CN108547603A - 一种注水采油一体化管柱及注水采油方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种注水采油一体化管柱及注水采油方法，包括：所述管柱呈上下贯通的筒状，所述管柱包括自上而下依次设置的油管以及注水管；所述油管内穿设有抽油杆以及与所述抽油杆相连的抽油泵，其中，所述抽油杆以及抽油泵的柱塞提出后对应的管柱的最小内径大于测调仪的外径；所述注水管内设置有配水器以及封隔器，其中，所述配水器用于在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流入油管内部的通道，所述封隔器用于隔离相邻配注层；所述管柱内设置有筛管，所述筛管用于提供原油流入油管内部的通道。利用本申请各个实施例，可以在不动管柱的情况下，简单高效的实现注水和采油的相互转换，减少作业量和成本。
Description
技术领域
本申请涉及采油工程的原油举升领域，尤其涉及一种注水采油一体化管柱及注水采油方法。
背景技术
低渗透油气田已经成为油气开发建设的主要对象，目前低渗透油藏主要采用注水开发。在储层的裂缝孔隙系统中，主要驱油动力是驱动压差和重力，毛细管力作用很弱，在储层的基质孔隙系统，因孔吼细小，毛细管力成为驱油的主要动力，尤其当油层岩性为亲水时，渗吸被认为是驱油的主要过程。因此水驱的压差、重力作用和渗吸过程是提高低渗油藏采收率的有效途径。
油田开发实践及理论研究均表明，在天然裂缝发育或体积改造后的低渗透油藏，如果采用连续注水方式补充地层能量，油井将快速水淹，采出程度低；但在储层呈亲水性，具备渗吸采油基础时，在体积改造产生大量裂缝后渗吸作用将会急剧增强，可以充分利用渗吸机理，达到控水增油的目的。基于渗吸采油与有效驱动思路，油气田开发工程提出采用注水吞吐，渗吸采油相结合的新型开发方式控水稳油，即：在同一口井中，先注水一定的时间，闷井使储层的基质孔隙发生渗吸作用，开井自喷或采用人工举升方式将原油举升到地面，当地层压力下降到一定水平时，再次注水、闷井和举升作业，依次循环进行。通过注水吞吐和渗吸采油的方式，可以改变液流方向，提高水驱波及体积，进一步提高油藏动用程度。但采用以上新型开发方式，面临注水管柱和采油管柱转换频繁，作业量大等问题。
发明内容
本申请实施方式提供了一种注水采油一体化管柱及注水采油方法，能够在不动管柱的情况下，实现注水和采油的相互转换，且结构简单。
为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：
一种注水采油一体化管柱，包括：所述管柱呈上下贯通的筒状，所述管柱包括自上而下依次设置的油管以及注水管；
所述油管内穿设有抽油杆以及与所述抽油杆相连的抽油泵，其中，所述抽油杆以及抽油泵的柱塞提出后对应的管柱的最小内径大于测调仪的外径；
所述注水管内设置有配水器以及封隔器，其中，所述配水器用于在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流入油管内部的通道，所述封隔器用于隔离相邻配注层；
所述管柱内设置有筛管，所述筛管用于提供原油流入油管内部的通道。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，所述油管的外壁上连接有伸缩补偿器，所述伸缩补偿器用于补偿油管伸缩。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，所述伸缩补偿器位于抽油泵泵筒的下端。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，所述注水管与所述油管通过安全接头连接。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，所述封隔器包括：
第一封隔器，所述第一封隔器设置于靠近油管的位置，所述第一封隔器包括锚定器，所述锚定器用于锚定管柱；
第二封隔器，所述第二封隔器位于第一封隔器的下端。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，所述配水器为桥式同心配水器，所述配水器连通油管内部与油套环空。
进一步地，所述注水采油一体化管柱的另一个实施例中，采油时所述配水器水嘴的开度为100％。
另一方面，为实现上述目的，本申请还提供了一种应用上述注水采油一体化管柱进行注水采油的方法，包括：
注水转采油时，下入测调仪，调整配水器水嘴开度，下入抽油杆以及柱塞，利用抽油机将原油举升至地面；
采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱，下入测调仪，调整各配注层配水器水嘴的开度，提出测调仪，实施注水。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，包括：
采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱之后，打开最下端的配水器水嘴，关闭其他配水器水嘴，实施反洗管柱。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，包括：
注水转采油时，对各配注层的配水器水嘴的开度按预设要求进行调整，以实施对各配注层的分采或者合采。
本申请上述一个或者多个实施例提供的所述注水采油一体化管柱及注水采油方法，可以在不动管柱的情况下，仅需提出或下入抽油杆以及抽油泵的柱塞，即可简单高效的实现注水和采油的相互转换，减少作业量和成本。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
图1为本申请一个实施例中的注水采油一体化管柱采油期间的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中的注水采油一体化管柱注水期间的结构示意图；
图3为本申请另一个实施例中的注水采油一体化管柱采油期间的结构示意图；
图4为本申请另一个实施例中的注水采油一体化管柱采油期间的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
本申请的一个实施例中提供一种注水采油一体化管柱，可以包括：所述管柱呈上下贯通的筒状，所述管柱包括自上而下依次设置的油管以及注水管。所述油管内穿设有抽油杆以及与所述抽油杆相连的抽油泵，其中，所述抽油杆以及抽油泵的柱塞提出后对应的管柱的最小内径大于测调仪的外径。所述注水管内设置有配水器以及封隔器，其中，所述配水器用于在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流入油管内部的通道，所述封隔器用于隔离相邻配注层。所述管柱内还设置有筛管，所述筛管用于提供原油流入油管内部的通道，即所述筛管可以在采油过程中提供原油由各各配注层流入油管内的通道。
以三层段注水为例，对上述方案进行说明，如图1和图2所示，图1表示注水采油一体化管柱在采油期间的结构示意图，图2表示注水采油一体化管柱在注水期间的结构示意图。所述管柱包括油管1、注水管2，抽油杆3，抽油泵4，抽油泵的柱塞401以及泵筒402，配水器5，封隔器6，筛管7。具体实施时，所述抽油泵4可以为液力反馈式抽油泵，也可以为杆式抽油泵，以满足在注水时，抽油泵的柱塞401可以从所述油管1内抽出，以提供测调仪下入注水管2的通径。所述配水器以及封隔器的结构可以采用现有技术中相关结构，这里不做累述。具体的，所述配水器可以在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流动的通道；所述封隔器用于隔离相邻配注层。
在第一次注水时，可以先下入除抽油杆3和抽油泵的柱塞401以外的管柱，此时管柱最小内径大于测调仪的外径，以便于测调仪顺利通过。优选的，所述管柱最小内径可以为46mm，从而提供注水测调仪所需的直径46mm通道。然后，打压坐封封隔器6，之后再下入测调仪打开配水器5，并下入验封仪验证封隔器6的坐封。最后按照配注要求，再次下入测调仪，按照注水量和注水压力要求，调整各层段的配水器的水嘴开度。提出测调仪后，实施注水。
当注水转采油时，可以闷井一定时间，开井自喷。或当地层压力下降的一定水平，油井无法自喷时，下入测调仪，调整配水器5的水嘴开度。然后，下入抽油杆3和抽油泵的柱塞401，利用抽油机实现井下原油的举升。各配注层的原油经相应的配水器进入筛管7后，流入油管1，然后输送至地面。
当采油转注水时，先上提抽油杆3，将抽油泵的柱塞401提至地面，形成注水管柱。然后，可以反洗管柱，清理管柱内壁残留杂质。之后，下入测调仪，按照注水量和注入压力要求，调整各层段的配水器水嘴的开度，提出测调仪后，实施注水。
依次类推，按照注水转采油和采油转注水作业方法，完成多轮次的注采转换，吞吐渗吸采油。从而，利用本实施例提供的上述结结构，可以在不动管柱的情况下，即可简单高效的实现注水和采油的相互转换，减少作业量和成本的同时，降低安全风险。
图3、图4分别表示本申请的一个或者多个实施例中注水采油一体化管柱在采油、注水期间的结构示意图。本申请的一个实施例中，所述油管的外壁上可以连接有伸缩补偿器，用于补偿注水或者采油期间，由于压力、液柱重力、温度等变化所引起的油管的伸缩。如采油期间，上冲程与下冲程过程中，油管所受力不同，导致油管出现反复伸缩的问题，影响油管的使用寿命。本实施例中，通过在所述油管的外壁上连接伸缩补偿器，以补偿油管的伸缩，有效保证油管的使用寿命。优选的，所述伸缩补偿器8可以安装在抽油泵的泵筒402的下端，即油管1靠下的位置，如图3所示。从而可以在更加有效的补偿油管伸缩的同时，进一步防止伸缩补偿器出现破损时，影响抽油泵对原油的举升。
本申请的一些实施例中，所述油管1与所述注水管2可以是一体成型的。本申请的一个实施例中，所述油管1与所述注水管2也可以为分开的管柱，通过连接结构进行连接。如图3所示，本申请的一个或者多个实施例中，优选的，所述油管1与所述注水管2之间可以通过安全接头9进行连接。当注水管出现封隔器卡死，提不动管柱的问题时，可以通过上提或旋转油管，使油管与注水管从靠近封隔器处分开，从而有效上提管柱，避免大修作业。
如图3所示，本申请的一个实施例中，所述封隔器可以包括第一封隔器601以及第二封隔器602，所述第一封隔器601设置在靠近油管1的位置上，所述第一封隔器601还包括锚定器6011，用于锚定管柱，降低管柱的蠕动，提高管柱的寿命。所述第二封隔器602位于第一封隔器601的下端。当配注层的数量大于三个时，所述第二封隔器602可以为两个及两个以上，与配注层的个数相适应。具体实施时，第一封隔器除了可以用于分隔配注层之外，还可以锚定管柱，降低管柱的蠕动，第二封隔器可以用于分隔配注层。
具体实施时，在注水时，所述配水器可以按照注水量以及注入压力的要求，利用测调仪调整水嘴的开度，以控制各配注层的注入量。本申请的一个实施例中，注水转采油时，优选的，可以将所述水嘴的开度设置为全开，即可以调整水嘴的开度为100％，以防止采油过程中管柱内的上下压力差造成管柱的损坏。
本申请的一个实施例中，优选的，所述配水器可以为桥式同心配水器。相应的，注水过程中可以采用桥式同心分层注水技术，以适应井下高温要求，提高在斜井中的测调成功率。本申请的一个实施例中，所述配水器可以连通油管内部与油套环空，从而可以有效的实时测试动液面，以调整抽油机的作业制度，保证开采效率。
利用本申请上述一个或者多个实施例提供的注水采油一体化管柱，仅需提出或下入抽油杆以及抽油泵的柱塞，既可以实现采油与注水作业的相互转换，作业量少，成本低。同时，利用伸缩补偿器、安全接头以及封隔器的锚定器，可以进一步降低管柱蠕动和起不出管柱的风险，提高了管柱的使用寿命以及安全性。
本申请的另一个实施例还提供一种应用上述实施例中所述管柱进行注水采油的方法，所述方法可以包括：注水转采油时，下入测调仪，调整配水器水嘴开度，下入抽油杆以及柱塞，利用抽油机将原油举升至地面；采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱，下入测调仪，调整各配注层配水器水嘴的开度，提出测调仪，实施注水。
具体实施时，注水转采油时，可以在地层压力下降的一定水平，油井无法自喷时，下入测调仪，调整配水器水嘴开度。优选的，水嘴开度调整为100％。然后，下入抽油杆和抽油泵柱塞，形成注水采油一体化管柱，利用抽油机实现井下各配注层内原油的举升。采油转注水时，先上提抽油杆，将抽油泵柱塞提至地面，形成注水管柱。然后，可以下入测调仪，按照注水量和注入压力要求，调整各层段的水嘴开度。之后，提出测调仪，对各配注层实施注水。依次类推，按照注水转采油和采油转注水作业方法，完成多轮次的注采转换，吞吐渗吸采油。
本申请的一个实施例中，在采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱之后，可以下入测调仪，打开或者保持最下端的配水器水嘴，关闭其他配水器水嘴，实施反洗管柱。其中，所述反洗管柱可以为在采油之后，对管柱内壁残留杂质进行清理的步骤，以防止管柱内的杂质堵塞管柱，具体的反洗技术可以参考现有技术实施。利用本实施例的方案，通过仅保持管柱最下端的配水器水嘴打开，可以有效实现对整个管柱的反洗。
本申请的一个实施例中，注水转采油时，对各配注层的配水器水嘴的开度按预设要求进行调整，以实施对各配注层的分别采油(下称分采)或者合并式采油(下称合采)。具体实施时，在注水转采油时，可以根据实际需要进行预先设定是否打开配水器的水嘴，以实施油井的分采和合采。例如，实施分采时，可以将需要开采的配注层对应的配水器水嘴打开，不需要开采的配注层的配水器水嘴关闭。以根据实际需要有效的开采石油，提高开采效率的同时，降低开采成本。当需要合采时，则将所有的配水器水嘴全部打开，以实施对所有配注层的同时开采。利用本申请的采油注水一体化管柱，可以根据实际需要，简单有效的实现油井的分采和合采，无需利用多个油井对各配注层实施分别开采，降低生产成本。或者，当个别配注层出现采油量大幅度降低时，没有进一步开采价值时，只需采油时关闭该配注层对应的配水器水嘴即可，从而大幅度降低生产成本。
利用本申请上述实施例提供的注水采油一体化管柱及注水采油方法，仅需提出或下入抽油杆以及抽油泵的柱塞，既可以实现采油与注水作业的相互转换，作业量少，成本低。同时，利用伸缩补偿器、安全接头以及封隔器的锚定器，进一步降低管柱蠕动和起不出管柱的风险，提高了管柱的使用寿命以及安全性。此外，实际操作中，只需通过调整配水器的开度，既可以实现油井的分采和合采。并且还可以实时观测动液面，调整抽油机的作业制度。从而进一步降低生产成本，提高生产效率。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
Claims (10)
1.一种注水采油一体化管柱，其特征在于，包括：所述管柱呈上下贯通的筒状，所述管柱包括自上而下依次设置的油管以及注水管；
所述油管内穿设有抽油杆以及与所述抽油杆相连的抽油泵，其中，所述抽油杆以及抽油泵的柱塞提出后对应的管柱的最小内径大于测调仪的外径；
所述注水管内设置有配水器以及封隔器，其中，所述配水器用于在注水时对配注层实施注水，在采油时提供原油流入油管内部的通道，所述封隔器用于隔离相邻配注层；
所述管柱内设置有筛管，所述筛管用于提供原油流入油管内部的通道。
2.根据权利要求1所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，所述油管的外壁上连接有伸缩补偿器，所述伸缩补偿器用于补偿油管伸缩。
3.根据权利要求2所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，所述伸缩补偿器位于抽油泵泵筒的下端。
4.根据权利要求1所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，所述注水管与所述油管通过安全接头连接。
5.根据权利要求1所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，所述封隔器包括：
第一封隔器，所述第一封隔器设置于靠近油管的位置，所述第一封隔器包括锚定器，所述锚定器用于锚定管柱；
第二封隔器，所述第二封隔器位于第一封隔器的下端。
6.根据权利要求1所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，所述配水器为桥式同心配水器，所述配水器连通油管内部与油套环空。
7.根据权利要求1所述的注水采油一体化管柱，其特征在于，采油时所述配水器水嘴的开度为100％。
8.一种应用如权利要求1-7所述管柱进行注水采油的方法，其特征在于，包括：
注水转采油时，下入测调仪，调整配水器水嘴开度，下入抽油杆以及柱塞，利用抽油机将原油举升至地面；
采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱，下入测调仪，调整各配注层配水器水嘴的开度，提出测调仪，实施注水。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：
采油转注水时，上提抽油杆，将抽油泵柱塞提出管柱之后，打开最下端的配水器水嘴，关闭其他配水器水嘴，实施反洗管柱。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：
注水转采油时，对各配注层的配水器水嘴的开度按预设要求进行调整，以实施对各配注层的分采或者合采。
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