CN106246143B - 一种出水油层的控水方法及其控水防砂管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种出水油层的控水方法及其控水防砂管柱，尤其适用于大斜度井和水平井。一种出水油层的控水方法是利用遇水膨胀橡胶遇水膨胀的特性、封堵防砂管柱与带有射孔炮眼的井筒之间的环形空间。控水防砂管柱包括筛管，筛管上设有进液通道，使用遇水膨胀橡胶制做套筒，将套筒的一端与硫化套硫化在一起，把硫化套固定在筛管的外部、使套筒位于进液通道的上方或下方。本发明的控水方法简单有效、不需要人为干预，能够有针对性地封堵出水油层，原理简单可靠。大幅降低了生产成本，使用本发明能够有效封堵出水油层，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种出水油层的控水方法及其控水防砂管柱

技术领域

本发明涉及石油工业油井的堵水方法和装置，特别是一种出水油层的控水方法及其控水防砂管柱，尤其适用于大斜度井和水平井。

背景技术

水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，大大增加了油井的泄油面积，提高单井产量。因此，近年来水平井的应用规模不断扩大，为提高水平井完善程度，大部分水平井采用裸眼筛管完井，减少原油流向井筒的阻力，提高单井产能。但是，对于存在边底水的长井段水平井，缺乏长期有效的分段完井技术，一旦底水锥进，实施堵水措施比较困难，造成目的油层动用程度不均、含水上升快、稳产期短的问题。为解决这一难题，开发了多种水平井物理控水方法，主要有分段变密度筛管控水方法、中心管控水方法、均衡流动控制装置控水方法、双管选择性完井控水方法等。

下面分别描述上述几种控水方法的基本工作原理：

分段变密度筛管控水方法：根据油藏渗透率的变化，优化水平段每段的筛管孔密，利用不同的孔密来调节不同部位的压差节流，调整井底压力剖面，以达到均衡生产压差，降低底水锥进速度的目的。但是下入筛管前需要准确了解油藏不同层段的渗透率，根据不同渗透率确定不同筛管段的孔密，针对性强，采用邻井的渗滤率资料又不够准确，测量油藏的渗透率的工艺较为复杂且作业成本高，控水效果不够理想。

中心管控水：在悬挂的防砂筛管内再下入小直径油管，伸入水平井段一定长度，并用封隔器封闭小油管和上部套管的环形空间，通过小油管改变水平井根端的液体流向，调节井筒流入剖面，达到控水生产目的。该技术存在的问题是防砂完井后需要再下入一层油管及封隔器，增加了材料成本与作业人工成本，且油管伸入水平井段的长度需要通过试油测试后再通过计算确定，工序较为繁杂，且增加了试油测试成本，推广实施较困难。

均衡流动控制装置控水方法：均衡流动控制装置大多是与筛管相结合，做成控水筛管，油层流体从油层流出后经防砂筛管进入到不带孔基管与防砂筛管之间的环形间隙，流经均衡流动控制装置，最后进入基管，被采出到地面。该技术所依赖的控水筛管结构复杂，制造成本较高，同时也需要通过测试手段确定油藏不同层段的渗透率进行设计匹配，增加了大量工作及费用，难以大规模推广应用。

双管选择性完井控水方法可分为两种，一种是用分支水平井开采油藏，用垂直井筒开采底水层，另一种则是采用同向两分支水平井结构，上方的水平井筒采油，底水层的水平井筒采水，两种方法都需要另打一个井眼进行单独采水，不仅增加了钻井成本，也增加了后期射孔、防砂等作业成本，同时配套的采油工艺也较为复杂，难以大规模推广应用。

上述几种控水方法普遍存在的问题是：通过改善水油流度比来限制油层出水速度，只能暂时延缓含水率的上升速度，不能真正有效封堵出水层位，不能从根本上解决油井出水问题，并且实施成本较高，不利于大规模推广应用。

还有一种化学控水方法，其原理是通过向出水层段挤入化学堵水剂来堵水，达到控水生产的目的。但是这种方法需要先下入井下工具或仪器找到出水层段，才能进行有针对性的堵水，作业措施复杂且成本较高，并存在污染油层的风险。因此，需要开发一种简单有效的控水生产方法，解决油井出水问题，抑制含水率的上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种出水油层的控水方法及其控水防砂管柱，简化出水油层的控水方式，减少作业程序，避免油层污染，提高控水效果、降低生产成本。

本发明的技术解决方案是：

一种出水油层的控水方法是利用遇水膨胀橡胶遇水膨胀的特性、封堵防砂管柱与带有射孔炮眼的井筒之间的环形空间：

A、将遇水膨胀橡胶的一端固定在防砂管柱的筛管上面、位于进液通道的上方或下方、另一端遇水自由膨胀；

B、将遇水膨胀橡胶下入到油层的射孔炮眼的上方或下方、初始安装时，遇水膨胀橡胶不覆盖筛管上的进液通道，使遇水膨胀橡胶不影响正常生产，当油层出水成为出水油层时，遇水膨胀橡胶膨胀后填满带有射孔炮眼的井筒与带有进液通道的防砂管柱之间的环形空间，封堵该出水油层的出水段。

使用一种出水油层的控水方法的控水防砂管柱包括筛管，筛管上设有进液通道，使用遇水膨胀橡胶制做套筒，将套筒的一端与硫化套硫化在一起，把硫化套固定在筛管的外部、使套筒位于进液通道的上方或下方。

与现有技术相比，本发明的显著效果是，在生产井的目的油层射孔后，下入本发明的控水防砂管柱，控水防砂管柱的筛管上开有进液通道，作为原油生产通道。在筛管的外面固定着使用遇水膨胀橡胶制做的套筒，遇水膨胀橡胶具有吸水膨胀的特性，将套筒的一端通过硫化套固定在筛管上，另一端为自由活动端、能够遇水自由膨胀。初始安装时，套筒不覆盖筛管上的进液通道，能够保证原油顺利流通。将控水防砂管柱下入到设计位置并完井投产后，当油层出油时，遇水膨胀橡胶制做的套筒保持原状，原油保持正常生产；当油层出水成为出水油层时，由于橡胶材料的遇水膨胀特性，套筒膨胀后伸长，封闭筛管上的进液通道，同时周向上膨胀填满井筒，将出水油层的射孔炮眼封堵，油层则保持正常生产，达到控水产油的目的。

本发明的控水方法简单有效、油层出水后不需要下仪器或工具单独找水，利用遇水膨胀橡胶遇水膨胀的特性有选择性地自动封堵出水油层，不需要人为干预，能够有针对性地封堵出水油层，原理简单可靠。控水防砂管柱在完井施工时就一次性地完成了后期生产中的堵水工作，大幅降低了生产成本，使用本发明能够有效封堵出水油层，从根本上抑制了原油含水率的上升，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。

参见图1，一种出水油层的控水方法是利用遇水膨胀橡胶遇水膨胀的特性、封堵防砂管柱与带有射孔炮眼5的井筒1之间的环形空间：

A、将遇水膨胀橡胶的一端固定在防砂管柱的筛管2上面、位于进液通道6的上方或下方、另一端遇水自由膨胀；

B、将遇水膨胀橡胶下入到油层的射孔炮眼5的上方或下方、初始安装时，遇水膨胀橡胶不覆盖筛管2上的进液通道6，使遇水膨胀橡胶不影响正常生产，当油层出水成为出水油层时，遇水膨胀橡胶膨胀后填满带有射孔炮眼5的井筒1与带有进液通道6的防砂管柱之间的环形空间，封堵该出水油层的出水段。

使用一种出水油层的控水方法的控水防砂管柱包括筛管2，筛管2上设有进液通道6，使用遇水膨胀橡胶制做套筒4，将套筒4的一端与硫化套3硫化在一起，把硫化套3固定在筛管2的外部、使套筒4位于进液通道6的上方或下方。

所述硫化套3的外径与初始安装的套筒4的外径相符。

所述进液通道6是进液孔或者是进液竖槽。

参见图1中上部和下部的套筒4的外形结构：当油层出油时，使用遇水膨胀橡胶制做的套筒4保持原状，原油保持正常生产，。

参见图1中部与出水油层对应的套筒4遇水膨胀后的工作状态：当油层出水成为出水油层时，由于橡胶材料的遇水膨胀特性，使用遇水膨胀橡胶制做的套筒4膨胀后伸长，封闭了筛管2上的进液通道6，同时周向上膨胀填满井筒1，将出水油层的射孔炮眼5封堵，油层保持生产，达到控水产油的目的。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (4)

1.一种出水油层的控水方法，是利用遇水膨胀橡胶遇水膨胀的特性、封堵防砂管柱与带有射孔炮眼的井筒之间的环形空间：

A、将遇水膨胀橡胶的一端固定在防砂管柱的筛管上面、位于进液通道的上方或下方、另一端遇水自由膨胀；

B、将遇水膨胀橡胶下入到油层的射孔炮眼的上方或下方、初始安装时，遇水膨胀橡胶不覆盖筛管上的进液通道，使遇水膨胀橡胶不影响正常生产，当油层出水成为出水油层时，遇水膨胀橡胶膨胀后填满带有射孔炮眼的井筒与带有进液通道的防砂管柱之间的环形空间和进液通道，封堵该出水油层的出水段。

2.使用权利要求1所述一种出水油层的控水方法的控水防砂管柱，包括筛管，筛管上设有进液通道，其特征是，使用遇水膨胀橡胶制做套筒，将套筒的一端与硫化套硫化在一起，把硫化套固定在筛管的外部、使套筒位于进液通道的上方或下方。

3.如权利要求2所述的控水防砂管柱，其特征是，所述硫化套的外径与初始安装的套筒的外径相符。

4.如权利要求3所述的控水防砂管柱，其特征是，所述进液通道是进液孔或者是进液竖槽。