CN106640026A - 一种可选层注酸的压控式智能生产管柱及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可选层注酸的压控式智能生产管柱及生产方法，其中的生产管柱包括设置有井下安全阀、过电缆封隔器及潜油电泵的上段管柱和设置有的丢手工具、定位密封、第一插入密封、第二插入密封及导向丝堵的下段丢手分层管柱，在生产管柱的多个位置分别设置压控开关；其中的生产方法包括制作生产管柱、安装压控开关、下入丢手分层管柱和上段管柱、遥控加压、轮采找水及定点酸化等步骤。本发明的优点是：只需下入一趟丢手分层管柱即可作业，无需拆下仪器或管柱，能有效的解决大斜度井分层控水采油的技术难题，可通过地面远程控制压控开关来实现找水、控水、调层生产和不同油层的定点酸化，而且在酸化时可使酸液有效的进入目的储层。

Description

一种可选层注酸的压控式智能生产管柱及生产方法

技术领域

本发明涉及一种油田分层采油技术，更具体的说，本发明涉及一种可选层注酸的压控式智能生产管柱及生产方法。

背景技术

目前，海上油田生产井大多以定向井为主。，当井斜小于60°时多采用常规滑套实现分层开采；当井斜大于60°时，则因钢丝作业无法下入导致此类油井以笼统合采方式生产。然而随着油田进入中高含水阶段，层间矛盾日益突出，如何实现分层控水采油成为一项亟待解决的技术难题。

此外，油井酸化时只能采用笼统酸化方式，但由于层间压力差异大，酸液不能有效进入污染严重的目的储层，而是进入压力亏空层和污染小的储层，所以酸化效果不明显。

现有技术有采用井下智能开关解决大斜度井的分层开采问题，但还未有能实现分层定点酸化的技术目的。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，并为实现任意调层生产和定点酸化提供一种可选层注酸的压控式智能生产管柱及生产方法。

本发明的技术方案是：

一种可选层注酸的压控式智能生产管柱，包括上段管柱和下段丢手分层管柱；所述的上段管柱包括自上而下顺序设置在油管上的井下安全阀、过电缆封隔器和潜油电泵；所述的下段丢手分层管柱包括自上而下分别设置在导向轴上的丢手工具、定位密封、第一插入密封、第二插入密封和导向丝堵，所述的定位密封与第一插入密封之间、所述的第一插入密封和第二插入密封之间以及所述的第二插入密封与导向丝堵之间分别设置压控开关，所述的定位密封与井壁之间设置原井顶部封隔器，所述的第一插入密封和井壁之间设置第一原井隔离封隔器，所述的第二插入密封和井壁之间设置第二原井隔离封隔器，所述导向丝堵处的井壁上设置原井底部封隔器。

所述的压控开关包括桥式本体，所述的桥式本体上轴向开有活塞杆密封孔且径向开有采油通道、酸化通道和过液通道；所述的采油通道对称设置为两个，两个所述的采油通道上分别安装有单流阀组件；所述的酸化通道设置于所述采油通道的下部，其结构为对称布置的径向通孔；所述的过液通道与所述的酸化通道呈90°方向的月牙形结构；所述的活塞杆密封孔内装有可沿其轴向移动的活塞杆，所述活塞杆较粗一端的圆柱面上设置可与活塞杆密封孔形成密封的O圈，所述活塞杆较细的一端从下至上依次连接丝杠组件、电机、压力传感器组件、电路板组件和电池。

所述活塞杆较粗圆柱端的圆柱面上设置的三处O圈，每一处为2个。

为了便于测试地层的压力恢复曲线和压力降落曲线，本发明在所述桥式本体的下端部配接两个存储式压力计。

所述压控开关的数量根据生产控制的需要确定并设置在每一个油层中。

所述的定位密封、第一插入密封和第二插入密封分别与原井顶部封隔器、第一原井隔离封隔器和第二原井隔离封隔器配合实现各个油层间的隔离密封。

一种使用上述可选层注酸的压控式智能生产管柱进行分层采油的生产方法，包括以下步骤：

(1)根据生产要求制作可选层注酸的压控式智能生产管柱，并对应每一油层安装一套压控开关，同时设置最下层压控开关的采油通道为打开状态，其他层位的压控开关全关；

(2)先下入可选层注酸的压控式智能生产管柱的下段丢手分层管柱，再下入上段管柱；

(3)地面遥控加压建立“所有层采油开”压力控制时序，井下各层位的压控开关接收到信号后即启动工作，启泵生产进入合层生产阶段；

(4)油井正常生产一段时间后，综合含水上升，此时，地面遥控加压建立压力控制时序，使得在同一时间内只有一层的压控开关处于采油通道打开的状态，其余层位则处于全关状态，进入轮采找水阶段；

(5)根据各层的产液状态确定高含水层位后，地面遥控该层压控开关的采油通道关闭，其他层位压控开关的采油通道仍为打开状态；

(6)又生产一段时间后，油井含水继续上升，重复(4)、(5)步骤；

(7)当需要对某一层位进行酸化作业时，地面遥控加压建立压力控制时序，该层压控开关接收信号后，打开酸化通道，开始执行此层位的定点酸化作业，待酸化作业结束后，所述的压控开关根据预设时间自动执行注酸通道的关闭动作并返回前一工作状态。

本发明克服了现有技术的诸多缺陷，其有益效果在于：

(1)整体管柱结构简单，操作容易，只需下入一趟丢手分层管柱，无需拆下仪器或管柱作业，有效的解决了大斜度井分层开采问题。

(2)可通过地面远程压力控制井下压控开关来实现找水、控水、调层生产和不同油层的定点酸化，解决了现有技术一直以来无法实现分层控水采油的技术难题。

(3)油井酸化时可使酸液有效的进入目的储层，酸化效果明显。

附图说明

图1为本发明中可选层注酸的压控式智能生产管柱的结构示意图；

图2为图1中压控开关全关状态示意图；

图3为图2的A-A剖面示意图；

图4为本发明中压控开关的压力控制时序；

图5为压控开关打开采油通道的状态示意图；

图6为压控开关打开酸化通道的状态示意图。

附图标记：1、油管；2、井下安全阀；3、过电缆封隔器；4、潜油电泵；5、丢手工具；6、定位密封；7、压控开关；8、第一插入密封；10、第二插入密封；12、导向丝堵；13、桥式本体；14、单流阀组件；15、存储式压力计；16、活塞杆；17、丝杠组件；18、电机；19、压力传感器组件；20、电路板组件；21、电池；22、采油通道；23、酸化通道；24、活塞杆密封孔；25、过液通道；26、原井顶部封隔器；27、原井隔离封隔器1；28、原井隔离封隔器2；29、原井底部封隔器。

具体实施方式

为使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案及其技术效果作出详细说明。

如图1所示，本发明的可选层注酸的压控式智能生产管柱，包括上段管柱和下段丢手分层管柱；所述的上段管柱包括自上而下顺序安装在油管1上的井下安全阀2、过电缆封隔器3和潜油电泵4；所述的下段丢手分层管柱包括自上而下分别安装在导向轴上的丢手工具5、定位密封6、第一插入密封8、第二插入密封10和导向丝堵12，所述的定位密封6与第一插入密封8之间、所述的第一插入密封8和第二插入密封10之间以及所述的第二插入密封10与导向丝堵12之间分别安装有压控开关7，所述的定位密封6与井壁之间安装有原井顶部封隔器26，所述的第一插入密封8和井壁之间安装有第一原井隔离封隔器27，所述的第二插入密封10和井壁之间安装有第二原井隔离封隔器28，所述导向丝堵12处的井壁上安装有原井底部封隔器29。

所述压控开关7的数量可以根据生产控制的需要确定，并将其设置在每一个油层中，例如图1中：三个所述的压控开关7分别对应与第一油层a、第二油层b和第三油层c，所述的定位密封6、第一插入密封8和第二插入密封10分别通过与原井顶部封隔器25、第一原井隔离封隔器26和第二原井隔离封隔器27的密封配合实现各个油层间的隔离密封。

如图2、图3所示，所述的压控开关7为一工具短节，其结构组成包括桥式本体13，所述的桥式本体13上轴向开有活塞杆密封孔24且径向开有采油通道22、酸化通道23和过液通道25(见图3)；

所述的采油通道22对称设置为两个，两个所述的采油通道22上分别安装有单流阀组件14，这样的设置可使产液只能由桥式本体13的外侧进入，而且在地面打压时液体不会进入地层，从而保证管柱内的憋压状态；

所述的酸化通道23设置于所述采油通道22的下部(见图2)，其结构为对称布置的径向通孔；

所述的过液通道25与所述的酸化通道23呈90°方向加工成对称布置的月牙形结构(见图3)；

所述的活塞杆密封孔24内装有可沿其轴向移动的活塞杆16，所述活塞杆16一端为较粗的圆柱端，该圆柱端的圆柱面上通过3处分别采用的两道O圈与所述活塞杆密封孔24的孔壁配合形成密封，当所述的活塞杆16在所述的活塞杆密封孔24内位于不同位置时，可分别实现采油通道22和酸化通道23的打开或关闭，所述活塞杆16的另一端为较细的圆柱端，该圆柱端从下至上依次连接丝杠组件17、电机18、压力传感器组件19、电路板组件20和电池21。

为了便于测试地层的压力恢复曲线和压力降落曲线，本发明还可在所述桥式本体13的下端部配接两个存储式压力计15。

参照图4，所述的压控开关7对应不同的压力控制时序时具有不同的工作状态。当需要控制压控开关改变工作状态时，地面按照所需的压力控制时序加压，所述的压力传感器组件19采集压力信号并将其转换为电信号，该电信号经电路板组件20的采集、处理后输出控制信号，使电机18驱动活塞杆16做轴向运动并最终到达要求位置。由于注酸通道23打开时，地面加压无法建立压力控制时序，故所述的注酸通道23根据预设时间自动控制关闭。

图1中的生产管柱为各个压控开关7全部关闭的状态，此时采油通道22和酸化通道23关闭，对应的油层关闭，其他层位的产液经过过液通道25流入上部管柱；

图5是设置在生产管柱中的压控开关7打开采油通道22的状态，当采油通道22打开时，液体经单流阀组件14进入油管；

图6是设置在生产管柱中的压控开关7打开酸化通道23的状态，当酸化通道23打开时，地面注入的酸液经酸化通道23进入地层。

使用上述可选层注酸的压控式智能生产管柱进行分层采油的生产方法包括以下步骤：

(1)根据分层采油的生产要求制作如图1所示的可选层注酸的压控式智能生产管柱，并对应每一油层安装一套压控开关7，同时设置最下层压控开关7的采油通道为打开状态，其他层位的压控开关7全关；

(2)下入可选层注酸的压控式智能生产管柱的丢手分层管柱，然后下入潜油电泵生产管柱；

(3)地面遥控加压建立“所有层采油开”压力控制时序，井下各层位的压控开关7接收到信号后即启动工作，启泵生产进入合层生产阶段；

(4)油井正常生产一段时间后，综合含水上升，此时，地面遥控加压建立压力控制时序，使得在同一时间内只有一层的压控开关7处于采油通道22打开的状态，其余层位则处于全关状态，进入轮采找水阶段(每层单独生产几天，地面计量产液情况，确定各层产油气、出水情况)；

(5)根据各层的产液状态确定高含水层位后，地面遥控该层压控开关7的采油通道22关闭，其他层位压控开关7的采油通道22仍为打开状态；

(6)又生产一段时间后，油井含水继续上升，重复(4)、(5)步骤；

(7)当需要对某一层位进行酸化作业时，地面遥控加压建立压力控制时序，该层压控开关7接收信号后，打开酸化通道23，开始执行此层位的定点酸化作业，酸化作业结束后，所述的压控开关7根据预设时间自动执行注酸通道23的关闭动作并返回前一工作状态。

以上结合附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式。本领域的普通技术人员应该能够理解，在实际应用中，本发明中生产管柱的结构形状或设置方式以及生产方法的具体步骤均有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出与其相似的设计。特别需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可选层注酸的压控式智能生产管柱，包括上段管柱和下段丢手分层管柱，其特征在于：所述的上段管柱包括自上而下顺序设置在油管上的井下安全阀、过电缆封隔器和潜油电泵；所述的下段丢手分层管柱包括自上而下分别设置在导向轴上的丢手工具、定位密封、第一插入密封、第二插入密封和导向丝堵，所述的定位密封与第一插入密封之间、所述的第一插入密封之间和第二插入密封之间以及所述的第二插入密封与导向丝堵之间分别设置压控开关，所述的定位密封与井壁之间设置原井顶部封隔器，所述的第一插入密封和井壁之间设置第一原井隔离封隔器，所述的第二插入密封和井壁之间设置第二原井隔离封隔器，所述导向丝堵处的井壁上设置原井底部封隔器。

2.根据权利要求1所述的可选层注酸的压控式智能生产管柱，其特征在于：所述的压控开关包括桥式本体，所述的桥式本体上轴向开有活塞杆密封孔且径向开有采油通道、酸化通道和过液通道；所述的采油通道对称设置为两个，两个所述的采油通道上分别安装有单流阀组件；所述的酸化通道设置于所述采油通道的下部，其结构为对称布置的径向通孔；所述的过液通道与所述的酸化通道呈90°方向的月牙形结构；所述的活塞杆密封孔内装有可沿其轴向移动的活塞杆，所述活塞杆较粗一端的圆柱面上设置可与活塞杆密封孔形成密封的O圈，所述活塞杆较细的一端从下至上依次连接丝杠组件、电机、压力传感器组件、电路板组件和电池。

3.根据权利要求1所述的可选层注酸的压控式智能生产管柱，其特征在于：所述活塞杆较粗圆柱端的圆柱面上设置的三处O圈，每一处为2个。

4.根据权利要求1所述的可选层注酸的压控式智能生产管柱，其特征在于：所述桥式本体的下端部配接两个存储式压力计。

5.根据权利要求1所述的可选层注酸的压控式智能生产管柱，其特征在于：所述压控开关的数量根据生产控制的需要确定并设置在每一个油层中。

6.根据权利要求1所述的可选层注酸的压控式智能生产管柱，其特征在于：所述的定位密封、第一插入密封和第二插入密封分别与原井顶部封隔器、第一原井隔离封隔器和第二原井隔离封隔器配合实现各个油层间的隔离密封。

7.一种使用如权利要求1-6所述可选层注酸的压控式智能生产管柱进行分层采油的生产方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)根据生产要求制作可选层注酸的压控式智能生产管柱，并对应每一油层安装一套压控开关，同时设置最下层压控开关的采油通道为打开状态，其他层位的压控开关全关；

(2)先下入可选层注酸的压控式智能生产管柱的下段丢手分层管柱，再下入上段管柱；

(3)地面遥控加压建立“所有层采油开”压力控制时序，井下各层位的压控开关接收到信号后即启动工作，启泵生产进入合层生产阶段；

(4)油井正常生产一段时间后，综合含水上升，此时，地面遥控加压建立压力控制时序，使得在同一时间内只有一层的压控开关处于采油通道打开的状态，其余层位则处于全关状态，进入轮采找水阶段；

(5)根据各层的产液状态确定高含水层位后，地面遥控该层压控开关的采油通道关闭，其他层位压控开关的采油通道仍为打开状态；

(6)又生产一段时间后，油井含水继续上升，重复(4)、(5)步骤；

(7)当需要对某一层位进行酸化作业时，地面遥控加压建立压力控制时序，该层压控开关接收信号后，打开酸化通道，开始执行此层位的定点酸化作业，待酸化作业结束后，所述的压控开关根据预设时间自动执行注酸通道的关闭动作并返回前一工作状态。