本發(fā)明屬于油田采油氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合高含氣采油井的采油生產(chǎn)管柱。

背景技術(shù)：

以氣體作為主要驅(qū)油介質(zhì)的采油方法統(tǒng)稱為氣驅(qū)。按照驅(qū)替介質(zhì)來分，氣驅(qū)主要有N₂驅(qū)、CO₂驅(qū)、空氣驅(qū)、煙道氣驅(qū)、輕烴氣驅(qū)幾種類型。理論研究和國內(nèi)外油田礦場實踐表明，注氣驅(qū)油是一種有效的提高采收率的方式。目前注氣驅(qū)已成為提高采收率方法中非常重要的一種技術(shù)手段。

油田注氣驅(qū)后，地層原油粘度降低，流動性能變強(qiáng)，但也同樣也會使得原油中含氣量增加，在采油過程中，氣體與原油混出，造成油井舉升效率下降。尤其是在低液量采油井上，當(dāng)?shù)貙釉椭袣怏w含量過高時，會出現(xiàn)產(chǎn)氣量大于產(chǎn)油量的現(xiàn)象，這時舉升管柱中的抽油泵會發(fā)生氣鎖，無法工作，地層原油無法舉升至地面，油井產(chǎn)量急劇下降，也就失去了氣驅(qū)采油提高產(chǎn)量的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決高含氣采油井存在舉升管柱中的抽油泵發(fā)生氣鎖，無法工作，導(dǎo)致地層原油無法舉升至地面的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種采油生產(chǎn)管柱，包括采油樹下方的自噴采油井口，所述自噴采油井口的套管三通上接有多根毛細(xì)鋼管，所有的毛細(xì)鋼管均向下伸入至油管和套管之間的環(huán)形空間內(nèi)，毛細(xì)鋼管一側(cè)的外壁與油管外壁貼合，所述油管由多根油管短節(jié)組成，相鄰的油管短節(jié)之間安裝有起泡裝置，毛細(xì)鋼管的末端固定在最下端的起泡裝置上，油管的下端連接有花管，花管靠近最下端的起泡裝置；

所述自噴采油井口還安裝有柱塞泵。

所述起泡裝置上開設(shè)有上進(jìn)液孔和下進(jìn)液孔，上進(jìn)液孔和下進(jìn)液孔均靠近油管內(nèi)壁。

所述起泡裝置由殼體，以及殼體內(nèi)的螺旋狀攪拌器和存儲式鋰電池組成，螺旋狀攪拌器與存儲式鋰電池電連接。

所述上進(jìn)液孔和下進(jìn)液孔處均安裝有球形單流閥。

所述毛細(xì)鋼管通過方卡子固定于油管外壁。

所述毛細(xì)鋼管采用不銹鋼304制成，內(nèi)徑為4～10mm。

所述起泡裝置的外徑與油管外徑一致，兩者通過絲扣連接。

一種采油管柱的應(yīng)用方法，包括如下步驟：

步驟一，預(yù)制采油管柱，并下入井內(nèi)；

步驟二，打開柱塞泵，將起泡劑泵入毛細(xì)鋼管內(nèi)，一部分起泡劑隨上進(jìn)液孔和下進(jìn)液孔流至起泡裝置內(nèi)，另外一部分起泡劑沿毛細(xì)鋼管直接流至油套環(huán)空內(nèi)，并與井底的原油形成混合液，混合液經(jīng)花管進(jìn)入最底端的起泡裝置內(nèi)，起泡裝置對混合液進(jìn)行攪拌起泡，起泡后的液體在井內(nèi)伴生氣的作用下沿油管被舉升至自噴采油井口。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的提供的這種高氣液比采油井采油生產(chǎn)管柱，通過在油管上增加起泡裝置，使起泡劑產(chǎn)生大量的泡沫攜帶井底原油，在井筒內(nèi)地層氣體的舉升作用下，沿井筒向上舉升至地面。該管柱充分利用地層內(nèi)氣體的自然能量，實現(xiàn)了對井底原油的舉升，避免了常規(guī)抽油機(jī)有桿泵采油過程中，抽油泵受地層中氣體影響導(dǎo)致的泵效低和不出液的問題。同時該采油管柱可取消抽油機(jī)和抽油泵等裝置，降低了投資成本，也為采油井舉升提供了一種新的方式。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是井深較淺的高含氣采油井采油生產(chǎn)管柱示意圖。

圖2是井深較深的高含氣采油井采油生產(chǎn)管柱示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、花管；2、油管；3、套管；4、毛細(xì)鋼管；5、起泡裝置；6、自噴采油井口；7、柱塞泵；8、上進(jìn)液孔；9、下進(jìn)液孔。

具體實施方式

實施例1：

為了解決高含氣采油井存在舉升管柱中的抽油泵發(fā)生氣鎖，無法工作，導(dǎo)致地層原油無法舉升至地面的問題，本實施例提供了一種采油生產(chǎn)管柱，包括采油樹下方的自噴采油井口6，所述自噴采油井口6的套管三通上接有多根毛細(xì)鋼管4，所有的毛細(xì)鋼管4均向下伸入至油管2和套管3之間的環(huán)形空間內(nèi)，毛細(xì)鋼管4一側(cè)的外壁與油管2外壁貼合，所述油管2由多根油管短節(jié)組成，相鄰的油管短節(jié)之間安裝有起泡裝置5，毛細(xì)鋼管4的末端固定在最下端的起泡裝置5上，油管2的下端連接有花管2，花管2靠近最下端的起泡裝置5；所述自噴采油井口6還安裝有柱塞泵7。

采油生產(chǎn)管柱的工作過程是：

在淺井上，由于舉升高度較低，本實施例提供了如圖1所示的采油生產(chǎn)管柱，包括花管1、油管2、套管3、毛細(xì)鋼管4、起泡裝置5、自噴采油井口6、和柱塞泵7。兩根毛細(xì)鋼管4均下至底端的起泡裝置5的下方，起泡劑流沿著毛細(xì)鋼管流至油管2和套管3之間的環(huán)形空間內(nèi)，與油管2和套管3之間的環(huán)形空間中的原油形成混合流體，然后流經(jīng)花管1到達(dá)底部的起泡裝置處。采用柱塞泵7來實現(xiàn)對毛細(xì)鋼管4持續(xù)注入起泡劑，在下端的起泡裝置中未發(fā)生起泡完全作用的起泡劑可在上端起泡裝置中進(jìn)行二次攪拌起泡，保證有足量泡沫對原油的攜帶，從而確保舉升效果。

采油生產(chǎn)管柱的工作原理是：

運(yùn)用氣泡和井筒內(nèi)伴生氣的共同推舉作用力來實現(xiàn)，主要是通過毛細(xì)鋼管4向起泡裝置5中注入起泡劑，起泡劑在起泡裝置5的作用下中產(chǎn)生大量氣泡，通過大量氣泡攜帶井筒內(nèi)原油，通過起泡攜和伴生氣共同的推舉作用使得井筒內(nèi)原油向上運(yùn)行至采油井口。當(dāng)泡沫和伴生氣將助推原油舉升至地面后，在地面出油管線處加注消泡劑消除原油中的泡沫，原油即可進(jìn)入地面輸油管線。

本發(fā)明的提供的這種高氣液比采油井采油生產(chǎn)管柱，通過在油管上增加起泡裝置，使起泡劑產(chǎn)生大量的泡沫攜帶井底原油，在井筒內(nèi)地層氣體的舉升作用下，沿井筒向上舉升至地面。該管柱充分利用地層內(nèi)氣體的自然能量，實現(xiàn)了對井底原油的舉升，避免了常規(guī)抽油機(jī)有桿泵采油過程中，抽油泵受地層中氣體影響導(dǎo)致的泵效低和不出液的問題。同時該采油管柱可取消抽油機(jī)和抽油泵等裝置，降低了投資成本，也為采油井舉升提供了一種新的方式。

實施例2：

在實施例1的基礎(chǔ)上，所述起泡裝置5上開設(shè)有上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9，上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9均靠近油管2內(nèi)壁。

在深井上，由于舉升高度較高，需安裝多個起泡裝置，且在舉升過程中需補(bǔ)充起泡劑，本實施例提供了如圖2所示的采油生產(chǎn)管柱，柱塞泵7持續(xù)對毛細(xì)鋼管4進(jìn)行加注起泡劑，起泡劑沿著毛細(xì)鋼管4逐漸向下流動，一部分起泡劑隨上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9流至起泡裝置5；一部分起泡劑沿毛細(xì)鋼管4直接流至油管2與套管3之間的環(huán)形空間中，與井底的原油形成混合液。

混合有起泡劑的原油經(jīng)花管1由油套環(huán)空進(jìn)入最下端的起泡裝置5處，攪拌器啟動，起泡劑產(chǎn)生大量的起泡，攜帶原油在地層伴生氣的作用下沿油管向上舉升。泡沫攜帶原油在油管內(nèi)伴生氣的作用下沿油管向上舉升，當(dāng)舉升至另外一個起泡裝置5時，起泡裝置5中加注的起泡劑與攜帶上來的原油繼續(xù)混合，起泡劑在起泡裝置中產(chǎn)生更多的泡沫，在伴生氣的作用下攜帶原油繼續(xù)向上舉升。當(dāng)原油每經(jīng)過一個起泡裝置5時，起泡裝置5均會對流經(jīng)的原油進(jìn)行攪拌，從而使得每段具有足量的泡沫攜帶原油，實現(xiàn)對原油的助推舉升作用，直至流至自噴采油井口6。

需要說明的是，起泡裝置5上的上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9可用于補(bǔ)充起泡劑。所述起泡劑以多種表面活性劑和輔助劑制成的一種復(fù)合型發(fā)泡劑，在高溫地層中（>90℃）也具有較強(qiáng)的起泡能力，有泡沫穩(wěn)定性好，攜液量大，攜砂能力強(qiáng)，抗油、抗鹽的優(yōu)點。

實施例3：

在實施例2的基礎(chǔ)上，所述起泡裝置5由殼體，以及殼體內(nèi)的螺旋狀攪拌器和存儲式鋰電池組成，螺旋狀攪拌器與存儲式鋰電池電連接。

起泡裝置5的鋼級和外徑均與油管2相同，長度為10米，通過絲扣實現(xiàn)與油管2的連接。起泡裝置5內(nèi)部有螺旋狀攪拌器，由存儲式鋰電池提供攪拌器驅(qū)動力，當(dāng)含有起泡劑的流體流過起泡裝置5時，攪拌器感應(yīng)到液體流動時就自動啟動，使液態(tài)的起泡劑迅速變成大量泡沫，泡沫攜帶井筒內(nèi)原油，助推井筒內(nèi)流體演油管上行至自噴采油井口。

起泡裝置5具體的下井?dāng)?shù)量和位置可根據(jù)油井的井深、產(chǎn)液量、氣液比大小進(jìn)行設(shè)計；通常情況下，對于較淺的井起泡裝置下入數(shù)量較少，井深的井下入數(shù)量會有所增加。

實施例4：

在實施例2的基礎(chǔ)上，所述上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9處均安裝有球形單流閥。油管壁上的毛細(xì)鋼管4分別在起泡裝置5的上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9孔處安裝有特制的三通連接，實現(xiàn)進(jìn)液孔以及進(jìn)液孔上下段的毛細(xì)鋼管4的連接，保證起泡劑能夠流入需要補(bǔ)充起泡劑的起泡裝置5中的同時也能順利的流至油管2和套管3的環(huán)形空間中。進(jìn)液孔處有球形單流閥控制液體流向，使得起泡劑能順利流入起泡裝置處，而起泡裝置內(nèi)流體不會返出至油套環(huán)空，從而保證在每個起泡裝置處均有足量的起泡劑能夠產(chǎn)生泡沫攜帶原油助推舉升至地面。

實施例5：

在實施例1的基礎(chǔ)上，所述毛細(xì)鋼管4采用不銹鋼304制成，內(nèi)徑為4～10mm。所述起泡裝置5的外徑與油管2外徑一致，兩者通過絲扣連接。

毛細(xì)鋼管4選用的是不銹鋼304毛細(xì)管，內(nèi)徑4-10mm，具有較好的柔軟性，且耐腐蝕、耐高溫、耐偏磨。毛細(xì)鋼管4共有兩組，均位于油套環(huán)空中，通過采用方卡子固定于油管2外壁上，且毛細(xì)鋼管4的下入深度與最底端起泡裝置5的深度一致。毛細(xì)鋼管4首端固定在自噴采油井口6的套管三通上，外接小型柱塞泵7對毛細(xì)鋼管4中加注起泡劑；末端固定在下入最深的起泡裝置5上。毛細(xì)鋼管在部分起泡裝置進(jìn)液孔的位置均安裝有球形單流閥，通過球形單流閥來控制毛細(xì)鋼管中起泡劑的流向（流至當(dāng)前起泡裝置或沿著管壁繼續(xù)向下流動），從而保證起泡裝置部位均有足量的起泡劑。

實施例6：

一種采油管柱的應(yīng)用方法，包括如下步驟：

步驟一，預(yù)制采油管柱，并下入井內(nèi)；

步驟二，打開柱塞泵7，將起泡劑泵入毛細(xì)鋼管4內(nèi)，一部分起泡劑隨上進(jìn)液孔8和下進(jìn)液孔9流至起泡裝置5內(nèi)，另外一部分起泡劑沿毛細(xì)鋼管4直接流至油套環(huán)空內(nèi)，并與井底的原油形成混合液，混合液經(jīng)花管2進(jìn)入最底端的起泡裝置5內(nèi)，起泡裝置5對混合液進(jìn)行攪拌起泡，起泡后的液體在井內(nèi)伴生氣的作用下沿油管2被舉升至自噴采油井口6。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。