CN108625832B - 一种调堵球 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种调堵球，包括：球体；设于所述球体的球面上的过流通道；所述过流通道能在所述调堵球封堵炮眼时供水通过。所述过流通道包括开设于所述球体球面上的过流凹槽；所述过流凹槽在所述球面上沿弧形延伸成一圈。所述过流凹槽的截面为半圆；所述过流凹槽沿其延伸方向的截面不变。该调堵球能够增大高渗透层的吸水量，使调剖达到设计吸水量的目的。

Description

一种调堵球

技术领域

本发明涉及注水井调剖工艺技术领域，尤其涉及一种调堵球。

背景技术

目前，在一些特殊注水井中，如套管损坏，套变严重，大井斜角等，分注工具无法正常下入，导致无法机械分层；另外在一些巨厚油层油藏中，薄互油层交替分布，机械分层受工具尺寸及作业精度限制，无法做到细致分层，随着注水周期的延长，层间矛盾日益突出。

投球选注工艺是目前解决层间矛盾、提升石油开采的一种有效措施。投球选注工艺是选取合适密度与直径的调堵球，然后通过调堵球在井下随水流自由分配，选择性封堵高渗层对应炮眼，从而达到调节吸水剖面的目的。

在现有投球选注工艺中，在选取了合适的调堵球直径和密度后，调堵球能够顺利的对高渗层炮眼进行封堵，达到了封堵效果。但是，封堵后不可调整高渗层的吸水量，进而导致不能有效的调节吸水剖面。

发明内容

经过发明人研究发现，调堵球封堵炮眼后仍存在缝隙，高渗层仍具有一定的吸水量，但该吸水量按照目前的投球方式无法进行调节，达不到设计吸水量。基于该问题，本发明的目的是提供一种可调节高渗层吸水量的调堵球。在调剖后高渗透层吸水量达不到注水要求时，该调堵球能够增大高渗透层的吸水量，使调剖达到设计吸水量的目的。

本发明采用如下技术方案：

一种调堵球，包括：

球体；

设于所述球体的球面上的过流通道；所述过流通道能在所述调堵球封堵炮眼时供水通过。

作为一种优选的实施方式，所述过流通道包括开设于所述球体球面上的过流凹槽；所述过流凹槽在所述球面上沿弧形延伸成一圈。

作为一种优选的实施方式，所述过流凹槽的截面为半圆；所述过流凹槽沿其延伸方向的截面不变。

作为一种优选的实施方式，所述球体的球面上形成有3圈所述过流凹槽；3圈所述过流凹槽之间互相垂直且相互交叉。

作为一种优选的实施方式，所述过流凹槽的截面半径满足如下比例关系：

其中，r是过流凹槽的截面半径；R是炮眼半径；A是未封堵前高渗透层吸入量；a是调剖后炮眼与调堵球原有的漏失量；B是目标吸水量。

有益效果：

本发明中的过流通道通过在所述调堵球封堵炮眼时供水通过，增大调堵球的过流面积，提升高渗透层的吸水量，因此，该调堵球能够增大高渗透层的吸水量，使调剖达到设计吸水量的目的。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式中所提供的一种调堵球结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1封堵炮眼示意图；

图4是图3的正视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

通过投球调剖工艺总结出，现有投球调剖时，炮眼与调堵球之间的孔隙仍然存在，产生的过流面积。经过投球后测试结果可知，调剖后仍存在原吸水量的5％-10％，若调剖设计要求为调整高渗透层(也称为高渗层)吸水量，使高渗透层吸水量增大50％-80％之间时，目前的投球调剖无法实现设计要求。

请参阅图1、图2，本发明实施方式中提供一种调堵球10，包括：球体1；设于所述球体1的球面上的过流通道；所述过流通道能在所述调堵球10封堵炮眼20时供水通过。

在实施调剖时将该调堵球10下入到井中并随水流将炮眼20封堵，由于该调堵球10具有过流通道，从而可以增大调堵球10的过流面积，提升高渗透层的吸水量，直至达到设计漏失量(也即设计吸水量)。

如此可以看出，本实施方式中的过流通道通过在所述调堵球10封堵炮眼20时供水通过，增大调堵球10的过流面积，提升高渗透层的吸水量，因此，该调堵球10能够增大高渗透层的吸水量，使调剖达到设计吸水量的目的。

过流通道可以具有多种结构，比如凹槽、凹陷、孔道等等。具体的，所述过流通道包括开设于所述球体1球面上的过流凹槽2；所述过流凹槽2在所述球面上沿弧形延伸成一圈。此时，调堵球10位于炮眼20的状态如图3、图4所示，调堵球10将炮眼20封堵，但是过流凹槽2与炮眼20的边缘之间形成供水流通过的孔道，提升高渗透层的吸水量。

过流凹槽2的截面可以为矩形、正方形、三角形、或其他多边形、或不规则形状。作为优选的，以达到通过简单的构造实现高渗透层吸水量可控的目的，所述过流凹槽2的截面为半圆；所述过流凹槽2沿其延伸方向的截面不变。具体的，如图1、图2所示，所述球体1的球面上形成有3圈所述过流凹槽2；3圈所述过流凹槽2之间互相垂直且相互交叉。

其中，各过流凹槽2相互垂直交叉。以过流凹槽2的截面半径为r，该调堵球10可以通过不同的调剖方案设计要求改变图4中r的大小，使炮眼20与调堵球10之间的过流面积发生变化，通过新产生的过流面积与原过流面积比计算出流量的变化，从而调整吸入量，达到调剖方案设计要求。

如图4所示，该调堵球10的过流凹槽2的截面半径确定过程如下：假设过流面积与油层吸入量成正比，未封堵前高渗透层吸入量A，调剖后炮眼20与调堵球10原有的漏失量a，调堵球10控制的吸入量为A-a；方案设计的设计量B，需要调增的吸入量＝B-a；根据假设可知：过流面积比＝调剖前后吸入量比，R为炮眼20半径，炮眼20与调堵球10接触时会产生4个半径为r的流道，本发明中所述调堵球10与原调堵球10相比增加了4个半圆型凹槽流道，增加的过流面积为4*(1/2πr²)＝2πr²；原过流面积为πR*R；过流面积比＝πR*R/(πR²-2πr²)；调剖前后吸入量比＝(A-a)/(B-a)；

已知炮眼20半径R；未封堵前高渗透层吸入量A；调剖后炮眼20与调堵球10原有的漏失量a；方案设计的目标吸水量(也称为设计吸水量)B；可求得r。即r可按照如下公式计算得出，利用计算得出的r制作调堵球10，实现吸入量可调控。

所述过流凹槽2的截面半径满足如下比例关系：

其中，r是过流凹槽的截面半径；R是炮眼半径；A是未封堵前高渗透层吸入量；a是调剖后炮眼与调堵球原有的漏失量；B是目标漏失量。该公式中，A、B、a为相同单位，r与R为相同单位即可。

相比于全部将炮眼20封堵(较为容易且易控制)，将炮眼20按照比例封堵以此来提升高渗透层的吸水量(漏失量)也是可行的方案，但是该方案需要精确确定投入调堵球10的数量，由于调堵球10跟随水流自由封堵炮眼20，难以实现达到确定比例封堵炮眼20，导致吸入量不可控或可控性差，无法获得目标调控结果。

该实施方式所提供的调堵球10相比于现有的调堵球10，可以在投入时每次均按照将炮眼20全部封堵的数量投入即可，无需控制投入比例，操作简单，同时，利用控制调堵球10的过流凹槽2的截面半径即可实现高渗透层吸入量可调控，且调控后更加准确，结构十分简单，可应用前景非常高。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

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，而是应该参照所附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，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (2)

1.一种调堵球，其特征在于，包括：

球体；

设于所述球体的球面上的过流通道；所述过流通道能在所述调堵球封堵炮眼时供水通过；所述过流通道包括开设于所述球体球面上的过流凹槽；所述过流凹槽在所述球面上沿弧形延伸成一圈；所述球体的球面上形成有3圈所述过流凹槽；3圈所述过流凹槽之间互相垂直且相互交叉；所述炮眼与所述调堵球接触时会产生4个半径为r的半圆形凹槽流道，增加的过流面积为4*(1/2πr²)＝2πr²；所述过流凹槽的截面半径满足如下比例关系：

其中，r是过流凹槽的截面半径；R是炮眼半径；A是未封堵前高渗透层吸入量；a是调剖后炮眼与调堵球原有的漏失量；B是目标吸水量。

2.如权利要求1所述的调堵球，其特征在于，所述过流凹槽的截面为半圆；所述过流凹槽沿其延伸方向的截面不变。

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