CN108150136B - 一种火烧油层防井筒燃烧灭火尾管及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火烧油层防井筒燃烧灭火尾管及其应用。所述灭火尾管包括上下串接的第一油管及第二油管；其中，第一油管顶端为上密封材料(密封放压阀)，第一油管的底端与第二油管的顶端通过中间密封材料密封连接，第二油管的底端为油管密封端；并且，第一油管内装填ABC干粉灭火剂，第二油管内装填碳酸镁固体；上密封材料选用熔点660℃的金属材料，中间密封材料选用熔点600℃的金属材料。当井筒发生剧烈燃烧时，本发明的灭火尾管可释放大量阻燃气体，控制火势，保护测试设备及套管。
Description
技术领域
本发明是关于一种火烧油层防井筒燃烧灭火尾管及其应用，当井筒发生剧烈燃烧时，可释放大量阻燃气体，控制火势，保护测试设备及套管，属于油田安全开发领域。
背景技术
火烧油层技术又称火驱，是一种能大幅度提高稠油油藏采收率的开采技术，主要是利用地层原油中的重质组分作为燃料，利用空气或富氧气体作为助燃剂，采取自燃和人工点火等方法使油层温度达到原油燃点，并连续注入助燃剂，使油层原油持续燃烧，燃烧反应产生大量的热，加热油层，使得油层温度上升至600～700℃，重质组分在高温下裂解，注入的气体、重油裂解生成的轻质油、燃烧生成的气体以及水蒸汽用于驱动原油向生产井流动，并从生产井采出。
目前火烧油层关键技术研究主要集中在：点火方法、完井方法、示踪方法、监测方法、产出气处理、辅助开采、调剖封堵、室内模拟等方面。安全生产预案也贯穿在生产的各个环节，但总有一些非人为的不可预测的安全隐患影响该技术的正常实施，如点火前邻井蒸汽窜流导致本井温度升高氧化燃烧，油层返油导致井筒内燃烧等等。一旦井筒温度过高没有得到及时处理，轻者可能损坏测试设备，重者可能烧坏套管及固井水泥，使生产井报废。
现有技术中，火烧油层抗高温仪器瞬时耐温一般可达800℃，安全耐温一般不超过600℃，为达保护测试设备和油井的目的，须将井底温度控制在600℃以下。有些井在前期还需要蒸汽预热地层，井下环境温度有时可达300℃。因井下高温、高压等复杂因素影响，地面可用的一般灭火理念、设备及药剂组成不能适应其需求。通常设置在管柱外的灭火棒受尺寸限制，装药剂量一般较少，只能起到预警或初期灭火作用，当火势较大时作用较小。注水、注氮或注二氧化碳等灭火工序需要一定的时间准备。
经查，未发现简单有效的火烧油层防井筒燃烧灭火技术的相关报道。
发明内容
本发明的一个目的在于开发一种火烧油层防井筒燃烧灭火尾管，保护测试设备及套管。
本发明的另一目的在于提供一种将本发明的灭火尾管用于火烧油层防井筒燃烧的方法，保护测试设备及套管。
一方面，本发明提供了一种火烧油层防井筒燃烧灭火尾管，其包括上下串接的第一油管及第二油管；其中，第一油管顶端为上密封材料(密封防压阀)，第一油管的底端与第二油管的顶端通过中间密封材料密封连接，第二油管的底端为油管密封端；并且，第一油管内装填ABC干粉灭火剂，第二油管内装填碳酸镁固体；上密封材料选用熔点660℃的金属材料，中间密封材料选用熔点600℃的金属材料。
根据本发明的具体实施方案，所述灭火尾管总长度可根据油井口袋长度确定，一般10-80米。上下油管(第一油管及第二油管)可以等长，也可以不等长。
根据本发明的具体实施方案，所述ABC干粉灭火剂可包括碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和氨基干粉灭火剂中的一种或多种。装填量通常为每米油管0.03立方米。
根据本发明的具体实施方案，第二油管内填装碳酸镁固体，装填量每米油管0.03立方米。
根据本发明的具体实施方案，所述上密封材料例如可以选用金属铝(熔点660℃)。
根据本发明的具体实施方案，所述中间密封材料例如可以选用合金铝(熔点600℃)。
根据本发明的具体实施方案，密封材料和油管的接触面可涂刷有机硅耐高温漆或其它耐高温丝扣油，防止电化学反应导致密封提前失效。
本发明的灭火尾管，使用时是安装在筛管底部，设置在井底。当井底温度达到540℃时，碳酸镁固体分解放出二氧化碳，对油管内部增压；当井底温度达到600℃时，中间密封熔化解开，对整个油管内部增压；当井底温度达到660℃时，上密封熔化解开，油管内部二氧化碳带压喷入上部筛管，并冲入井筒，对井筒进行火势控制。
从而，本发明还提供了一种将本发明的灭火尾管用于火烧油层防井筒燃烧的方法，该方法包括将本发明所述的灭火尾管安装在筛管底部，设置在井底。
本发明的技术适用于油井井筒正常环境温度在400℃以下，当油井燃烧温度达600℃以上时(油井点火温度一般都低于550℃，灭火尾管正常情况下不至于破坏，可重复利用)，灭火尾管密封熔化，内装化学药剂释放出大量二氧化碳泡沫，为注水、注氮或注二氧化碳等强制灭火工序争取时间，保护测试设备及套管，保障安全生产。
本发明的有益效果：
(1)设计简单，制作方便。
(2)封装量大，灭火效果好。
(3)处置及时，保障生产。
附图说明
图1为灭火尾管结构示意图。图中，1-密封放压阀，2-油管A，3-中间密封，4-油管B。
具体实施方式
以下结合具体实施例说明本发明技术的实施和应用效果，但这些实施例并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1
请参见图1，为本发明的火烧油层防井筒燃烧灭火尾管结构示意图。如图所示，本发明的灭火尾管包括上下串接的第一油管(油管A)2及第二油管(油管B)4；其中，第一油管2顶端为上密封材料(密封防压阀)1，第一油管2的底端与第二油管4的顶端通过中间密封材料3密封连接，第二油管4的底端为油管密封端；并且，第一油管2内装填ABC干粉灭火剂(如碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和氨基干粉灭火)，装填量为每米油管0.03立方米；第二油管内装填碳酸镁固体，装填量为每米油管0.03立方米；上密封材料选用熔点660℃的金属铝材料，中间密封材料选用熔点600℃的金属合金铝材料，密封材料和油管的接触面涂刷有机硅耐高温漆或其它耐高温丝扣油，防止电化学反应导致密封提前失效。
根据油井口袋长度，确定采用的油管总长度。
当井底温度达到540℃时，碳酸镁固体分解放出二氧化碳，对油管内部增压。
当井底温度达到600℃时，中间密封熔化解开，对整个油管内部增压，
当井底温度达到660℃时，上密封熔化解开，油管内部二氧化碳带压喷入上部筛管，并冲入井筒，对井筒进行火势控制。
地面凭借温度探头所显示的温度趋势已判定井筒着火，为制定准备下一步相应的安全措施争取时间，保障生产。
最后说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点，而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种火烧油层防井筒燃烧的方法，该方法包括将一种灭火尾管安装在筛管底部，设置在井底；
其中所述灭火尾管包括上下串接的第一油管及第二油管；其中，第一油管顶端为上密封材料形成密封放压阀，第一油管的底端与第二油管的顶端通过中间密封材料密封连接，第二油管的底端为油管密封端；并且，第一油管内装填ABC干粉灭火剂，装填量为每米油管0.03立方米；第二油管内装填碳酸镁固体，装填量为每米油管0.03立方米；上密封材料选用熔点660℃的金属铝，中间密封材料选用熔点600℃的合金铝；其中，所述ABC干粉灭火剂包括碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和氨基干粉灭火剂中的一种或多种；
当井底温度达到540℃时，碳酸镁固体分解放出二氧化碳，对油管内部增压；当井底温度达到600℃时，中间密封熔化解开，对整个油管内部增压；当井底温度达到660℃时，上密封熔化解开，油管内部二氧化碳带压喷入上部筛管，并冲入井筒，对井筒进行火势控制。
2.根据权利要求1所述的火烧油层防井筒燃烧的方法，其中，灭火尾管总长度10-80米。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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