CN104481470A - 一种油井自适应控水管柱及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种油井自适应控水管柱，包括油管、设于油管末端的导向堵丝和设于油管上的丢手接头，导向堵丝和丢手接头之间的层段均设有自适应控水装置，所述自适应控水装置由井下产液监测仪和自调节控制阀连接组成；本发明还提供了一种油井自适应控水方法，步骤如下：1）安装自适应控水管柱；2）下入自适应控水管柱；3）自适应控水。本发明在油井生产过程中能够有效阻止因某一层段见水突进，倒灌入其他层段，影响其他层段出液，同时，不需要因油井见水采取找堵水措施，节省了现场施工作业成本，提高原油采收率达5%。

Description

一种油井自适应控水管柱及方法

技术领域

本发明属于油田采油技术领域，具体涉及一种油井自适应控水管柱及方法。

背景技术

油井出水是油田开发过程中普遍存在的问题，它给油井正常生产、油气集输和油田开发等工作带来严重影响，特别是对于水驱（注水井、边水及底水）油田。

由于油层物性不均匀以及开发方案和开发措施不当等原因，使水在纵向和横向上不均匀，造成油田过早水淹，油田采收率降低。同时，由于地层大量出水冲刷地层，造成地层出砂坍塌，使油井停产甚至报废。在水驱油田开采后期，油井出水是不可避免的，对出水油井，必须对高含水层采取堵水措施，封堵高含水层，开采低含水层，以达到稳油控水、增产降耗的目的。

目前，对见水油井首先通过找水技术找出出水层段，再通过机械（封隔器卡封）或化学堵水方式对出水层段进行封堵来控水，采用这种方法不能及时发现各层段实际生产情况及油井含水变化，往往是在井口发现含水上升后或是出现暴行水淹后才采取的事后处理措施。若某一层段出水量较大，改层段压力降高于其他层段，存在出水层段水倒灌入产油层段，抑制其他层段正常产液。另外采用这种方式至少需要两趟管柱，现场施工工作量大，措施施工周期长，大大影响了油井采油时率和产能的发挥。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不能及时发现各层段实际生产情况及油井含水变化，影响油井采油时率的问题。

为此，本发明提供了一种油井自适应控水管柱，包括油管、设于油管末端的导向堵丝和设于油管上的丢手接头，所述导向堵丝和丢手接头之间的层段均设有与封隔器连接的自适应控水装置，所述自适应控水装置由井下产液监测仪和自调节控制阀连接组成，所述自适应控水装置的数量与层段数相等；

所述井下产液监测仪由压力传感器、流量测试仪、含水测试仪、监测仪主板依次电连接组成，所述自调节控制阀由供电电池组、控制阀主板、微处理器、微电机、驱动杆、自调节阀球依次电连接组成，所述驱动杆与自调节阀球之间设有密封圈，所述井下产液监测仪通过监测仪主板和自调节控制阀的控制阀主板电连接，自调节控制阀另一端与油管连接，与油管连接部位设有侧向进液通道。

所述井下产液监测仪和自调节控制阀连接，所述井下产液监测仪用于监测对应层段地层压力、温度以及层段液体流量、流速、含水参数，并进行分析判断；

所述自调节控制阀接收井下产液监测仪的分析结果信号，通过微处理器22驱动微电机执行指令来控制阀门开度的大小。

本发明还提供了一种油井自适应控水方法，包括以下步骤：

步骤1）安装自适应控水管柱：根据层段数在油管的导向堵丝和丢手接头之间设置对应数量的自适应控水装置，按照丢手接头、封隔器、井下产液监测仪、自调节控制阀、导向堵丝依次连接，并预设每个层段自调节控制阀的开度；

步骤2）下入自适应控水管柱：将自适应控水管柱下入井内，待封隔器下到预定位置进行坐封将各层段卡开，下入抽油泵开使抽油；

步骤3）自适应控水：各井下监测仪对对应层段产出液进行监测，并对产出液含水情况进行分析判断，当对应层段含水量不变时，则不需要调整自调节控制阀的开度，继续进行产业监测；当对应层段出现含水量增大，则需要调小自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器驱动微电机执行指令以减小阀门开度；当对应层段出现含水量减小，则需要调大自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器驱动微电机执行指令来增大阀门开度，依此循环工作，控制高含水层段出液。

本发明的有益效果是：在油井正常生产过程中，将等见水后再进行找堵水治理的措施改变为提前预防，即在新投或者未见水之前将自调节控制阀安装在各层段，采用封隔器卡封各产液层段，以井下各层段产液动态监测为依据，在不动原有管柱的情况下随时根据产液动态变化情况判断主产油层和高含水层，控制每个层的产液量和产出压力，对高含水层进行严格控制而不是封堵，利用电子开关技术控制开关器开度的大小，控制高含水层段产液，使各层段压力保持平衡，充分挖掘中、低含水层的剩余油潜力，达到稳油控水的目的，并实现油井自适应找水、堵水一体化，提高原油采收率达5%。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的油井自适应控水管柱的结构示意图；

图2是自调节控制阀控制流程图；

图3是自适应控水装置结构示意图。

图中：1、导向堵丝；2、丢手接头；3、自适应控水装置；4、第一层段封隔器5、第一层段井下产液监测仪；6、第一层段自调节控制阀；7、第二层段封隔器；8、第二层段井下产液监测仪；9、第二层段自调节控制阀；10、第三层段封隔器；11、第三层段井下产液监测仪；12、第三层段自调节控制阀；13、抽油泵；14、油管；15、压力传感器；16、流量测试仪；17、含水测试仪；18、检测仪主板；19、过流通道；20、供电电池组；21、控制阀主板；22、微处理器；23、微电机；24、驱动杆；25、密封圈；26、自调阀球；27、侧向进液通道。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有技术不能及时发现各层段实际生产情况及油井含水变化，影响油井采油时率的问题。本实施例提供了一种如图1所示的油井自适应控水管柱，包括油管、设于油管末端的导向堵丝1和设于油管上的丢手接头2，导向堵丝1和丢手接头2之间的层段均设有与封隔器连接的自适应控水装置3，自适应控水装置3由井下产液监测仪和自调节控制阀组成，所述自适应控水装置3的数量与层段数相等；

井下产液监测仪和自调节控制阀连接，井下产液监测仪用于监测对应层段地层压力、温度以及层段液体流量、流速、含水参数，并进行分析判断；

自调节控制阀接收井下产液监测仪的分析结果信号，通过微处理器22驱动微电机执行指令来控制阀门开度的大小。

如图3所示，井下产液监测仪主要包括流量、含水、压力测试部分，其下部通过螺纹与油管14连接，井下产液监测仪由压力传感器15、流量测试仪16、含水测试仪17、监测仪主板18依次通过螺纹连在中心管上，地层流体经由油管内部的中心管流过测试仪，并由中心管上的过流通道19进入油管与中心管的环形空间；产液测试仪部分所采集的数据储存在监测仪主板18中，并由主板上的微处理器将信息处理后通过电缆将数据传输至自调节控制阀的微处理器22上，井下监测仪与自调节控制阀之间由螺纹连接，内部由o型胶圈进行密封。

自调节控制阀主要由供电电池组20、控制阀主板21、微处理器22、微电机23、驱动杆24、密封圈25、自调节阀球26、侧向进液通道27组成，上部与油管21通过丝扣连接。其中供电电池组20为自调节控制阀的动力来源，为驱动阀体运动、控制阀主板21运行进行供电；控制阀主板21将测试仪所采集处理后的数据进行整合，由控制阀主板21上的微处理器22向微电机23提供控制阀开度大小指令，微电机23驱动驱动杆24做旋转运动，带动自调节阀球26旋转来调节阀体开度来控制侧向进液通道27的大小，从而根据井下产液情况自动调节控制阀大小，实现控水增油的目的。

本实施例以一口3段水平采油井采用自适应控水管柱，如图1所示，该自适应控水管柱从上至下依次为丢手接头2、第一层段封隔器4、第一层段井下产液监测仪5、第一层段自调节控制阀6、第二层段封隔器7、第二层段井下产液监测仪8、第二层段自调节控制阀9、第三层段封隔器10、第三层段井下产液监测仪11、第三层段自调节控制阀12、导向丝堵1。

各层段井下产液监测仪主要对当前层段产液动态变化情况进行监测，并对当前产液层段的产液动态变化进行对比分析，根据当前产液层段含水情况来判断油井实际生产情况，并通过含水变化值来调整自调节控制阀开度大小，使对应层段产液发生变化，进而控制高含水层段出液，平衡各层段产液，使各层段压力保持平衡，达到稳油控水的目的。

在自调节控制阀自动调节过程中，首先需要根据油井井况对其含水变化值对应控制阀开度进行预设，待正常生产监测到含水变化时，对控制阀开度进行调整，后根据实际生产过程中含水变化值大小调整控制阀开度，当含水变化较大时，如含水大于90%后，自调节控制阀开度达到最小状态，给高含水层段留有泄压通道，防止高含水层段向其它层段串流；当含水变化较小时，保持控制阀原有开度。

本发明将井下油井产液动态监测技术与井下自动控制技术相结合，根据油井自身情况变被动为主动，实现找堵水技术一体化，达到自适应调整，实现稳油控水的目的，解决现有技术的不足，与现有技术相比，可提高原油采收率5%。

实施例2：

在实施例1油井自适应控水管柱的基础上，本实施例提供了一种油井自适应控水方法，包括以下步骤：

步骤1）安装自适应控水管柱：根据层段数在油管的导向堵丝1和丢手接头2之间设置对应数量的自适应控水装置3，按照丢手接头2、封隔器、井下产液监测仪、自调节控制阀、导向堵丝1依次连接，并预设每个层段自调节控制阀的开度；

步骤2）下入自适应控水管柱：将自适应控水管柱下入井内，待封隔器下到预定位置进行坐封将各层段卡开，下入抽油泵13开使抽油；

步骤3）自适应控水：各井下监测仪对对应层段产出液进行监测，并对产出液含水情况进行分析判断，当对应层段含水量不变时，则不需要调整自调节控制阀的开度，继续进行产业监测；当对应层段出现含水量增大，则需要调小自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器22驱动微电机执行指令以减小阀门开度；当对应层段出现含水量减小，则需要调大自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器22驱动微电机执行指令来增大阀门开度，依此循环工作，控制高含水层段出液，见图2。

实施油井自适应控水方法后，在油井生产过程中能够有效阻止因某一层段见水突进，倒灌入其他层段，影响其他层段出液，同时，不需要因油井见水采取找堵水措施， 节省了现场施工作业成本。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种油井自适应控水管柱，包括油管、设于油管末端的导向堵丝（1）和设于油管上的丢手接头（2），其特征在于：所述导向堵丝（1）和丢手接头（2）之间的层段均设有与封隔器连接的自适应控水装置（3），所述自适应控水装置（3）由井下产液监测仪和自调节控制阀连接组成，所述自适应控水装置（3）的数量与层段数相等；

所述井下产液监测仪由压力传感器（15）、流量测试仪（16）、含水测试仪（17）、监测仪主板（18）依次电连接组成，所述自调节控制阀由供电电池组（20）、控制阀主板（21）、微处理器（22）、微电机（23）、驱动杆（24）、自调节阀球（26）依次电连接组成，所述驱动杆（24）与自调节阀球（26）之间设有密封圈（25），所述井下产液监测仪通过监测仪主板（18）和自调节控制阀的控制阀主板（21）电连接，自调节控制阀另一端与油管（14）连接，与油管（14）连接部位设有侧向进液通道（27）。

2.根据权利要求1所述的所述一种油井自适应控水管柱，其特征在于：所述的井下产液监测仪用于监测对应层段地层压力、温度以及层段液体流量、流速、含水参数，并进行分析判断；

所述自调节控制阀接收井下产液监测仪的分析结果信号，通过微处理器（22）驱动微电机（23）执行指令来控制阀门开度的大小。

3. 一种油井自适应控水方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）安装自适应控水管柱：根据层段数在油管的导向堵丝（1）和丢手接头（2）之间设置对应数量的自适应控水装置（3），按照丢手接头（2）、封隔器、井下产液监测仪、自调节控制阀、导向堵丝（1）依次连接，并预设每个层段自调节控制阀的开度；

步骤2）下入自适应控水管柱：将自适应控水管柱下入井内，待封隔器下到预定位置进行坐封将各层段卡开，下入抽油泵（13）开使抽油；

步骤3）自适应控水：各井下监测仪对对应层段产出液进行监测，并对产出液含水情况进行分析判断，当对应层段含水量不变时，则不需要调整自调节控制阀的开度，继续进行产业监测；当对应层段出现含水量增大，则需要调小自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器（22）驱动微电机（23）执行指令以减小阀门开度；当对应层段出现含水量减小，则需要调大自调节控制阀的开度，将分析结果发指令给自调节控制阀，通过微处理器（22）驱动微电机（23）执行指令来增大阀门开度，依此循环工作，控制高含水层段出液。