CN107956459B - 一种泡沫注入装置及其使用方法和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫注入装置及其使用方法和安装方法，属于石油工业泡沫驱领域。所述装置包括：油管、位于油管内部的进气管、油管内壁与进气管间形成的环形空间、与油管连通的进液口、连接在进气管下部的泡沫发生器以及连接在泡沫发生器下部的接箍。所述使用方法包括：将空气注入进气管，将起泡剂液体注入环形空间。所述安装方法包括：将泡沫发生器和接箍依次连接到进气管上，并将进气管及其连接件下入油管中。本发明通过将空气与起泡剂分为两个不同的通道注入，解决了泡沫分布不均匀、对油管管柱有严重气蚀的问题，提高了原油采收率。

Description

一种泡沫注入装置及其使用方法和安装方法

技术领域

本发明涉及石油工业泡沫驱领域，特别涉及一种泡沫注入装置及其使用方法和安装方法。

背景技术

石油工业泡沫驱及泡沫堵调，是利用泡沫独特的流变性和低密度，实现有效驱油和调控大孔道，从而提高单井和整个油藏的产油量及采收率，是改善油藏开发效果、提高高含水油藏原油采收率的技术手段之一。因此，如何能更好的将泡沫注入地层是实现泡沫驱效果的重要前提。

现有技术中的泡沫注入装置主要为气密性油管，而泡沫注入工艺主要有两种：一种是空气、起泡剂各自由动力设备通过独立单流阀汇聚在泡沫发生器后，将产生的泡沫通过气密性油管直接注入地层。另一种是空气和起泡剂溶液通过气密性油管交替注入地层，在地层混合起泡。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

生成的泡沫不均匀，可控性差，并且产生的泡沫需要通过气密性油管注入地层，对油管管柱有严重气蚀；而且注入管柱要选用价格昂贵的气密封油管，增加了施工成本。

发明内容

为了解决现有技术泡沫分布不均匀、对油管管柱有严重气蚀的问题，本发明实施例提供了一种泡沫注入装置及其适用方法和安装方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种泡沫注入装置，所述装置包括：油管、位于油管内部的进气管、油管内壁与进气管间形成的环形空间、与油管连通的进液口、连接在进气管下部的泡沫发生器以及连接在泡沫发生器下部的接箍；

所述泡沫发生器包括位于两端的进口和出口以及位于所述泡沫发生器壁上的进液孔；

所述接箍为内部中空的环状物，其外径与所述油管内径相配合，其内径与所述泡沫发生器外径相配合；

所述泡沫发生器的进口与所述进气管连通，所述泡沫发生器的出口与所述接箍连通；

所述进液孔轴向均匀分布在泡沫发生器壁上，其数量为两个以上。

优选地，所述进液口为连接到油管上的T形三通接头形成的进口。

优选地，所述进气管为连续油管。

优选地，所述进气管为无接头钢管。

优选地，所述泡沫注入装置还包括进气管注入头。

优选地，所述进气管注入头为连续油管注入头。

优选地，所述进气管与所述泡沫发生器通过工具连接器连接。

优选地，所述泡沫发生器的长度为0.8-1.2m。

优选地，所述泡沫发生器壁上的进液孔孔径为1-3cm。

优选地，所述泡沫发生器与所述接箍通过螺纹连接。

优选地，所述油管下部连接喇叭口。

优选地，所述接箍中有密封圈和位于密封圈下部的密封圈凹槽。

第二方面，提供了一种上述所述的泡沫注入装置的使用方法，所述方法包括：将空气注入进气管，将起泡剂液体通过位于油管上的进液口注入油管与进气管间形成的环形空间。所述注入空气的流量大于注入起泡剂液体的流量。

优选地，所述注入空气的压力小于注入起泡剂液体的压力。

优选地，所述空气通过空气压缩机注入进气管。

优选地，所述起泡剂为表面活性剂。

第三方面，提供了一种上述所述的泡沫注入装置的安装方法，所述方法包括：先将油管降低至预定地层，然后将T形高压三通接头以及进气管注入头连接到井口四通上；然后将空气压缩机连接到进气管接头处；然后将泡沫发生器和接箍依次连接到进气管上，并将进气管及其连接件降低进入油管中。

优选地，在将油管降低至预定地层之前，举升取出原井管柱，对油管进行试压检验。

优选地，将油管降低至其喇叭口距离预定地层最上部2-5米处。

优选地，在将T形高压三通接头连接到井口四通上之后，对T形高压三通接头的进液口进行试压，以不刺不漏为合格。

优选地，将进气管降低进入油管中使接箍降低至油管喇叭口上5米处。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用油管和位于油管内部的进气管将空气与起泡剂液体分为两个不同的通道注入，使得泡沫不受管柱剪切作用的影响，提高了注入泡沫的性能；同时，起泡剂液体通过泡沫发生器上均匀分布的孔隙进入泡沫起泡器中，使得其与空气产生的泡沫均匀，从而提高原油采收率；并且，泡沫在泡沫发生器中产生，减少了泡沫对油管管柱的气蚀作用；本发明采用的进气管是无接头钢管，可以保证气体在井筒内中不会泄露，提高了施工安全；本发明采用的是普通油管，减少了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的泡沫注入装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的泡沫注入装置中泡沫发生器的结构示意图。

其中，对附图中的各标号说明如下：

1、进气管；2、进气管注入头；3、T形高压三通接头；31、进液口；4、井口四通；5、套管；6、油管；7、工具连接器；8、泡沫发生器；81、进口；82、进液孔；83、出口；9、接箍；10、喇叭口；X、环形空间。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，图1是本发明实施例提供的泡沫注入装置结构示意图。其包括：油管6、位于油管内部的进气管1、油管6内壁与进气管1间形成的环形空间X、与油管连通的进液口31、连接在进气管1下部的泡沫发生器8以及连接在泡沫发生器8下部的接箍9；其中，所述泡沫发生器8包括位于两端的进口81和出口83以及位于所述泡沫发生器8壁上的进液孔82；其中，接箍9为内部中空的环状物，其外径与所述油管6内径相配合，其内径与所述泡沫发生器8外径相配合；其中，所述泡沫发生器8的进口81与所述进气管1连通，所述泡沫发生器8的出口83与所述接箍9连通。

本发明实施例通过将空气注入位于油管内部的进气管1，空气顺着进气管1进入泡沫发生器8，将起泡剂液体通过位于油管上的进液口31注入油管6内壁与进气管1间形成的环形空间X，然后起泡剂液体通过泡沫发生器8壁上的进液孔82进入泡沫发生器8，空气经过泡沫发生器8时与进入泡沫发生器8的起泡剂液体接触，注入空气的流量大于注入起泡剂液体的流量，空气的流动力使其与起泡剂液体在泡沫发生器中产生泡沫，在随后进入的空气的推动作用下，生成的泡沫进入与泡沫发生器相连通的接箍9，再经过油管6下部的喇叭口10而注入井内。从而实现了将空气与起泡器液体分为两个不同的通道注入，使得泡沫不受管柱剪切作用的影响，提高了注入泡沫的性能；并且使得泡沫在泡沫发生器中产生，减少了泡沫对油管管柱的气蚀作用。

本领域技术人员可以理解的是，需要满足油管6的内径大于进气管1的外径才能形成上文所述实施例中的环形空间X，相应的，也需要满足油管6的内径大于泡沫发生器8的外径。此为本领域的公知常识，本发明实施例在此不作详细阐述。

在上文所述的实施例中，所述空气通过空气压缩机注入进气管1，并且所述注入空气的压力小于注入起泡剂液体的压力。使得起泡剂液体对泡沫发生器8壁的压力大于空气对泡沫发生器8壁的压力，从而起泡剂液体可以通过泡沫发生器8上的进液孔82进入泡沫发生器8，而空气不容易通过该孔而流出泡沫发生器8，进而使得空气与起泡剂液体在泡沫发生器8中产生泡沫。

所述起泡剂为表面活性剂，优选为十二烷基苯磺酸钠，起泡剂浓度优选为其质量百分比为0.3-1.0％，此浓度下的发泡体积为原溶液体积的5.0-5.3倍，泡沫半衰期为75-90min。

在上文所述的实施例中，泡沫注入装置还包括进气管注入头2，进气管注入头2通过法兰连接到井口四通4上，从而使得进气管1及其连接件可以通过进气管注入头2而降低进入到井内。所述进液口31为连接到油管6上的T形三通接头形成的进口，通过法兰将其连接到井口四通4上，使得起泡剂液体通过进液口31注入油筒。

所述进气管1优选为连续油管，更优选为无接头钢管，可以保证气体在井筒内中不会泄露，提高了施工安全。

所述进气管1与所述泡沫发生器8可通过工具连接器7连接。本发明实施例不对工具连接器7作出具体限定，例如，进气管1与泡沫发生器8可以通过法兰连接，也可以通过丝扣连接。

所述泡沫发生器8与所述接箍9可通过螺纹连接，所述接箍9为内部中空的环状物，其外径与所述油管6内径相配合，其内径与所述泡沫发生器8外径相配合，并且所述接箍9中有密封圈和位于密封圈下部的密封圈凹槽，可以将起泡剂液体隔离在环形空间X中，保证起泡剂液体不会通过接箍9而流进井内，从而使得起泡剂液体只能通过泡沫发生器8与空气形成泡沫之后才能进入接箍9再进入井内。

在上文所述的实施例中，所述泡沫发生器8的长度优选为0.8-1.2m，但本发明实施例不对泡沫发生器8的长度作出具体限定，但如果其长度过长，泡沫在移动过程中会更多的受到来自泡沫发生器8管壁的阻力。

在上文所述的实施例中，所述进液孔82轴向均匀分布在泡沫发生器8壁上，其数量为两个以上，使得泡沫的产生更均匀。如图2所示，图2为本发明实施例提供的泡沫注入装置中泡沫发生器的结构示意图，本发明实施例以泡沫发生器8壁上轴向、径向都均匀布满进液孔82为例，并且所述泡沫发生器8壁上的进液孔82孔径为1-3cm。但本发明实施例不对孔的数量、形状、排列作出任何具体限定。

对本发明实施例进行安装以及实际应用：

某井组共有油井6口，注水井1口，该井组采出液含水率95.4％，日产油4.53t，水淹严重，产层油藏采收率为15.6％。分析认为该井组还有较大剩余开采潜力，对该注水井进行气体泡沫堵调施工。

举升取出原井管柱，将试压合格的油管6从套管5中降低至预定地层，油管6下部为喇叭口10，喇叭口10距该层最上部5m处。

通过法兰将T形高压三通接头3和进气管注入头2连接到井口四通4上；对T形高压三通接头3的进液口31进行试压，以不刺不漏为合格；将空气压缩机连接在进气管1接头处；将泡沫发生器8通过螺纹旋进接箍9中，通过工具连接器7将泡沫发生器8连接在进气管1上，并用注入车将其进气管1及其连接件降低进入油管中，使接箍9下至油管喇叭口10上5米处。

将现场配置的质量百分比为0.5％的十二烷基苯磺酸钠溶液从进液口31注入，空气从进气管1中注入，通过空气压缩机之前的空气体积流量为4×10⁴m³/d，起泡剂注入进液口的体积流量为40m³/d。

泡沫调驱施工累计注入空气326593m³、起泡剂3592m³。措施实施半年后，该井组采出液的含水率为68.2％，含水率下降27.2％；日产油12.52t，提高了原油采收率。

综上，本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用油管和位于油管内部的进气管将空气与起泡剂液体分为两个不同的通道注入，使得泡沫不受管柱剪切作用的影响，提高了注入泡沫的性能；同时，起泡剂液体通过泡沫发生器上均匀分布的孔隙进入泡沫起泡器中，使得其与空气产生的泡沫均匀，从而提高原油采收率；并且，泡沫在泡沫发生器中产生，减少了泡沫对油管管柱的气蚀作用；本发明采用的进气管是无接头钢管，可以保证气体在井筒内中不会泄露，提高了施工安全；本发明采用的是普通油管，减少了施工成本。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种泡沫注入装置，其特征在于，所述装置包括：油管(6)、位于油管内部的进气管(1)、油管(6)内壁与进气管(1)间形成的环形空间(X)、与油管连通的进液口(31)、连接在进气管(1)下部的泡沫发生器(8)以及连接在泡沫发生器(8)下部的接箍(9)；

所述泡沫发生器(8)包括位于两端的进口(81)和出口(83)以及位于所述泡沫发生器(8)壁上的进液孔(82)；

所述接箍(9)为内部中空的环状物，其外径与所述油管(6)内径相配合，其内径与所述泡沫发生器(8)外径相配合；

所述泡沫发生器(8)的进口(81)与所述进气管(1)连通，所述泡沫发生器(8)的出口(83)与所述接箍(9)连通，其中，所述泡沫发生器(8)与所述接箍(9)通过螺纹连接，所述接箍(9)中有密封圈和位于所述接箍(9)下部的密封圈凹槽，所述油管(6)下部连接喇叭口(10)，所述接箍(9)位于所述喇叭口(10)上方；

所述进液孔(82)轴向均匀分布在泡沫发生器(8)壁上，其数量为两个以上；

所述泡沫注入装置被配置为所述进气管(1)中注入空气的流量大于所述油管(6)中注入起泡剂液体的流量；所述进气管(1)中注入空气的压力小于所述油管(6)中注入起泡剂液体的压力。

2.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述进液口(31)为连接到油管(6)上的T形高压三通接头形成的进口。

3.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述进气管(1)为连续油管。

4.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述进气管(1)为无接头钢管。

5.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，其还包括进气管注入头(2)。

6.根据权利要求5所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述进气管注入头(2)为连续油管注入头。

7.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述进气管(1)与所述泡沫发生器(8)通过工具连接器(7)连接。

8.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述泡沫发生器(8)的长度为0.8-1.2m。

9.根据权利要求1所述的泡沫注入装置，其特征在于，所述泡沫发生器(8)壁上的进液孔(82)孔径为1-3cm。

10.一种权利要求1-9任一项所述的泡沫注入装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：将空气注入进气管(1)，将起泡剂液体通过位于油管上的进液口(31)注入油管(6)与进气管(1)间形成的环形空间(X)；所述进气管(1)中注入空气的流量大于所述油管(6)中注入起泡剂液体的流量；所述进气管(1)中注入空气的压力小于所述油管(6)中注入起泡剂液体的压力。

11.根据权利要求10所述的使用方法，其特征在于，所述空气通过空气压缩机注入进气管(1)。

12.根据权利要求10所述的使用方法，其特征在于，所述起泡剂为表面活性剂。

13.一种权利要求1-9任一项所述的泡沫注入装置的安装方法，其特征在于，所述方法包括：先将油管(6)降低至预定地层，然后将T形高压三通接头(3)以及进气管注入头(2)连接到井口四通(4)上；然后将空气压缩机连接到进气管(1)接头处；然后将泡沫发生器(8)和接箍(9)依次连接到进气管(1)上，并将进气管(1)及其连接件降低进入油管(6)中。

14.根据权利要求13所述的安装方法，其特征在于，在将油管(6)降低至预定地层之前，举升取出原井管柱，对油管(6)进行试压检验。

15.根据权利要求13所述的安装方法，其特征在于，将油管(6)降低至其喇叭口(10)距离预定地层最上部2-5米处。

16.根据权利要求13所述的安装方法，其特征在于，在将T形高压三通接头(3)连接到井口四通(4)上之后，对T形高压三通接头(3)的进液口(31)进行试压，以不刺不漏为合格。

17.根据权利要求13所述的安装方法，其特征在于，将进气管(1)降低进入油管(6)中使接箍(9)降低至油管(6)喇叭口(10)上5米处。

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