CN107558931B - 一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法及工艺管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法及工艺管柱，其方法为原产出液由产出层进入采出区后，在注采泵的抽汲作用下，沿分层流道装置进入进液阀，并通过排液柱塞的出口处进入下油管柱内部，当上行到达下油管柱顶部处后，进入分离区；原产出液进入分离区后，流速降低，在重力作用下自然分离，较重的成分向下油管柱和套管之间的环空处下沉，较轻的成分向上油管柱内空间处上浮；较重的产出液分离物从回注泵筒下端入口处进入注采泵，经过回注阀，然后通过分层流道装置进入回注区，注入回注层；较轻的产出液分离物进入上油管柱内空间最后进入井口集输流程。本发明实现增大油水分离空间，延长油水分离时间，提高油水分离效果。

Description

一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法及工艺管柱

技术领域

本发明涉及石油开采技术，具体地说是一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法及工艺管柱。

背景技术

油田进入高含水开发期后，油井中采出水比例不断升高。为解决大量采出水带来的能耗、集输和处理成本升高问题，技术人员提出了油水井下分离、同井采注的工艺技术，其中重力分离同井采注是一种主要实现方式。现有重力分离工艺具有一个共同特点，即分离区域和产出层直接相通。该方式需要位于产出层以下的一部分井筒空间作为高含水液沉降区，以及产出层与采出装置之间一部分井筒空间作为高含油液聚集区，回注层需避开此段空间选取，造成工艺应用条件苛刻或者分离效果不佳。

经过检索，没有发现同本申请结构相同和解决技术问题相同的公开文件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法及工艺管柱，实现增大油水分离空间，延长油水分离时间，提高油水分离效果。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种全井筒重力分离有杆泵同井采注工艺管柱，包括自上而下依次连接的下油管柱、注采泵、密封装置、分层流道装置，所述注采泵包括由外至内依次套装的外筒、泵筒、柱塞，所述泵筒包括上下依次连接的上泵筒、回注泵筒、排液泵筒，所述柱塞包括排液柱塞、回注柱塞，所述回注柱塞固定在排液柱塞外壁，所述排液柱塞上端伸出上泵筒上端外侧连接抽油杆柱，下端则伸入排液泵筒内部，所述回注柱塞跟随排液柱塞上下运行于回注泵筒内；所述排液柱塞下端设置排液阀，上端开设连通下油管柱的出口，所述排液泵筒下端轴向位置设置进液阀，所述排液柱塞下端依次通过排液阀、进液阀、分层流道装置与产出层连通，所述排液泵筒下端径向位置设置回注阀，所述回注泵筒上端径向开设与外筒内腔连通的出口，下端径向开设与套管内腔的入口，所述回注柱塞下端设置回注进液阀，所述回注泵筒依次通过自身出口、回注阀、分层流道装置与回注层连通。

所述下油管柱上端通过锚定器悬挂在套管内壁上，所述下油管柱上方设置有上油管柱，所述上油管柱与外侧的套管通过安全封隔器进行封隔。

所述分层流道装置包括套在一起的外导流管柱、内导流管柱，所述内导流管柱内部形成内导向流道，所述外导流管柱、内导流管柱之间形成外导向流道。

所述外导流管柱、内导流管柱均与套管之间设置封隔器，使内导向流道、外导向流道各自单独连通各自的工作层。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种全井筒重力分离有杆泵同井采注方法，其步骤如下：

原产出液由产出层进入采出区后，在注采泵的抽汲作用下，沿分层流道装置进入进液阀，并通过排液柱塞的出口处进入下油管柱内部，当上行到达下油管柱顶部处后，进入分离区；原产出液进入分离区后，流速降低，在重力作用下自然分离，较重的成分向下油管柱和套管之间的环空处下沉，较轻的成分向上油管柱内空间处上浮；较重的产出液分离物到达分离区底部后，被注采泵回注部件抽汲，从回注泵筒下端入口处进入注采泵，经过回注进液阀，被回注柱塞增压后，沿回注泵筒出口到达回注阀，然后通过分层流道装置进入回注区，注入回注层；较轻的产出液分离物到达分离区顶部后，在安全封隔器和上油管柱的导向下，进入上油管柱内空间最后进入井口集输流程。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出的方法及工艺将产出层、回注层与油套环空隔离，充分利用井筒空间作为油水分离区域，增大了分离空间，延长了分离时间，可有效提高分离效果。

2、油水分离空间设置在整个井筒上侧，通过导向流道与产出层、回注层相连，回注层可在产出层上下择优选择，层位顺序及层间距离的选择范围大，相对现有工艺具有更好的适用性。

附图说明

图1为产出层在下，回注层在上时的用于有杆泵井的重力分离同井采注工艺管柱结构示意图；

图2为产出层在上，回注层在下时的用于有杆泵井的重力分离同井采注工艺管柱结构示意图。

图中：1、上油管柱，2、安全封隔器，3、套管，4、锚定器，5、下油管柱，6、上泵筒，7、回注泵筒，8、回注柱塞，9、回注进液阀，10、排液泵筒，11、排液柱塞，12、排液阀，13、进液阀，14、回注阀，15、外导流管柱，16、封隔器，17、外导向流道，18、封隔器，19、内导向流道，20、内导流管柱，21、密封装置，22、入口；23、环空；24、外筒；25、出口；26、出口；27、顶部；28、抽油杆柱；29、上油管柱内空间。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1所示，套管3内靠近工作层处设置有封隔器16、18和外导流管柱15、内导流管柱20，卡封在上工作层上部和上下工作层之间。外导流管柱15、内导流管柱20之间为外导向流道17，导流管柱20内部为内导向流道19。外导向流道17与上工作层相通，内导向流道19与下工作层相通。

封隔器16之上设置注采泵。注采泵底部设置密封装置21，通过插入密封方式与导向流道相连。注采泵本体由上泵筒6、回注泵筒7、排液泵筒10，回注柱塞8、排液柱塞11，回注进液阀9、排液阀12、进液阀13、回注阀14，外筒24构成。排液泵筒10，排液柱塞11，排液阀12、进液阀13构成注采泵的排液部件。上泵筒6、回注泵筒7，回注柱塞8、排液柱塞11，回注进液阀9、回注阀14构成注采泵回注部件，上泵筒6和排液柱塞11组成的密封副用于隔离原产出液和高含水分离产物。注采泵的排液柱塞11上端连接有抽油杆柱28，用于向注采泵传递动力。

注采泵上部设置下油管柱5，下油管柱5顶端设置锚定器4。锚定器4将下油管柱5和注采泵固定在套管3内。

井口处设置上油管柱1和安全封隔器2，将高含油分离产物导入井口流程，并阻断流体和压力向套管闸门的传递。

实施时，先将封隔器16、18及外导流管柱15、内导流管柱20下入井内至工作层处卡封，接着下入注采泵和下油管柱5，与外导向流道17、内导向流道19对接后，利用锚定器4固定，之后下入安全封隔器2和上油管柱1在井口处卡封，最后下入抽油杆柱28。完成管柱后，套管3内的整个井筒空间即被划分为采出、回注和分离三个功能区。

该工艺实施时，抽油杆柱28传递动力至排液柱塞11，排液柱塞11同时带动回注柱塞8一起往复运动，使注采泵工作。其运行过程是这样的：

图1中，上工作层为回注层，其与外导向流道17之间为回注区；下工作层为产出层，其与内导向流道19之间为采出区；封隔器16以上，下油管柱5外部，安全封隔器2以下的空间为分离区。原产出液由产出层进入采出区后，在注采泵的抽汲作用下，沿内导向流道19进入进液阀13，并通过排液柱塞11的出口26处进入下油管柱5内部，当上行到达下油管柱5顶部27处后，进入分离区。原产出液进入分离区后，流速降低，在重力作用下自然分离，较重的成分向环空23处下沉，较轻的成分向上油管柱内空间29处上浮。较重的产出液分离物到达分离区底部后，被注采泵回注部件抽汲，从回注泵筒下端入口22处进入注采泵经过回注进液阀9，被回注柱塞8增压后，沿出口25到达回注阀14，通过阀14后进入外导向流道17，最终进入回注区，注入回注层。较轻的产出液分离物到达分离区顶部后，在安全封隔器2和上油管柱1的导向下，进入上油管柱内空间29最后进入井口集输流程。

图2中产出层与回注层位置相反，外导向流道17与产出层相连，内导向流道19与回注层相连，进液阀13连接至外导向流道17，回注阀14连接到内导向流道19，产出液运移过程与图1所示情况类似，不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (4)

1.一种全井筒重力分离有杆泵同井采注工艺管柱，其特征在于，包括自上而下依次连接的下油管柱、注采泵、密封装置、分层流道装置，所述注采泵包括由外至内依次套装的外筒、泵筒、柱塞，所述泵筒包括上下依次连接的上泵筒、回注泵筒、排液泵筒，所述柱塞包括排液柱塞、回注柱塞，所述回注柱塞固定在排液柱塞外壁，所述排液柱塞上端伸出上泵筒上端外侧连接抽油杆柱，下端则伸入排液泵筒内部，所述回注柱塞跟随排液柱塞上下运行于回注泵筒内；所述排液柱塞下端设置排液阀，上端开设连通下油管柱的出口，所述排液泵筒下端轴向位置设置进液阀，所述排液柱塞下端依次通过排液阀、进液阀、分层流道装置与产出层连通，所述排液泵筒下端径向位置设置回注阀，所述回注泵筒上端径向开设与外筒内腔连通的出口，下端径向开设与套管内腔的入口，所述回注柱塞下端设置回注进液阀，所述回注泵筒依次通过自身出口、回注阀、分层流道装置与回注层连通；所述下油管柱上端通过锚定器悬挂在套管内壁上，所述下油管柱上方设置有上油管柱，所述上油管柱与外侧的套管通过安全封隔器进行封隔。

2.根据权利要求1所述的一种全井筒重力分离有杆泵同井采注工艺管柱，其特征在于，所述分层流道装置包括套在一起的外导流管柱、内导流管柱，所述内导流管柱内部形成内导向流道，所述外导流管柱、内导流管柱之间形成外导向流道。

3.根据权利要求2所述的一种全井筒重力分离有杆泵同井采注工艺管柱，其特征在于，所述外导流管柱、内导流管柱均与套管之间设置封隔器，使内导向流道、外导向流道各自单独连通各自的工作层。

4.一种权利要求1 所述全井筒重力分离有杆泵同井采注工艺管柱的使用方法，其步骤如下：

原产出液由产出层进入采出区后，在注采泵的抽汲作用下，沿分层流道装置进入进液阀，并通过排液柱塞的出口处进入下油管柱内部，当上行到达下油管柱顶部处后，进入分离区；原产出液进入分离区后，流速降低，在重力作用下自然分离，较重的成分向下油管柱和套管之间的环空处下沉，较轻的成分向上油管柱内空间处上浮；较重的产出液分离物到达分离区底部后，被注采泵回注部件抽汲，从回注泵筒下端入口处进入注采泵，经过回注进液阀，被回注柱塞增压后，沿回注泵筒出口到达回注阀，然后通过分层流道装置进入回注区，注入回注层；较轻的产出液分离物到达分离区顶部后，在安全封隔器和上油管柱的导向下，进入上油管柱内空间最后进入井口集输流程。