CN103184859B - 用于同井注采的开采装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于同井注采的开采装置及方法，开采装置包括管柱和套管，所述管柱套设在所述套管内，所述套管上分别设有对应采油段的采油口和对应注水段的注水口，所述管柱和套管之间的上部设有副管；所述管柱包括：同心双管，所述同心双管的上端通过Y型接头连接上油管，同心双管的下端连接下油管，所述同心双管上对应所述注水段的位置设有配注器；多个封隔器，其连接在同心双管与油层套管之间，且所述封隔器分别位于同心双管的上部以及位于所述采油段和注水段之间的位置上；采油通道，其设置在所述管柱上，并对应所述采油口的位置。本发明在开采时能减少打井的数量，节省钻井成本，且能提高油藏产量。

Description

用于同井注采的开采装置及方法

技术领域

本发明涉及油田开发领域分层开采技术，特别是涉及一种用于同井注采的开采装置及方法，其用于快速提高成熟油田产量。

背景技术

分层开采技术包括分层注水技术、分层采油和同井注采三类开发工艺技术。分层注水目前是分层开发的主体技术。分层采油很难消除井底流压产生的层间干扰，现场不倾向于应用。而“同井注采”技术包括“井下油水分离与回注”(即井下同井注采)和同井抽注，同井抽注是指对于注水井，将采出水层的地层水注入其油层中，同井抽注适合海上、极地与旱区等特殊环境。

传统的井下同井注采是通过井下复杂装置，将产出液进行一定程度的分离，再将分离后的含油污水回注它层。同一动力源带动注水-采油两台泵。实践中认为油粘度较高(＞5cP)时，分离效果难保证；回注污水水质和回注量监测难；向低渗层或未动用层注入时生产不可持续；井下设备有效期短，出砂或析蜡时更是如此。

此外，回注污水中含油，会减少产量或转化为不可动用的束缚油饱和度而造成储量浪费。(参见，孙青松的《井下油水分离技术在辽河油区的应用》、张劲松的《对井下油水分离和同井回注的认识》等文章。)

目前，国内的辽河、胜利、大庆等油田都有现场试验，试验含水都有不同程度下降，但是不提液的话，产量往往降低；但一旦提液，就会使注采失衡，影响邻井产量，加之回注参数监测难，现实中的注采平衡实难做到，这是它难以推广的最重要因素。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于同井注采的开采装置，其在开采时能减少打井的数量，节省成本，且能提高油藏产量。

本发明的另一目的是，提供一种应用同井注采装置方法，用于开发多层油藏。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种用于同井注采的开采装置，所述开采装置包括管柱和套管，所述管柱套设在所述套管内，所述套管上分别设有对应采油段的采油口和对应注水段的注水口，所述管柱和套管之间的上部设有副管；所述管柱包括：同心双管，所述同心双管的上端通过Y型接头连接有上油管，同心双管的下端连接有下油管，所述同心双管上对应所述注水段的位置设有配注器；多个封隔器，其连接在同心双管与套管之间，且所述封隔器分别位于同心双管的上部以及位于所述采油段和注水段之间的位置上；采油通道，其设置在所述管柱上，并对应所述采油口的位置。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述同心双管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管的外部，所述内管的上端通过所述Y型接头与所述上油管连接，所述内、外管之间的环形空间的下端与所述内管相互隔离，所述配注器设置在所述外管上。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间的下端封闭。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述采油通道包括设置在所述下油管上的贯通口。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述采油通道还包括水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述内管的下端封闭，所述外管连接所述下油管，且所述外管与所述下油管为一体构造，所述下油管的下端封闭。

如上所述的用于同井注采的开采装置，所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

一种上述的用于同井注采的开采装置的开采方法，所述开采方法包括步骤：A、在同一口井中设置采油段和注水段；B、水从所述副管流下，进入所述同心双管的内、外管之间的环形空间；C、待所述内、外管之间的环形空间的水位到达所述配注器的位置，水则通过配注器流出所述外管，并通过所述注水口进入所述注水段进行注水；D、所述采油段的油水混合物通过所述采油口和所述采油通道进入所述管柱内的所述内管和上油管，并通过抽油泵被抽出。

如上所述的开采方法，在同一口井中设置一个采油段和一个注水段，所述采油段位于注水段的下方；所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间封闭，所述采油通道为设置在所述下油管上的贯通口。

如上所述的开采方法，在同一口井中设置两个采油段和一个注水段，所述注水段位于所述两个采油段之间；所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间的下端封闭；对应注水段上方的采油段的所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接；对应注水段下方的采油段的所述采油通道为设置在所述下油管上的贯通口。

如上所述的开采方法，在同一口井中设置一个采油段和一个注水段，所述采油段位于注水段的上方；所述内管的下端封闭，所述外管连接所述下油管，且所述外管与所述下油管为一体构造，所述下油管的下端封闭；所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

如上所述的开采方法，所述井为油井，将所述油井中的超高含水层设为所述注水段，其余井段为所述采油段；或者，所述井为水井，将所述水井中无注水的层位射开而作为所述采油段，其余井段则为所述注水段。

本发明的特点和优点是：

传统的井下同井注采的开采装置在井下需要旋流分离器和回注增压泵，井下需有动力装备，结构较复杂。而本实施例的开采装置中，其管柱是静态的，不需要旋流分离器和回注增压泵，使得开采装置的结构较为简单。

此外，本实施例的开采装置使得注入、采出两种流体在同一井眼中并行流动，如此可减少打井的数量，节省成本，还可以提高油藏产量。

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是本发明的用于同井注采的开采装置的第一种实施方式示意图；

图2是本发明的用于同井注采的开采装置的第二种实施方式示意图；

图3是本发明的用于同井注采的开采装置的第三种实施方式示意图；

图4是本发明的用于同井注采的开采装置的同心双管的正视方向的立体示意图；

图5是本发明的用于同井注采的开采装置的同心双管的侧视方向的立体示意图；

图6是图2的A-A线剖面图；

图7是采用本发明实施例与采用深部调堵、脉冲或非脉冲性控水措施的效果的对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

实施方式1

本发明实施例提出了一种用于同井注采的开采装置，其包括管柱和套管1，所述管柱套设在所述套管1内，所述套管1上分别设有对应采油段Y的采油口1a和对应注水段S的注水口1b，所述管柱和套管1之间的上部设有副管2。所述管柱包括同心双管3、多个封隔器4和采油通道。所述同心双管3的上端通过Y型接头5连接有上油管6，同心双管3的下端连接有下油管7，所述同心双管3上对应所述注水段S的位置设有配注器8。多个封隔器4连接在同心双管3与套管1之间，且所述封隔器4分别位于同心双管3的上部以及位于所述采油段Y和注水段S之间的位置上。所述采油通道设置在所述管柱上，并对应所述采油口1a的位置。

其中，所述副管2也井口连接，井口装置设计方式参见专利CN201020192634.9。

根据本发明的一个实施方式，配合图4-图6所示，所述同心双管3包括内管3a和外管3b，所述外管3b套设在所述内管3a的外部，所述内管3a的上端通过所述Y型接头5与所述上油管6连接，所述内、外管3a、3b之间的环形空间的下端与所述内管3a相互隔离，即内、外管3a、3b之间的环形空间的下端与所述内管3a相互不连通，所述配注器8设置在所述外管3b上。

传统的井下同井注采的开采装置在井下需要旋流分离器和回注增压泵，井下需有动力装备，结构较复杂。而本实施例的开采装置中，其管柱是静态的，不需要旋流分离器和回注增压泵，使得开采装置的结构较为简单。

此外，本实施例的开采装置使得注入、采出两种流体在同一井眼中并行流动，如此可减少打井的数量，节省成本，还可以提高油藏产量。

实施方式2

图1和图2显示了本发明的第一、二种实施方式的示意图，图1中所示的管柱可称为顶部合注型管柱，图2中所示的管柱可称为中部合注型管柱。如图1和图2所示，所述内管3a的下端连接所述下油管7，所述内、外管3a、3b之间的环形空间的下端封闭。

进一步而言，如图1所示，所述采油通道包括设置在所述下油管3b上的贯通口9。本实施例中，采油段Y的油水混合物通过采油口1a和贯通口9进入下油管7内，进而进入内管3a和上油管6中。

此外，如图2所示，当所述采油段Y较多时，例如具有两个采油段Y时，所述采油通道包括设置在所述下油管3b上的贯通口9，以及水平导管10，所述水平导管10设置在所述同心双管3上，所述水平导管10的两端开口，且其一端与所述内管3a连接，另一端与所述外管3b连接。本实施例中，采油段Y的油水混合物通过采油口1a进入套管1内，并分别通过贯通口9进入下油管7内，以及通过水平导管10进入内管3a内。

本实施例中，由于水平导管10的内、外两端分别与内管3a和外管3b连接，使得内、外管3a、3b之间的环形空间的水绕过水平导管10继续向下流，并不会进入内管3a中；而油水混合物通过水平导管10进入内管3a中，并不会进入内、外管3a、3b之间的环形空间中。

图3显示了本发明的第三种实施方式的示意图，图3中所示的管柱可称为底部合注型管柱。如图3所示，所述内管3a的下端封闭，所述外管3b连接所述下油管7，且所述外管3b与所述下油管7为一体构造，即所述外管3b向下延伸，直接作为下油管7使用，所述下油管7的下端封闭。

进一步而言，所述采油通道为水平导管10，所述水平导管10设置在所述同心双管3上，所述水平导管10的两端开口，且其一端与所述内管3b连接，另一端与所述外管3b连接。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1的相同，在此不再赘述。

实施方式3

一种用于同井注采的开采装置的开采方法，所述开采方法包括步骤：

A、在同一口井中设置采油段Y和注水段S。

B、水从所述副管2流下，进入所述同心双管3的内、外管3a、3b之间的环形空间。

C、待所述内、外管3a、3b之间的环形空间的水位到达所述配注器8的位置，水则通过配注器8流出所述外管3b，并通过所述注水口1b进入所述注水段S进行注水。

D、所述采油段Y的油水混合物通过所述采油口1a和所述采油通道进入所述管柱内的所述内管3a和上油管6，并通过抽油泵被抽出。

其中，当所述井为油井时，可将所述油井中的超高含水层设为所述注水段S，其余井段为所述采油段Y。而当所述井为水井时，将所述水井中无注水段的井段射开而作为所述采油段Y，其余井段则为所述注水段S。

根据本发明的一个实施方式，如图1所示，在同一口井中设置一个采油段Y和一个注水段S，所述采油段Y位于注水段S的下方；所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间封闭，所述采油通道为设置在所述下油管上的贯通口9。

根据本发明的一个实施方式，如图2所示，在同一口井中设置两个采油段Y和一个注水段S，所述注水段S位于所述两个采油段Y之间；所述内管3a的下端连接所述下油管7，所述内、外管3a、3b之间的环形空间的下端封闭；对应注水段S上方的采油段Y的所述采油通道为水平导管10，所述水平导管10设置在所述同心双管3上，所述水平导管3的两端开口，且其一端与所述内管3a连接，另一端与所述外管3b连接；对应注水段S下方的采油段Y的所述采油通道为设置在所述下油管7上的贯通口9。

根据本发明的一个实施方式，如图3所示，在同一口井中设置一个采油段Y和一个注水段S，所述采油段Y位于注水段S的上方；所述内管3a的下端封闭，所述外管3b连接所述下油管7，且所述外管3b与所述下油管7为一体构造，所述下油管3b的下端封闭；所述采油通道为水平导管10，所述水平导管10设置在所述同心双管3上，所述水平导管10的两端开口，且其一端与所述内管3a连接，另一端与所述外管3b连接。

下面说明本实施例的试验效果。

试验区位于喇嘛甸油田北东一区，为一平缓单斜，断层不发育，面积2.16km²。井况、油层发育情况、井网及开发历程有代表性，能反映喇嘛甸油田开发现状。含油井段跨度约300m，油水、油气界面统一；萨、葡、高三套油层间夹层泥质厚度一般超过2m，隔层分布稳定。油藏综合含水96.5％，注入水无效循环严重。

应用数值模拟技术，对52口特高含水油井和31口水井的SIII或P I油组实施传统的同井注采和本实施例的同井注采，参见图7所示，图7中的方案A是采用本实施例的同井注采，方案B是采用底部深调加调注水的方案，方案C是采用底部深调的方案，方案D是采用笼统深调的方案，方案E是采用周期注水的方案。从图7可看出，采用本实施例的同井注采的效果十分明显，最大降水幅度2.5个百分点，地面水油比从19降低到12.3，井口无效产液量下降1/3；有效期达5年以上，提高了稳产性，而稳产是老油田的头等大事；与现有的开采方法比较，同比增油50.2％，5年内提高采收率1.5个百分点，意义很大。

本发明实施例的特点和意义如下：

①可用于水井，以大量增加产油井段，大幅提高产量，例如使大庆长垣稳产上台阶；

②可用于油井，实现“不完全转注”，避免了油井产量的丧失，又可平面调整；

③有多套井网分采不同油层时，将本实施例的“同井注采”用于现有井网可实现对特定层位的加密控制，省去钻井成本。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1或实施方式2的相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动，变型或组合而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述开采装置包括管柱和套管，所述管柱套设在所述套管内，所述套管上分别设有对应采油段的采油口和对应注水段的注水口，所述管柱和套管之间的上部设有副管；所述管柱包括：

同心双管，所述同心双管的上端通过Y型接头连接有上油管，同心双管的下端连接有下油管，所述同心双管上对应所述注水段的位置设有配注器；

多个封隔器，其连接在同心双管与套管之间，且所述封隔器分别位于同心双管的上部以及位于所述采油段和注水段之间的位置上；

采油通道，其设置在所述管柱上，并对应所述采油口的位置。

2.根据权利要求1所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述同心双管包括内管和外管，所述外管套设在所述内管的外部，所述内管的上端通过所述Y型接头与所述上油管连接，所述内、外管之间的环形空间的下端与所述内管相互隔离，所述配注器设置在所述外管上。

3.根据权利要求2所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间的下端封闭。

4.根据权利要求3所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述采油通道包括设置在所述下油管上的贯通口。

5.根据权利要求4所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述采油通道还包括水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

6.根据权利要求2所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述内管的下端封闭，所述外管连接所述下油管，且所述外管与所述下油管为一体构造，所述下油管的下端封闭。

7.根据权利要求6所述的用于同井注采的开采装置，其特征在于，所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

8.一种根据权利要求2所述的用于同井注采的开采装置的开采方法，其特征在于，所述开采方法包括步骤：

A、在同一口井中设置采油段和注水段；

B、水从所述副管流下，进入所述同心双管的内、外管之间的环形空间；

C、待所述内、外管之间的环形空间的水位到达所述配注器的位置，水则通过配注器流出所述外管，并通过所述注水口进入所述注水段进行注水；

D、所述采油段的油水混合物通过所述采油口和所述采油通道进入所述管柱内的所述内管和上油管，并通过抽油泵被抽出。

9.根据权利要求8所述的开采方法，其特征在于，在同一口井中设置一个采油段和一个注水段，所述采油段位于注水段的下方；所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间封闭，所述采油通道为设置在所述下油管上的贯通口。

10.根据权利要求8所述的开采方法，其特征在于，在同一口井中设置两个采油段和一个注水段，所述注水段位于所述两个采油段之间；所述内管的下端连接所述下油管，所述内、外管之间的环形空间的下端封闭；

对应注水段上方的采油段的所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接；

对应注水段下方的采油段的所述采油通道为设置在所述下油管上的贯通口。

11.根据权利要求8所述的开采方法，其特征在于，在同一口井中设置一个采油段和一个注水段，所述采油段位于注水段的上方；所述内管的下端封闭，所述外管连接所述下油管，且所述外管与所述下油管为一体构造，所述下油管的下端封闭；所述采油通道为水平导管，所述水平导管设置在所述同心双管上，所述水平导管的两端开口，且其一端与所述内管连接，另一端与所述外管连接。

12.根据权利要求8所述的开采方法，其特征在于，所述井为油井，将所述油井中的超高含水层设为所述注水段，其余井段为所述采油段；或者，

所述井为水井，将所述水井中无注水的层位射开而作为所述采油段，其余井段则为所述注水段。