CN109138945B - 一种控油调剖装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种控油调剖装置，其包括外筒；过盈式设置在外筒内的基管，基管与外筒形成上游端开放而下游端封堵的环空空间，基管的壁上设置有用于连通环空空间和基管的内腔的过流孔；与环空空间的上游连通的过滤组件。使用该装置能增加储层的流体的流动阻力，从而控制水平井的不同分段对应储层内流体的产出速度，进而调整水平井产液剖面，由此抑制边底水锥进，延缓水平井见水时间，达到提高单井产量和采收率的目的。

Description

一种控油调剖装置

技术领域

本发明涉及油气井完井技术领域，具体涉及一种控油调剖装置。

背景技术

水平井与常规直井相比，增大了井筒与油藏的接触面积，单井产量高。随着水平井技术的不断进步，水平井越来越多的被应用于油藏的生产开发。

随着生产开发的进行，由于水平井筒较长，储层岩石的非均质性和渗透率的各向异性，以及不同的油水界面张力导致油水不同的出流压差，非常容易因边底水锥进而导致水平井筒大量产水，甚至水平井筒暴性水淹，缩短了水平井的生命周期，影响了水平井控制区域的采出程度和单井采收率。

为了延缓水平井边底水锥进速度，延长水平井无水产油期或者低含水产油期，要均衡同一水平井段油水的出流速度，或者均衡整个水平井筒的产液剖面，以抑制水相的产出速度，促进油相的产出。

现有技术中，可以通过注入氮气、泡沫等药剂等化学方法调整产液剖面，抑制水的产出。还可以注入选择性封堵凝胶、选择性封堵冻胶和超细水泥等物理方法，封堵主要产水通道，减少水的产出。以上这些方法对于延缓水平井的边底水锥进，延长油井生产周期，改善出流剖面有一定的效果，但是存在费用较高，需多次作业，并且化学药剂一定程度上损害储层等不足。

由此，需要发明一种控油调剖装置，以均衡水平井产液剖面，延缓水线锥进速度，实现稳油控水的目的。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种控油调剖装置。该装置用于水平井中能增加井筒中流体进入井筒的生产管柱内的流动阻力，从而控制水平井的不同分段对应储层内流体的产出速度，进而调整水平井产液剖面，由此抑制边底水锥进，延缓水平井见水时间，达到提高单井产量和采收率的目的。

根据本发明提出了一种控油调剖装置，包括：

外筒，

设置在外筒内的基管，基管与外筒形成上游端开放而下游端封堵的环空空间，基管的壁上设置有用于连通环空空间和基管的内腔的过流孔，

与环空空间的上游连通的过滤组件。

在一个实施例中，在基管和外筒之间设置隔离件以将环空空间分隔为位于上游的第一空间和位于下游的第二空间，在第一空间和第二空间之间设置连通通道，其中，过流孔设置在第二空间相对应的位置。

在一个实施例中，连通通道包括第一支路，第一支路设置在隔离件上。

在一个实施例中，连通通道还包括第二支路，第二支路位于第一支路的下游并在第二空间内延伸。

在一个实施例中，第一支路构造为螺旋状。

在一个实施例中，在螺旋状的第一支路的壁上设置凹槽。

在一个实施例中，在第二空间内设置凸出条，凸出条径向向外凸出式设在基管的外壁上且上游端与隔离件抵接，第二支路设置在凸出条上。

在一个实施例中，在连通通道内设置遇水膨胀型空心管。

在一个实施例中，空心管的过流面积为25到100平方毫米。

在一个实施例中，在连通通道内设置毛细管束。

与现有技术相比，本发明的优点在于，在将该控油调剖装置下入到水平井中后，储层的流体能通过过滤组件进入到环空空间，然后通过过流孔而进入到基管的内腔，再被输送到地面。该装置增加了储层的流体的流动阻力，从而控制水平井的不同分段对应储层内流体的产出速度，进而调整水平井产液剖面，由此抑制边底水锥进，延缓水平井见水时间，达到提高单井产量和采收率的目的。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的控油调剖装置；

图2为来自图1的A-A剖视图；

图3为来自图1的B-B剖视图；

图4显示了隔离件的主视图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的控油调剖装置100。如图1所示，控油调剖装置100包括外筒1，基管2和过滤组件3。其中，基管2套接式设置在外筒1的内腔中，且与外筒1形成上游端开放而下游端封堵的环空空间4。在基管2的壁上设置有过流孔21，以连通环空空间4和基管2的内腔。过滤组件3设置在环空空间4的上游端，用于过滤井筒内的流体后供给环空空间4。

在水平井油气开发过程中，将该装置100设置在生产管柱上，能使得水平井筒内的流体先通过过滤组件3进入到环空空间4中，再通过过流孔21进入到基管2的内腔中。由此，通过设置装置100增加了水平井筒中流体进入生产管柱内的流动阻力，从而控制水平井的不同分段对应储层内流体的产出速度，进而调整水平井产液剖面，抑制边底水锥进，延缓水平井见水时间，达到提高单井产量和采收率的目的。

为了增加对流体的阻力，在基管2和外筒1之间设置隔离件5，以将环空空间4分隔为第一空间41和第二空间42。其中，第一空间41位于上游，而第二空间42位于下游。在第一空间41和第二空间42之间设置连通通道6(图2中示出)，以用于连通两者，使得流体由第一空间41通过连通通道6进入第二空间42之内。再通过设置在第二空间42相对应处的过流孔21进入基管2的内腔。

连通通道6可以构造为不同的结构形式。

连通通道6包括第一支路61。第一支路61设置隔离件5上，以用于连通第一空间41和第二空间42。在一个实施例中，第一支路61构造为穿过隔离件5的连通孔62。如图2所示，优选地，在周向上，可以设置多个连通孔62。进一步优选地，该连通孔62为轴向延伸的通孔，且在周向上间隔式均匀分布。这种结构简单，容易实现，并且由于具有多个连通孔62可以增加装置100控油调剖的能力，另外在轴向延伸的连通孔62对流体具有稳定流速的作用，从而能够进一步提高装置100的调剖控水能力。

在另一个实施例中，第一支路61构造为螺旋状。隔离件5可以为分体式套接的两个圆环(图中未示出)，在内侧的圆环的外壁上构造有螺旋槽以与外侧的圆环形成螺旋式的第一支路61。这种结构形式，有助于提高流体通过的路径的长度，从而有助于提高流体所受的阻力。另外，上述设置在一定程度上提高了装置100的流体通道3的长度调节能力，有助于在外形尺寸一定的情况下，灵活地适当地增加沿程摩阻，达到控流的目的。

容易理解地，如图4所示，也可以在隔离件5的外壁上设置螺旋槽54。隔离件5与外筒1在螺旋槽54处也能形成第一支路61。这种结构方式与上述结构相似，也同样能延长联通通道6的长度提高控流的效果。

优选地，在螺旋状的第一支路61的壁上设置凹槽63。而为了方便加工，可以将凹槽63设置在第一支路61的底壁上。以螺旋槽54设置在隔离件5的外壁上这种结构为例，如图4所示，凹槽63设置在螺旋槽54的槽底上。当然，凹槽63可以构造为穿过隔离件5的壁的通孔也可以构造为非通孔。进一步优选地，在螺旋槽54螺旋的方向上，间隔均匀地设置多个凹槽63。通过设置凹槽63可以对连通通道6中的流体进行一定的扰动，防止流体中杂质的沉积，增加流体的挟砂能力，从而提高装置100自清洁能力。即便流体中的杂质沉积，凹槽53的设置也降低了连通通道6被封堵的风险，从而提高装置100的使用安全性。

为了增加流体的沿程摩阻，增长连通通道6，以使得连通通道6向第二空间42内延伸，连通通道6还包括第二支路64。第二支路64设置在第一支路61的下游，并与第一支路61连通。在一个具体实施例中，可以在隔离件5上设置伸在第二空间42内的延伸管(图中未示出)，延伸管与第一支路61的出口连通，以使得流体通过第一支路61后进入延伸管，然后再由延伸管流到第二空间42内。这种方式简单有效地增加了连通通道6的长度，从而增加了对于流体的沿程阻力。需要说明的是，延伸管在第二空间42内的延伸长度和方向可以根据实际工况进行选择。

在另一个具体实施例中，在第二空间42内设置凸出条22。凸出条22径向向外凸出式设在基管2的外壁上且上游端与隔离件5抵接。第二支路64为构造在凸出体22上的第二连通孔65。第二连通孔65与第一支路61连通以将流体输送到第二空间42内。优选地，凸出条22可以在第二空间42内沿着轴向延伸。这种结构简单，易于制造。

需要说明的是，凸出条22可以轴向向下游延伸以抵接凸台24(下文描述)，也可以距离凸台24一定距离。在凸出条22与凸台24是否抵接的两种设置方式中，第二连通孔65的设置方式会有不同。例如，在凸出条22未抵接凸台24的时候，第二连通孔65可以构造为轴向穿过凸出条22的通孔，以与第二空间42连通。在凸出条22抵接凸台24的时候，第二连通孔65可以构造为偏离轴向的斜孔或者多段孔以与第二空间42连通。因此，不论第二支路64构造为管状还是不同方向延伸的孔状，只要能够连通第一支路61和第二空间42均落入到本发明的保护范围内。

进一步优选地，在周向上设置多个凸出条22，且各凸出条22抵接凸台24以在周向上将第二空间42分为不同的区。另外，在第二空间42的各区内均有连通通路6和过流孔21与其连通。从而，通过流通通路6的流体被分配在第二空间42内的不同区内，并通过不同区内的过流孔21进入基管2的内腔。这种设置避免了由于重力作用，流体容易集中到水平面相对低的位置，只有处于水平面相对低处的过流孔21有流体通过，而水平面相对高处的过流孔21没有或相对少的流体流过。这种设置还使得能灵活地选择封闭或者开启不同的分区，以调节装置100的入流速度和入流量，提高装置100的控油调剖适用范围。

根据以上论述，连通通道6可以仅包括第一支路61也可以包括第一支路61和第二支路64。并且第一支路61和第二支路64可以分别具有不同的结构形式。

根据本发明，在连通通道6内设置遇水膨胀型空心管7。优选地，该空心管7由聚氨酯型膨胀橡胶制成。该聚氨酯型膨胀橡胶主要由甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、邻苯二甲酸二丁酯制成。进一步优选地，在初始状态下，也就是装置100未投入使用时，空心管7的过流面积为25到100平方毫米。例如，空心管7的过流面积为60平方毫米。该空心管7遇水可以膨胀，从而调整连通通道6的过流面积，对过流的油水两相流体施加不同的阻力，实现对高含水流体的高附加阻力，低含水流体的低附加阻力，抑制水相的产出速度，促进油相的产出，达到调流控水稳油的目的。需要说明的是，空心管7的具体直径和膨胀因子等参数，可以根据现场油井的产量情况和产液剖面的不同进行设计。

另外，还可以在连通通道6内设置毛细管束(图中未示出)。该毛细管束中各毛细管的内直径为0.2到0.6毫米。在油水两相流体通过毛细管束的时候，由于水的表面张力比较大，从而毛细管对水产生较大的附加阻力而抑制水相的产出速度，相对促进油相的产出。这种设置方式也同样增加了调流控水的效果。

为了考虑加工和安装的便利性，降低生产成本，例如，空心管7和毛细管束均可以构造为直线形式。而在这种情况下，空心管7或毛细管束可以设置在连通通道6的部分或全部上。例如，当第一支路61为螺旋状时，空心管7或毛细管束设置在第二支路64中。而当第一支路61为通孔状时，空心管7或毛细管束设置在第一支路61和第二支路64中。

过滤组件3可以构造为筛管。其中，筛管的内基管31与基管2固定连接，筛管的挡砂管32与外筒1接触式套接，以使得通过挡砂管32过滤的流体进入到内基管31和挡砂管32所述形成的环空中，并供给式流入第一空间41内。例如，过滤组件3为成本比较低的星孔筛管。当然，筛管23还可以构造为其它类型的筛管，只要是能满足防砂效果的筛管均可以应用到本发明中。

外筒1的下游端构造有内螺纹，以与构造在基管2的下游端的外螺纹配合，从而实现外筒1和基管2的可拆卸式连接。这种连接方式结构简单，易于组装或拆卸。同时，外筒1能很好的保护内部结构，提高装置100的使用寿命。

在基管2的外壁上设置径向向外凸出的凸台24，并构造在基管2的外螺纹的上游端，以与外筒1的内侧壁抵接，从而限定环空空间4。优选地，凸台24的下游端与外筒1锥面配合，以方便地限定基管2和外筒1之间的位置，快速定位安装。

为了简化结构，隔离件5与基管2可以为一体化结构，也就是，隔离件5为基管2外壁上的凸出体。而为了保证第二空间42的密封性，防止流体由基管2和外筒1连接处泄露出去，在隔离件5与外筒1之间，以及凸台24与外筒1之间分别设置有密封件8。优选地，两处的密封件8均可以构造为橡胶密封圈。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种控油调剖装置，其特征在于，包括：

外筒；

设置在所述外筒内的基管，所述基管与所述外筒形成上游端开放而下游端封堵的环空空间，在所述基管和所述外筒之间设置有隔离件，以将所述环空空间分隔为位于上游的第一空间和位于下游的第二空间，在所述第一空间和第二空间之间设置有连通通道，所述连通通道包括设置在所述隔离件上的螺旋状的第一支路，在所述螺旋状的第一支路的底壁上设置有均匀间隔的多个凹槽，所述基管的壁上设置有用于连通所述环空空间和所述基管的内腔的过流孔，所述过流孔设置在所述第二空间相对应的位置；

与所述环空空间的上游连通的过滤组件；

其中，所述连通通道还包括第二支路，所述第二支路位于所述第一支路的下游并在所述第二空间内延伸，在所述第二支路内设置有遇水膨胀型空心管，所述空心管的过流面积为25到100平方毫米，所述遇水膨胀型空心管由聚氨酯型膨胀橡胶制成。

2.根据权利要求1所述的控油调剖装置，其特征在于，在所述连通通道内设置有毛细管束。

3.一种控油调剖装置，其特征在于，包括：

外筒；

设置在所述外筒内的基管，所述基管与所述外筒形成上游端开放而下游端封堵的环空空间，在所述基管和所述外筒之间设置有隔离件，以将所述环空空间分隔为位于上游的第一空间和位于下游的第二空间，在所述第一空间和第二空间之间设置有连通通道，所述连通通道包括设置在所述隔离件上的螺旋状的第一支路，在所述螺旋状的第一支路的底壁上设置有均匀间隔的多个凹槽，所述基管的壁上设置有用于连通所述环空空间和所述基管的内腔的过流孔，所述过流孔设置在所述第二空间相对应的位置；

与所述环空空间的上游连通的过滤组件；

在所述第二空间内设置有凸出条，所述凸出条径向向外凸出式设在所述基管的外壁上且上游端与所述隔离件抵接，所述连通通道还包括设置在所述凸出条上的第二支路。

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