[0001] 本发明涉及驱油技术领域，具体为一种空气热化学驱油过程实时监测及动态调整装置。

[0002] 空气热化学驱油技术是一种提高原油采收率的技术，通过利用空气压缩机将气体输送至注入井内，利用点火装置将气体点燃并引燃油层，形成燃烧带，燃烧产生的热量提高了油藏的温度，温度升高降低了原油的粘度，增加了原油的流动性，使其更容易从油藏中流出，并且高温还会引起油藏中的岩石热膨胀和热裂解，改善储层的渗透率，增加流动性的原油和燃烧生成的气体通过储层的连通流动至生产井，在生产井进行回收，达到提高采收率的目的。

[0003] 但是热化学驱油现场要求生产井不能产出氧气，生产井井底温度不能过高，当生产井产出氧气后，表明燃烧未完全，可能存在未燃烧的烃类气体，这些气体在接触空气中的氧气后可能发生二次燃烧或爆炸，存在严重的安全隐患，并且氧气排出还会引发火灾或爆炸风险，威胁现场操作人员和设备的安全，而当温度过高超过井下设备的耐热极限后，会导致设备损坏或失效，且过高的温度可能引起储层岩石的过度膨胀和破裂，形成过多的裂缝，导致储层结构不稳定，同时，温度过高可还会导致燃烧失控，难以调节和控制燃烧前沿的推进速度，而当燃烧前沿推进过快可能导致未燃尽的油气混合物进入生产井，增加安全风险。

[0044] 下面将结合本发明说明书中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0045] 实施例：

[0046] 请参阅附图1‑附图4，本发明实施例提供一种空气热化学驱油过程实时监测及动态调整装置，包括：空气压缩机8，其置于注入井井口，用于将气体输送至注入井内；气体供应组件1，其包括空气注入管道2、烃类气体注入装置3和氮气生成装置4，三者均单独与空气压缩机8连通，且每个管道内均安装有流量计5和流量控制阀6，用于对各个气体的输送量进行监测和控制；点火装置11，其位于注入井底部，且与空气压缩机8输出端连通，用于加热井底的空气和原油，实现原油燃烧；温度传感器9，位于生产井底部，用于监测原油温度；气体监测器10，位于生产井顶部，用于监测生产井是否有氧气排出；控制系统，其与流量控制阀6、流量计5、温度传感器9和气体监测器10连接，用于接收流量计5、温度传感器9和流量控制阀6的信息，并且通过流量控制阀6调节各气体的输送比例。

[0047] 通过空气注入管道2、烃类气体注入装置3和氮气生成装置4可向空气压缩机8提供相应的气体，而通过空气压缩机8可将气体输送至注入井的底部，通过利用点火装置11可对气体进行点燃，且其处于油层内，因此会引起油层燃烧并产生燃烧带，利用燃烧放出的热量对周围的原油加热使其粘度降低，使储层形成热裂缝提高渗透率，进而保障驱油效果，并且点火装置11设置为火驱燃烧管，而利用温度传感器9可对生产井底部油层温度进行监测，而气体监测器10可监测生产井井口是否有氧气排出，当二者将结果传输至控制系统，控制系统通过流量控制阀6控制各气体输送至注入井内部的比例，即，当温度过高时，削减空气量增加氮气量，当生产井进口有氧气排出时，削减空气量增加氮气量，当温度过低时，增加空气和烃类气体的量，进而使温度维持在最佳温度，以此保障驱油的效果以及驱油的安全性。

[0048] 请参阅附图1和图2，空气压缩机8与气体供应组件1之间设置有气体混合器7，气体混合器7一侧与空气压缩机8输入端连通另一侧与管道连通，用于对各气体进行混合并供应给空气压缩机8。气体混合器7为静态混合器，用于各气体在进入空气压缩机8前混合。

[0049] 通过在空气压缩机8与气体供应组件1之间设置气体混合器7，因此空气、氮气以及烃类气体在进入空气压缩机8之前，会在混合器内部混合均匀后再输送至空气压缩机8，以此可保障气体的燃烧效果，使其充分燃烧，避免燃烧不充分导致影响整体监测结果和动态调整准确性，且气体混合器7使用静态混合器，由于静态混合器利用气体在管道中的流动特性来实现混合，且当两种或多种气体进入混合器时，根据流体动力学效应，会产生各种涡流和湍流，这些湍流和涡流将导致气体分子之间的混合和扩散，从而实现气体的均匀混合，因此可保证气体混合的均匀性。

[0050] 请参阅附图3和图4，控制系统包括有控制器、信号处理模块和信号接收模块；流量计5用于向信号接收模块提供各管道内气体的实时流出量数值；温度传感器9用于向信号接收模块提供实时生产井井底的温度数值；气体监测器10用于向信号接收模块提供实时生产井井口的氧气数据；信号接收模块用于将上述数据传输至信号处理模块；信号处理模块用于接收并处理信号接收模块传输出的数据，对其分析后传输至控制器；控制器根据分析后的数据对流量控制阀6调控，实现调节各管道空气输出量的目的。

[0051] 流量计5安装在各气体供应管道内，将测量数据传输至信号接收模块，温度传感器9安装在生产井井底，将温度数据传输至信号接收模块，气体监测器10安装在生产井井口，实时监测生产井排出氧气的含量，并将监测数据传输至信号接收模块，而信号接收模块配备多个信号输入端口，可同时接收来自流量计5、温度传感器9和气体监测器10的多路信号，利用信号处理模块将来自传感器的模拟信号转换为数字信号，信号处理模块内置算法，用于实时分析和处理接收到的数据，并将处理结果传输至控制器，通过控制器可接收来自信号处理模块的数据，并根据预设的控制策略和实时数据动态调整流量控制阀6的开度，从而实现对各管道气体流量的精确控制。

[0052] 请参阅附图1‑附图4，控制系统根据温度传感器9和气体监测器10的反馈数据，实时调整各个气体管道的流量控制阀6，调节气体之间的比例，具体包括：

[0053] 步骤一：当井底温度过高时，通过以下公式减少空气含量，增加氮气含量：

[0054]

[0055]

[0056] 步骤二：当监测到生产井产出氧气时，通过以下公式增加氮气含量，减少空气含量：

[0057]

[0058]

[0059] 步骤三：当监测到温度过低时，通过以下公式增加空气含量，并增加烃类气体含量以助燃：

[0060]

[0061]

[0062] 其中，Anew为调整后的空气流量，A1为当前空气流量，Nnew为调整后的氮气流量，N1为当前氮气流量，T1为当前井底温度，T2为理想的井底温度，T3为允许的最高井底温度，T4为允许的最低井底温度，N2为氮气最大流量，O1为监测到的氧气含量，O2为允许的最高氧气含量，Hnew为调整后的烃类气体流量，H1为当前烃类气体流量，A2为空气最大流量，H2为烃类气体最大流量。

[0063] 通过步骤一、二和三中的公式，可为信号处理模块对数据处理提供算法依据，以此实时调控空气、氮气和烃类气体输送至注入井内比例的目的。

[0064] 并且，可将从采出井采出的油气进行分离,随后再将其中的烃类气体分离出,此时可将该烃类气体与烃类气体注入装置进行连通，然后通过控制系统将烃类气体气输入至注入井，并且通过一个注入井对驱油至多个生产井时，可通过采集多个生产井的进口数据，将不同的空气输送至不同的生产井内。

[0065] 请参阅附图3和图4，控制系统还包括存储模块，用于对信号接收模块接收到的信息和信号处理模块处理后的信息进行存储。控制系统还包括传输模块，用于对信号接收模块接收到的信息和信号处理模块处理后的信息进行无线传输。存储模块通过分析模块与传输模块相连，分析模块用于对存储模块的存储数据进行分析并生成日志，传输模块用于对分析模块生成的日志进行无线传输。

[0066] 分析模块用于对存储模块中的数据进行深入分析，生成详细的操作日志、趋势分析报告和性能评估报告，存储模块用于对信号接收模块接收到的原始数据和信号处理模块处理后的数据进行长期存储，且能够保存详细的操作日志、历史数据和关键参数，便于后续分析和故障排查，并且日志文件记录了系统运行的详细情况，包括每个时间点的气体流量、井底温度、氧气含量以及流量控制阀6的调节动作等，便于操作人员和工程师查看和使用。

[0067] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。