另外， 無法實現精細調控注 水量， 因此需要在井下實現注水設備集成化。 發明內容 0004 本發明要解決的技術問題在于， 提供一種改進的用于稠油油田的熱水配注裝置。 0005 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是： 構造一種用于稠油油田的熱。

11、水配注 裝置， 包括： 0006 伸入井筒中并向地熱水源層延伸設置的第一輸送管道； 0007 設置于所述井筒中并向所述地熱水源層延伸設置且套設于所述第一輸送管道外 圍的第二輸送管道； 所述第二輸送管道與所述第一輸送管道之間形成與所述地熱水源層連 通的輸水通道； 0008 將所述地熱水源層的水源經輸水通道輸送至第一輸送管道的動力機構； 0009 設置于所述第一輸送管道中且與所述井筒中的油層連通以向油層進行配水的配 水機構。 0010 優選地， 所述第二輸送管道的長度小于所述第一輸送管道的長度； 0011 所述第二輸送管道設置于所述第一輸送管道的下部； 0012 所述第一輸送管道的上部設有與所述輸。

12、水通道連通的環腔； 所述環腔位于所述第 一輸送管道的外周。 說明書 1/5 頁 4 CN 112112612 A 4 0013 優選地， 所述第二輸送管道包括與所述地熱水源層連通的第一開口、 以及與所述 環腔連通的第二開口； 0014 所述第二輸送管道靠近所述第二開口的外周套設有將所述環腔與油層隔離密封 的隔離密封結構。 0015 優選地， 所述油層為多層， 多層所述油層沿所述井筒的深度方向依次間隔設置； 0016 所述隔離密封結構為多個， 多個所述隔離密封結構沿所述第二輸送管道的長度方 向間隔設置并將相鄰設置的兩個所述油層隔離密封。 0017 優選地， 所述配水機構為多個； 0018 多個所。

13、述配水機構與多個所述油層一一對應設置。 0019 優選地， 所述動力機構包括安裝于所述環腔中并與地面控制終端連接的電潛泵機 組； 0020 所述環腔靠近所述井筒的開口端設有密封機構。 0021 優選地， 所述第一輸送管道上設有與所述電潛泵機組和所述第一輸送管道連通以 轉換流體方向的換向接頭； 0022 所述第一輸送管道上設有以監測所述第一輸送管道的注水量的流量檢測裝置。 0023 優選地， 所述配水機構包括與所述油層和所述第一輸送管道連通且可調節注水量 的測調工作筒。 0024 優選地， 所述第二輸送管道上套設有將所述油層與所述地熱水源層隔離密封的插 入密封結構。 0025 優選地， 所述第二。

14、輸送管道靠近所述第二開口處設有與所述環腔連通并對所述第 二輸送管道進行定位的定位結構。 0026 實施本發明的用于稠油油田的熱水配注裝置， 具有以下有益效果： 該用于稠油田 的熱水配注裝置通過動力機構將地熱水源層的水源經第二輸送管道與第一輸送管道之間 形成的輸水通道輸送至第一輸送管道， 再通過配水結構將該水源配送至油層中， 該用于稠 油油田的熱水配注裝置無需鍋爐和燃料， 減少占地空間， 實現了零排放， 提高了稠油油田采 收率和經濟效益， 以及提高熱水配注作業的安全性， 并可實現精細調控配水。 附圖說明 0027 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明， 附圖中： 0028 圖1是現有同于稠。

15、油油田的熱水配注裝置的結構示意圖； 0029 圖2是本發明一些實施例中用于稠油油田的熱水配注裝置的結構示意圖； 0030 圖3是圖2所示用于稠油油田的熱水配注裝置的局部結構示意圖。 具體實施方式 0031 為了對本發明的技術特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 現對照附圖詳細說明 本發明的具體實施方式。 0032 圖2及圖3示出了本發明用于稠油田的熱水配注裝置的一些優選實施例。 該用于稠 油田的熱水配注裝置可放置于油井井筒中， 實現將油井深層的高溫地熱水采出并可將地熱 水按設計的水量注入到多個油層中的目的。 旨在降低油層中原油的粘度和流動阻力， 提高 說明書 2/5 頁 5 CN 112112。

16、612 A 5 其在地層中的流動能力提高油田采油速度、 采收率、 總產油量和經濟效益。 該用于稠油油田 的熱水配注裝置無需鍋爐和燃料， 實現了零排放， 減少占地空間， 提高熱水配注作業的安全 性， 并可實現精細調控配水。 該用于稠油田的熱水配注裝置不僅可在海上油田使用， 陸地油 田同樣適用。 0033 如圖2所示， 在一些實施例中， 井筒100可沿垂直底面方向設置， 其可為柱狀結構。 該油層200可與該井筒100連通， 在一些實施例中， 該油層200可以為多層， 多層油層200可沿 該井筒100的深度方向依次間隔設置。 當然， 可以理解地， 在其他一些實施例中， 該油層200 也可以為一層。 。

17、0034 如圖2及圖3所示， 所示， 該用于稠油田的熱水配注裝置可包括第一輸送管道11、 第 二輸送管道12、 動力機構13、 以及配水機構16。 該第一輸送管道11可伸入井筒100中， 并可向 地熱水源層300延伸設置， 且可通過該配水機構16與井筒100中的油層200連通， 以便于向油 層200注入熱水。 該第二輸送管道12可設置于該井筒100中并可向該地熱水源層300延伸設 置， 且可套設于該第一輸送管道11外圍， 該第二輸送管道12與該第一輸送管道11之間可形 成輸水通道121， 該輸水通道121可延伸至地熱水源層300并可與該地熱水源層連通， 可用于 將該地熱水源層300的水源輸送至。

18、該第一輸送管道11中。 該動力機構13可設置于該井筒100 的上部， 并可與該輸水通道121和第一輸送管道11連通， 該動力機構13可用于將地熱水源層 300的水源經輸水通道121輸送至該第一輸送管道11中。 該配水機構16可設置于該第一輸送 管道11中， 可用于將第一輸送管道11中的熱水配送至油層200。 在一些實施例中， 配水機構 16可以為多個， 該多個配水機構16可與該多個油層200一一對應設置。 通過在每個油層200 設置一配水機構16可實現精細調控熱水配注。 不同物性的油層所需注水量不同， 可以根據 油層200注水量需求逐層獨立進行無級、 精細調節。 0035 進一步地， 在一些實。

19、施例中， 該第一輸送管道11可呈圓柱狀， 其可沿該井筒100的 縱向設置。 該第一輸送管道11可以為一端具有開口的中空結構， 其開口可開設于該第一輸 送管道11的上部以便于與動力機構13連通。 當然， 可以理解地， 在其他一些實施例中， 該第 一輸送管道11也可以為兩端具有開口的中空結構。 在一些實施例中， 該第一輸送管道11的 上部可設置環腔101， 該環腔101可位于該第一輸送管道11的外周， 且可與該輸水通道121連 通， 其可用于連通該輸水通道121和該動力機構13。 0036 進一步地， 在一些實施例中， 該第二輸送管道12可呈圓柱狀， 該第二輸送管道的橫 截面尺寸可大于該第一輸送管。

20、道11的橫截面尺寸。 該第二輸送管道12的內徑可大于該第一 輸送管道11的外徑， 其與該第一輸送管道11之間的間隔可形成輸水通道121。 在一些實施例 中， 該第二輸送管道12的長度可小于該第一輸送管道11的長度， 其可設置于該第一輸送管 道11的下部。 該第二輸送管道12可以為兩端貫通的中空結構。 該第二輸送管道12可包括第 一開口以及第二開口。 該第一開口可與該地熱水源層300連通， 該第二開口可與該環腔101 連通。 地熱水源層300的熱水可進該第一開口進入該輸水通道121中， 再通過該第二開口輸 出至環腔101中。 0037 進一步地， 在一些實施例中， 該動力機構13可包括電潛泵機組。

21、。 該電潛泵機組可安 裝于該環腔101中并可與該地面控制終端30連接， 具體地， 其可通過地面電纜40與該地面控 制終端30連接， 其可用于將地熱水源層300的熱水泵經該輸水通道121泵至第一輸送管道11 中。 說明書 3/5 頁 6 CN 112112612 A 6 0038 進一步地， 在一些實施例中， 該第一輸送管道11上可設置換向接頭14。 該換向接頭 14可連通該電潛泵機組和該第一輸送管道11， 其可用于轉換流體方向， 使得流體從由下至 上流動轉換為從上之下流動。 在一些實施例中， 該換向接頭14可以為Y-TOOL接頭。 使用時， 地熱水可經該電潛泵機組加壓， 再經該換向接頭14轉向。

22、后向下流入該第一輸送管道11中， 并通過該配水機構16配水至各個油層200。 0039 進一步地， 在一些實施例中， 該換向接頭14上還可設置坐落接頭15， 該坐落接頭15 連接安裝該第一輸送管道11， 并且可防止異物或者工具從該換向接頭14掉入該第一輸送管 道11中。 可以理解地， 在其他一些實施例中， 該坐落接頭15可以省去。 0040 進一步地， 在一些實施例中， 該配水機構16可為多個， 該多個配水機構16可沿該第 一輸送管道11的縱向間隔設置， 且每一配水機構16可與一層油層200連通， 從而可便于實現 對該油層200進行精細調控配水。 在一些實施例中， 該配水機構16可以為測調工作。

23、筒， 該測 調工作筒可以為橋式結構， 其可連通該第一輸送管道11以及油層200， 并且可以通過下入電 纜扳手測調出水量， 實現分層獨立調節注水量。 該測調工作筒可以與地面控制終端30連接， 可由該地面控制終端30進行控制。 可以理解地， 在其他一些實施例中， 該配水機構16可不限 于測調工作筒。 0041 進一步地， 在一些實施例中， 該環腔101靠近該井筒100的開口端可設置密封機構 17。 該密封機構17可設置于該電潛泵機組的上方， 且位于該坐落接頭15的上方， 其可為電潛 泵封隔器。 0042 進一步地， 在一些實施例中， 該第二輸送管道12靠近該第二開口的外周套設有隔 離密封結構18，。

24、 該隔離密封結構18可用于將環腔101與油層200隔離密封， 并可將相鄰設置 的兩個油層200進行隔離密封。 在一些實施例中， 該隔離密封結構18可以為多個， 其中一個 可設置于該第二輸送管道12的第二開口， 其余隔離密封結構18可沿該第二輸送管道12的長 度方向間隔設置并可將相鄰設置的兩個油層200隔離密封。 在一些實施例中， 該隔離密封結 構18可以為環狀結構。 0043 進一步地， 在一些實施例中， 該第二輸送管道12靠近該第二開口處可設置定位結 構19， 該定位結構19可為雙環狀結構， 其可套設于該第一輸送管道11的外圍， 且其上設有與 該第二輸送管道12的第二開口和該環腔101連通的。

25、環形通道， 該定位結構19可用于供該第 二輸送管道12的定位安裝。 0044 進一步地， 在一些實施例中， 該第二輸送管道12上可套設插入密封結構20。 該插入 密封結構20可為環狀結構， 其可套設于該第二輸送管道12靠近該第一開口的一段上， 其可 用于將油層200與該地熱水源層300隔離密封。 該插入密封結構20可以為兩個， 該兩個插入 密封結構20可沿該第二輸送管道12的縱向間隔設置。 當然， 可以理解地， 在其他一些實施例 中， 該插入密封結構20可不限于兩個， 其可以為一個或者多個。 0045 進一步地， 在一些實施例中， 該用于稠油油田的熱水配注裝置還可包括井下安全 閥21， 該井下。

26、安全閥21可設置于該密封機構17與地面之間， 并可套設于與該第一輸送管道 11連接的管段上， 其可用于保證該第一輸送管道11的安全， 防止熱水從該第一輸送管道11 溢出地面。 0046 進一步地， 在一些實施例中， 該第一輸送管道11上還可設置流量檢測裝置22， 該流 量檢測裝置22可以為實時流量計， 其可位于該第一輸送管道11油層200的上方， 靠近該電潛 說明書 4/5 頁 7 CN 112112612 A 7 泵機組的泵頭設置， 當然， 其也可以設置在該第一輸送管道11與該換向接頭14連接的支管 上。 該流量檢測裝置可用于實時監測該第一輸送管道11的注水量。 該流量檢測裝置22可與 地面。

27、控制終端30連接， 可將監測數據反饋給地面控制終端30。 0047 該用于稠油油田的熱水配注裝置具有以下優點： 0048 1、“零” 能耗， 綠色低碳環保， 使用地熱水進行稠油水驅， 無需用鍋爐加熱； 0049 2、“零” 風險， 無地面加熱設備和高溫管線， 防爆等級高； 0050 3、“立體水驅” ， 可對多個油層同時注水驅動， 實現油層立體開發； 0051 4、“精細調控” ， 不同物性的油層所需注水量不同， 可以根據油層注水量需求逐層 獨立進行無級、 精細調節。 0052 可以理解的， 以上實施例僅表達了本發明的優選實施方式， 其描述較為具體和詳 細， 但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制； 應當指出的是， 對于本領域的普通技 術人員來說， 在不脫離本發明構思的前提下， 可以對上述技術特點進行自由組合， 還可以做 出若干變形和改進， 這些都屬于本發明的保護范圍； 因此， 凡跟本發明權利要求范圍所做的 等同變換與修飾， 均應屬于本發明權利要求的涵蓋范圍。 說明書 5/5 頁 8 CN 112112612 A 8 圖1 說明書附圖 1/3 頁 9 CN 112112612 A 9 圖2 說明書附圖 2/3 頁 10 CN 112112612 A 10 圖3 說明書附圖 3/3 頁 11 CN 112112612 A 11 。