低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法
2024-02-21 22:53:15 3
低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法
【專利摘要】本發明公開一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法，該裝置主要包括地面注氣、液裝置和井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置主要包括地面的低溫高壓液態儲罐、配液罐與柱塞泵；所述氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進口段、碰撞體、殼體以及混合流體出口段；該裝置利用氣體和液體彈性模量差異及重力分異的作用，來實現低滲透油藏非混相氣驅過程中氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能的相互轉換，從而提高注入效率，改善「氣竄」現象。該裝置結構簡單，施工方法簡便，作業費用低；可依據注入壓力實時調整作業工藝，有效改善吸氣(液)效果，大幅提高低滲透油藏非混相氣驅的生產效率。
【專利說明】低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油氣田開發工程【技術領域】，具體涉及到低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注過程，是一種利用氣、液流體彈性模量的差異以及重力分異的原理，實現低滲透油藏非混相氣驅過程中氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能相互轉換的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]非混相氣驅是低滲透油田一項有效提高採收率且應用廣泛的開發技術。但是由於低滲透儲層的孔喉結構特徵差異大、細孔細喉為主、比表面積大，這使得固液相界面上的表面作用、微毛管作用、電化學作用增強，而呈現非達西滲流特徵，從而存在啟動生產壓差，導致非混相氣驅開發初期容易產生「注入壓力高，注不進」的現象，同時由於油氣粘度差異而產生的氣體指進現象或低滲透油藏自身非均質性及存在的微裂縫在進行非混相氣驅時易導致「氣竄」現象。
[0003]非混相氣水交注是一種頗具潛力的提高採收率的方法，為低滲透油藏高效開發提供了新途徑。非混相氣水交注由於存在水段塞，降低了氣相的相對滲透率及其流動性，控制了氣體指進，可在一定程度上減緩氣體過早氣竄；同時，由於存在氣段塞，降低了水油流度t匕，增加了水驅波及體積係數。
[0004]但是對低滲透油藏進行非混相氣水交注的同時也會面臨著以下問題:一方面低滲透油藏在開採初期注氣壓力高或注水壓力高；另一方面在開採後期可能發生「氣竄」現象，這些問題使得非混相氣水交替注入開發難以達到理想的開發效果。
【發明內容】
[0005]針對上述問題本發明提出一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置及方法，該裝置及方法能夠實現在不動管柱的條件下，實現氣水交注、注液波動降壓增注以及非混相氣泡沫防竄功能的轉換。
[0006]本發明所採用的技術解決方案是:
[0007]—種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，包括布設在地面的注氣、液裝置與布設在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置包括配液罐和低溫高壓液態儲罐，配液罐通過第一管線連接於注入井井口的四通上，在第一管線上設置有第一柱塞泵，低溫高壓液態儲罐通過第二管線連接於注入井井口的四通上，在第二管線上設置有第二柱塞泵與洩壓閥；井底氣水交注波動降壓增注裝置通過管柱與注入井井口的四通連接；所述井底氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進口段、殼體、碰撞體以及混合流體出口段，混合流體加速進口段的流體進口端與管柱連接，混合流體加速進口段的流體出口端與殼體的流體進口端連接,混合流體加速進口段內的流體通道內徑由進口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進口端連接，碰撞體呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體內部，殼體與混合流體加速進口段、碰撞體連接後，其內部形成脈衝振蕩腔室，碰撞體的流體出口端與混合流體出口段的流體進口端連接，在混合流體出口段的流體出口端設置有混合流體洩壓出口段，所述混合流體洩壓出口段的末埠呈倒角布置，在混合流體出口段上設置有若干個流體排出孔，混合流體出口段對應所需注氣、解堵作業的目標油層。
[0008]優選的，所述第二管線為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶，所述低溫高壓液態儲罐的工作壓力為2.3MPa。
[0009]優選的,所述碰撞體與殼體通過螺栓連接,在碰撞體與殼體之間設置有墊片。
[0010]優選的，在殼體內壁與碰撞體外壁之間設置有密封圈，密封圈所米用的材料為耐高溫石棉橡膠板，在碰撞體外壁上開設有用於放置密封圈的方形凹槽。
[0011]優選的，所述混合流體加速進口段內錐角為5°?8°，所述碰撞體的錐面角度為100。?110。。
[0012]優選的，所述混合流體加速進口段的流體出口端的直徑大於碰撞體的混合流體進口端的直徑。
[0013]優選的，所述殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7?9，所述殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑和碰撞體的流體進口端與混合流體加速進口段的流體出口端之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，所述混合流體加速進口段的流體出口端的直徑與碰撞體的混合流體進口端的直徑之比為1.5?2.5。
[0014]優選的，所述混合流體洩壓出口段末埠的倒角半徑為5?10mm。
[0015]優選的，所述流體排出孔為圓柱孔，圓柱孔孔徑為5?8mm。
[0016]一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實施方法，包括以下步驟:
[0017]在對低滲透油藏進行非混相氣水交替作業過程中，針對注入井注入壓力進行監測，並根據注入壓力情況實時調整作業步驟；
[0018]若注入井注氣壓力高，則採用如下具體實施步驟:
[0019](101)在注氣作業過程中，當注入井井口注氣壓力顯示高達14_15MPa時，關閉第二柱塞泵，開啟洩壓閥；並在配液罐中配製含有氣潤溼反轉劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質；
[0020](102)開始交替進行注液作業，配液罐中的液體通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0021 ] (103)液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中，在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進一步在剪切層中產生一定頻率的壓力擾動，周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層，用於注液波動降壓增注作業；
[0022](104)當注入井井口壓力下降至正常水平時，此時關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業，低溫高壓液態非混相氣體經第二管線及第二柱塞泵泵入注入井井口，在此運送過程中，液態非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態，氣態非混相氣體沿管柱進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，進入脈衝振蕩腔室內，由於氣態非混相氣體的彈性模量遠小於溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產生脈衝氣態非混相氣體，而實現正常注氣生產；
[0023]若注入井注氣壓力較低，則採用如下具體實施步驟:
[0024](201)在注氣作業過程中，當注入井井口注氣壓力顯示較低達到0_3MPa，此時判斷氣體可能沿大孔道發生「氣竄」;暫時關閉第二柱塞泵，在配液罐中配製發泡劑溶液作為脈衝波動作業的工作介質,採用泡沫交替注入方式,配液罐中的發泡劑溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0025](202)發泡劑溶液進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中，在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進一步在剪切層中產生一定頻率的壓力擾動，周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層；當發泡劑溶液以脈衝波的方式被注入地層後，所注入的發泡劑溶液與非混相氣體在井底產生泡沫；
[0026](203)再次交替進行注氣作業，關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵進行注氣，所注入的氣體能夠驅替裝置內的發泡劑溶液進入地層，同時與前面注入的發泡劑溶液產生泡沫，對可能形成的「氣竄」通道進行封堵；
[0027]若注入井注水壓力較高，則採用如下具體實施步驟:
[0028](301)在交替注水作業過程中，當注入井井口注入壓力顯示較高達到7-8MPa，可通過在配液罐中配製含有表面活性驅油劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質；配液罐中的溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置；
[0029](302)液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中；在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層，從而達到水力脈衝波動降壓和表面活性劑驅油的效果;
[0030](303)當井口注入壓力下降至正常水平可以進行注氣作業，此時關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業，低溫高壓液態非混相氣體經第二管線、第二柱塞泵送入注入井井口，在此運送過程中，液態非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態非混相氣體，氣態非混相氣體沿管柱進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，進入脈衝振蕩腔室內，由於氣態非混相氣體的彈性模量遠小於溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產生脈衝氣態非混相氣體，而實現正常注氣生產。
[0031 ] 本發明的有益技術效果是:
[0032]1、可以在不動管柱的條件下，實現非混相氣水交注、注液波動降壓增注和非混相氣泡沫防竄功能的轉化，減少了起下管柱的次數，提高了注氣生產效率，降低了注氣開發成本。
[0033]2、可以根據井口注入壓力大小，實時調整作業步驟，通過在配液罐中配製不同功能的表面活性劑溶液(如氣潤溼反轉劑、表面活性驅油劑、發泡劑等)作為油層脈衝波動作業的工作介質，從而實現巖石的氣潤溼反轉、表面活性劑驅油和非混相氣泡沫防竄等不同功能，有利於解決注入壓力高和「氣竄」的問題，提高注氣效率和原油採收率。
[0034]3、配液罐中配製的不同功能表面活性劑溶液(如氣潤溼反轉劑、表面活性驅油齊U、發泡劑等)經管柱進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，在該裝置中經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中，在脈衝振蕩腔室內形成渦旋，並進一步產生一定頻率的壓力擾動，周而復始，進而在混合流體出口段的圓柱孔噴出一定頻率的脈衝波，溶液以脈衝波的形式作用於目標油層，通過水力脈衝波動作用和所配置表面活性劑的功能達到降壓、增注和封堵的效果。
[0035]4、由于振蕩腔體對其中工作介質的要求不同，當工作介質以非混相驅用氣體為主時，腔體與碰撞面可以對非混相驅用氣體起到進一步的空化和均質作用，從而提高裝置出口非混相驅用氣體的均勻性。
[0036]5、注液波動降壓作業的波動注液作用可有效減小注氣後引起的氣阻效應，從而降低注氣壓力；同時使得波動注液前緣推進更加均勻，提高了注入流體波及係數；對於注氣後期的「氣竄」現象具有較好的緩解抑制作用。
[0037]6、該裝置結構簡單，施工方法簡便，作業費用低；可依據注入壓力實時調整作業工藝，有效改善吸氣(液)效果，大幅提高低滲透油藏非混相氣驅的生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的整體結構示意圖；
[0039]圖2是井底氣水交注波動降壓增注裝置的結構示意圖；
[0040]圖3是低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置實施方法的工藝流程圖。
[0041]圖中:1.配液罐，2.第一管線，3.第一柱塞泵，4.注入井井口，5.第二管線，6.洩壓閥，7.第二柱塞泵，8.低溫高壓液態儲罐，9.水泥環，10.表層套管，11.油泥套管，12.管柱，13.射孔孔眼，14.目標油層，15.井底氣水交注波動降壓增注裝置，16.混合流體加速進口段，17.殼體，18.脈衝振蕩腔室，19.碰撞體，20.密封圈，21.墊片，22.標準螺栓，23.混合流體出口段，24.混合流體加速進口段的流體進口端,25.混合流體加速進口段的流體出口端，26.殼體的流體進口端，27.碰撞體的流體進口端，28.方形凹槽，29.碰撞體的流體出口端，30.混合流體出口段的流體進口端，31.圓柱孔，32.混合流體出口段的流體出口端，33.混合流體洩壓出口段。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明，但本發明不限於下列的實施例。
[0043]如圖1、2所示，一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，包括布設在地面的注氣、液裝置與布設在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置15。注氣、液裝置包括配液罐I和低溫高壓液態儲罐8，配液罐I通過第一管線2連接於注入井井口 4的四通上，在第一管線2上設置有第一柱塞泵3。低溫高壓液態儲罐8通過第二管線5連接於注入井井口 4的四通上，在第二管線5上設置有洩壓閥6與第二柱塞泵7。井底氣水交注波動降壓增注裝置15通過管柱12與注入井井口 4的四通連接。在管柱12的外側設置有油泥套管11，在油泥套管11的外側設置有表層套管10，在表層套管10的上部外側設置有水泥環9。所述井底氣水交注波動降壓增注裝置15包括用於給作業用混合流體加速的混合流體加速進口段16、殼體17、碰撞體19以及用於傳遞脈衝振蕩液體或非混相氣體的混合流體出口段23。混合流體加速進口段的流體進口端24與管柱12的尾端通過接箍相連接。混合流體加速進口段的流體出口端25與殼體的流體進口端26連接，混合流體加速進口段內的流體通道內徑由進口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進口端27連接。碰撞體19呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體17內部，殼體17與混合流體加速進口段16、碰撞體19連接後，其內部形成用於產生脈衝振蕩液體的脈衝振蕩腔室18。碰撞體的流體出口端29與混合流體出口段的流體進口端30連接，在混合流體出口段的流體出口端32設置有混合流體洩壓出口段33，所述混合流體洩壓出口段33的末埠呈倒角布置，倒角半徑為5?10mm，可以實現對剩餘流體的洩壓功能。在混合流體出口段23上設置有若干個流體排出孔，所述流體排出孔為圓柱孔31，圓柱孔31的孔徑為5?8_，用以傳遞非混相驅氣體或水力脈衝波。混合流體出口段23對應所需注氣、解堵作業的目標油層14。
[0044]上述配液罐I用於配製不同功能的表面活性劑溶液作為脈衝波動作業工作介質，並經第一柱塞泵3泵入注入井井口 4。上述第一管線2為普通連接管線，第二管線5為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶。上述低溫高壓液態儲罐8用於非混相氣驅過程，工作壓力為2.3MPa。低溫高壓液態儲罐8所連接的第二柱塞泵7為往復式活塞泵的一種。洩壓閥6、第二柱塞泵7、低溫高壓液態儲罐8和管柱12均滿足耐高壓、耐酸要求。
[0045]進一步的，所述碰撞體19與殼體17通過標準螺栓22連接，在碰撞體19與殼體17之間設置有墊片21。可通過在碰撞體19與殼體17之間添加不同厚度的墊片21來調節脈衝振蕩腔室18的大小。為了增強脈衝振蕩腔室18的密封效果，在殼體17內壁與碰撞體19外壁之間設置有密封圈20,密封圈20所米用的材料為耐高溫石棉橡膠板,在碰撞體19外壁上開設有用於放置密封圈20的方形凹槽28。
[0046]更進一步的，所述混合流體加速進口段16內錐角為5°?8°，所述碰撞體19的錐面角度為100°?110° ;所述混合流體加速進口段的流體出口端25的直徑大於碰撞體的流體進口端27的直徑；所述殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7?9，所述殼體內部脈衝振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進口端27與混合流體加速進口段的流體出口端24之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，所述混合流體加速進口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進口端27的直徑之比為1.5?2.5。以上設置所產生的脈衝頻率對於氣潤溼反轉、表面活性劑驅油和非混相氣泡沫防竄是有益的。
[0047]進一步的，上述混合流體出口段23可設置成不同的長度規格，具體可根據所需氣水交注波動降壓增注作業的目標油層14的厚度進行選擇。可根據不同尺寸的管柱12選擇相應接口尺寸的混合流體加速進口段16進行匹配。上述裝置所使用的金屬材料為304不鏽鋼。
[0048]上述低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實施方法，其步驟包括:
[0049](I)將井底氣水交注波動降壓增注裝置15與管柱12通過錐管螺紋連接，並下入井內，至需作業目標油層14的上部；
[0050](2)將配液罐I與第一柱塞泵3相連接，將低溫高壓液態儲罐8、第二柱塞泵7和洩壓閥6相連接，最後均連接於注入井井口 4的四通上；
[0051](3)在注氣作業過程中，低溫高壓液態非混相驅用氣體經第二管線5、第二柱塞泵7泵入注入井井口 4，在此運送過程中，液態非混相驅用氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態，氣態非混相驅用氣體沿管柱12經井底的氣水交注波動降壓增注裝置15注入所需作業目標油層14 ；
[0052](4)當非混相驅用氣體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置15後，非混相驅用氣體經混合流體加速進口段16加速後，進入脈衝振蕩腔室18內；
[0053](5)由於非混相驅用氣體的彈性模量遠小於水溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室18內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產生脈衝非混相驅用氣體從而實現正常注氣生產；
[0054](6)在交替注液作業過程中，可以通過在配液罐I中配製不同功能表面活性劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質；配液罐I中的液體通過第一柱塞泵3泵入注入井井口4，流經管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15 ；
[0055](7)當混合液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置15後，液體經混合流體加速進口段16加速後，流入脈衝振蕩腔室18中；
[0056](8)在脈衝振蕩腔室18內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產生一定頻率的脈衝波而作用於目標油層14。
[0057]下面對上述低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實施方法進行更為具體的說明。
[0058]在對低滲透油藏進行非混相氣水交替作業過程中，針對注入井注入壓力進行檢測，並根據注入壓力情況實時調整作業步驟。
[0059]一、在對低滲透油藏進行氣水交替作業過程中，針對注入井注氣壓力高(14-15MPa)的情況，採用如下具體實施步驟:
[0060](I)在注氣作業過程中，當注入井井口注氣壓力顯示較高達14_15MPa，此時關閉第二柱塞泵7，開啟洩壓閥6 ;通過在配液罐I中配製含有一定量的氣潤溼反轉劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質。
[0061](2)開始交替進行注液作業，配液罐I中的溶液通過第一柱塞泵3泵入注入井井口4，流經管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0062](3)當混合液體進入井底的氣水交注波動降壓增注裝置15後，液體經混合流體加速進口段16加速後，流入脈衝振蕩腔室18中。
[0063](4)在振蕩腔室18內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進一步在剪切層中產生一定頻率的壓力擾動；周而復始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層14。
[0064](5)所形成的低頻脈衝波在殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7?9，脈衝振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進口端27與混合流體加速進口段的流體出口端24之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產生的脈衝頻率適於注液波動降壓增注作業。[0065](6)當混合液體以脈衝波的方式被注入地層後，一方面產生的水力脈衝波波動作用有助於使注水驅替前緣推進更加均勻，提高了注入流體波及係數，同時有利於解除賈敏效應，從而降低注入壓力；另一方面所注入的氣潤溼反轉劑可以使巖石表面水溼或油溼反轉為氣潤溼，從而有利於提高氣驅洗油效率和注氣效果。
[0066](7)當井口注入壓力下降至正常水平可以進行注氣作業，此時關閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7開始注氣作業，低溫高壓液態CO2經第二管線5、第二柱塞泵7泵入注入井井口 4，在此運送過程中，液態CO2隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態，氣態CO2沿管柱12經井底氣水交注波動降壓增注裝置15注入所需作業目標油層14。
[0067](8)當氣態CO2進入井底的氣水交注波動降壓增注裝置15後，氣態CO2經混合流體加速進口段16加速後，進入脈衝振蕩腔室18內。
[0068](9)由於氣態CO2的彈性模量遠小於水溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室18內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產生脈衝氣態CO2而實現
正常注氣生產。
[0069]二、在對低滲透油藏進行氣水交替作業過程中，注入井注氣壓力顯示較低(0_3MPa)，氣體可能沿大孔道發生「氣竄」的情況，則採用如下具體實施步驟:
[0070](I)在注氣作業過程中，當井口注氣壓力顯示較低達到O?3MPa，氣體可能沿大孔道發生「氣竄」，此時需要對注入井進行評估是否適合注入泡沫，或者考慮對竄流通道的封堵。
[0071](2)通過在配液罐I中配製含有一定量的發泡劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質，經過井底氣水交注波動降壓增注裝置15注入作業目標油層時，可以採用泡沫交替注入方式，考慮採取氣-液-氣的注入方式，在作業目標油層產生泡沫，達到非混相氣泡沫防竄功能的目的。
[0072](3)由於前期已向目標油層注入一定量的氣體，此時暫時關閉第二柱塞泵7 ;如果沒有大的竄流通道，先注入的氣體能夠隔離地層流體及後續注入的發泡劑溶液，減少地層流體對泡沫穩定的影響，同時由於氣體的賈敏效應，對地層具有一定的調驅作用。
[0073](4)開始交替進行注液作業，配液罐I中含有發泡劑的溶液通過第一柱塞泵3泵入注入井井口 4，流經管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0074](5)當混合液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置15後，液體經混合流體加速進口段16加速後，流入脈衝振蕩腔室18中。
[0075](6)在脈衝振蕩腔室18內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層14。
[0076](7)所形成的低頻脈衝波在殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7?9，脈衝振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進口端27與混合流體加速進口段的流體出口端24之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產生的脈衝頻率適於注液波動作業。
[0077](8)當混合液體以脈衝波的方式被注入地層後，所注入的發泡劑溶液與氣體作用產生泡沫調驅。
[0078](9)再次交替進行注氣作業，關閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7進行注氣；所注入的氣體能夠驅替發泡劑溶液從井筒進入地層，同時與前面注入的發泡劑溶液產生泡沫，增強封堵效果。
[0079]三、在對低滲透油藏進行氣水交替作業過程中，針對注入井注水壓力顯示較高(7_8MPa)的情況，則採用如下具體實施步驟:
[0080](I)在交替注水作業過程中，當井口注入壓力顯示較高達到7-8MPa，可通過在配液罐I中配製含有一定量的表面活性驅油劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質。
[0081](2)在注液作業過程中，配液罐I中的溶液通過柱塞泵3泵入注入井井口 4，流經管柱12，至井底氣水交注波動降壓增注裝置15。
[0082](3)當混合液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置15後，液體經混合流體加速進口段16加速後，流入脈衝振蕩腔室18中。
[0083](4)在脈衝振蕩腔室18內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復始，在該裝置混合流體出口段23的圓柱孔31產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層14。
[0084](5)所形成的低頻脈衝波在殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7?9，脈衝振蕩腔室18的直徑與碰撞體的流體進口端27與混合流體加速進口段的流體出口端24之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4?0.8，混合流體加速進口段的流體出口端24的直徑與碰撞體的流體進口端27的直徑之比為1.5?2.5之間時所產生的脈衝頻率適於注液波動降壓增注作業。
[0085](6)當混合液體以脈衝波的方式被注入地層後，一方面產生的水力脈衝波的波動作用有助於使注水驅替前緣推進更加均勻，提高了注入流體波及係數，並有利於解除賈敏效應，從而降低注入壓力；另一方面所注入的表面活性劑驅油劑可以進行表面活性劑驅油，從而有利於提高洗油效率和注水效果。
[0086](7)當井口注入壓力下降至正常水平可以進行注氣作業，此時關閉第一柱塞泵3，打開第二柱塞泵7開始注氣作業，低溫高壓液態CO2經第二管線5、第二柱塞泵7送入注入井井口 4，在此運送過程中，液態CO2隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態CO2,氣態CO2沿管柱12經井底的氣水交注波動降壓增注裝置注入所需作業目標油層14。
[0087](8)當氣態CO2進入井底氣水交注波動降壓增注裝置15後，氣態CO2經混合流體加速進口段16加速後，進入脈衝振蕩腔室18內。
[0088](9)由於氣態CO2的彈性模量遠小於水溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室18內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段23的圓柱孔31不能產生脈衝氣態CO2而實現
正常注氣生產。
【權利要求】
1.一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:包括布設在地面的注氣、液裝置與布設在井底的井底氣水交注波動降壓增注裝置，所述注氣、液裝置包括配液罐和低溫高壓液態儲罐，配液罐通過第一管線連接於注入井井口的四通上，在第一管線上設置有第一柱塞泵，低溫高壓液態儲罐通過第二管線連接於注入井井口的四通上，在第二管線上設置有第二柱塞泵與洩壓閥；井底氣水交注波動降壓增注裝置通過管柱與注入井井口的四通連接；所述井底氣水交注波動降壓增注裝置包括混合流體加速進口段、殼體、碰撞體以及混合流體出口段，混合流體加速進口段的流體進口端與管柱連接，混合流體加速進口段的流體出口端與殼體的流體進口端連接，混合流體加速進口段內的流體通道內徑由進口端到出口端逐漸縮小，殼體的流體出口端與碰撞體的流體進口端連接，碰撞體呈錐形，碰撞體的錐形端深入到殼體內部,殼體與混合流體加速進口段、碰撞體連接後,其內部形成脈衝振蕩腔室，碰撞體的流體出口端與混合流體出口段的流體進口端連接,在混合流體出口段的流體出口端設置有混合流體洩壓出口段，所述混合流體洩壓出口段的末埠呈倒角布置，在混合流體出口段上設置有若干個流體排出孔，混合流體出口段對應所需注氣、解堵作業的目標油層。
2.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述第二管線為耐壓耐酸管線，在第二管線外包覆有加熱帶，所述低溫高壓液態儲罐的工作壓力為2.3MPa。
3.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述碰撞體與殼體通過螺栓連接，在碰撞體與殼體之間設置有墊片。
4.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:在殼體內壁與碰撞體外壁之間設置有密封圈，密封圈所採用的材料為耐高溫石棉橡膠板，在碰撞體外壁上開設有用於放置密封圈的方形凹槽。
5.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述混合流體加速進口段內錐角為5°~8°，所述碰撞體的錐面角度為100°~110。。
6.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述混合流體加速進口段的流體出口端的直徑大於碰撞體的混合流體進口端的直徑。
7.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑與碰撞體的流體進口端的直徑之比為7~9，所述殼體內部脈衝振蕩腔室的直徑和碰撞體的流體進口端與混合流體加速進口段的流體出口端之間的脈衝振蕩腔室的長度之比為0.4~0.8，所述混合流體加速進口段的流體出口端的直徑與碰撞體的混合流體進口端的直徑之比為1.5~2.5。
8.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述混合流體洩壓出口段末埠的倒角半徑為5~10mm。
9.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置，其特徵在於:所述流體排出孔為圓柱孔，圓柱孔孔徑為5~8mm。
10.一種低滲透油藏非混相氣水交注波動降壓增注裝置的實施方法，其特徵在於包括以下步驟:在對低滲透油藏進行非混相氣水交替作業過程中，針對注入井注入壓力進行監測，並根據注入壓力情況實時調整作業步驟； 若注入井注氣壓力高，則採用如下具體實施步驟: (101)在注氣作業過程中，當注入井井口注氣壓力顯示高達14-15MPa時，關閉第二柱塞泵，開啟洩壓閥；並在配液罐中配製含有氣潤溼反轉劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質； (102)開始交替進行注液作業，配液罐中的液體通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (103)液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中，在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進一步在剪切層中產生一定頻率的壓力擾動，周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層，用於注液波動降壓增注作業； (104)當注入井井口壓力下降至正常水平時，此時關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業，低溫高壓液態非混相氣體經第二管線及第二柱塞泵泵入注入井井口，在此運送過程中，液態非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態，氣態非混相氣體沿管柱進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，進入脈衝振蕩腔室內，由於氣態非混相氣體的彈性模量遠小於溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產生脈衝氣態非混相氣體，而實現正常注氣生產； 若注入井注氣壓力較低，則採用如下具體實施步驟: (201)在注氣作 業過程中，當注入井井口注氣壓力顯示較低達到0-3MPa，此時判斷氣體可能沿大孔道發生「氣竄」；暫時關閉第二柱塞泵，在配液罐中配製發泡劑溶液作為脈衝波動作業的工作介質，採用泡沫交替注入方式，配液罐中的發泡劑溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (202)發泡劑溶液進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中，在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，渦旋進一步在剪切層中產生一定頻率的壓力擾動，周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層；當發泡劑溶液以脈衝波的方式被注入地層後，所注入的發泡劑溶液與非混相氣體在井底產生泡沫； (203)再次交替進行注氣作業，關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵進行注氣，所注入的氣體能夠驅替裝置內的發泡劑溶液進入地層，同時與前面注入的發泡劑溶液產生泡沫，對可能形成的「氣竄」通道進行封堵； 若注入井注水壓力較高，則採用如下具體實施步驟: (301)在交替注水作業過程中，當注入井井口注入壓力顯示較高達到7-8MPa，可通過在配液罐中配製含有表面活性驅油劑的溶液作為脈衝波動作業的工作介質；配液罐中的溶液通過第一柱塞泵泵入注入井井口，流經管柱，至井底氣水交注波動降壓增注裝置； (302)液體進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，流入脈衝振蕩腔室中；在脈衝振蕩腔室內，高速流動的液體可以帶動其周圍的靜止流體，同時發生動量交換，產生一定厚度的剪切層而形成渦旋，而渦旋進一步在剪切層中形成一定頻率的壓力擾動；周而復始，在井底氣水交注波動降壓增注裝置混合流體出口段的圓柱孔產生一定頻率的脈衝波作用於目標油層，從而達到水力脈衝波動降壓和表面活性劑驅油的效果; (303)當井口注入壓力下降至正常水平可以進行注氣作業，此時關閉第一柱塞泵，打開第二柱塞泵，開始注氣作業，低溫高壓液態非混相氣體經第二管線、第二柱塞泵送入注入井井口，在此運送過程中，液態非混相氣體隨著壓力的降低和溫度的升高，會逐漸轉化為氣態非混相氣體，氣態非混相氣體沿管柱進入井底氣水交注波動降壓增注裝置，經混合流體加速進口段加速後，進入脈衝振蕩腔室內，由於氣態非混相氣體的彈性模量遠小於溶液的彈性模量，故在脈衝振蕩腔室內削弱了脈衝振蕩的發生，在混合流體出口段的圓柱孔不能產生脈衝氣態非混 相氣體，而實現正常注氣生產。
【文檔編號】E21B43/20GK103993863SQ201410243523
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】蒲春生, 何延龍, 景成, 谷瀟雨, 董巧玲, 陳慶棟 申請人:中國石油大學(華東)