CN109267971A - 一种液控智能完井控水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液控智能完井控水装置，包括设置于井内的油管，油管上自井口端向下依次设置有井下安全阀、循环滑套、顶部封隔器和多级控水单元，井口设置有井口穿越密封；井内设置有液控管线和铠装数据线缆，液控管线和铠装数据线缆井口的一端穿越井口穿越密封分别与地面控制系统和地面数据处理系统连接；另一端依次穿过可穿越定位密封总成和各级可穿越隔离密封总成；液控管线与各级多级流量控制阀和解码器连接。本发明时效性和准确性大大提高；装置包括了实时的监测和远程的控制，不需如连续油管等昂贵的作业即可实现测调一体化，测调成本可以忽略；可靠性和使用寿命有明显的优势；采用的工具绝大部分均实现了国产化，成本大大降低。

Description

一种液控智能完井控水装置

技术领域

本发明属于一种水平井完井工艺，具体涉及一种液控智能完井控水装置。

背景技术

水平井在开采过程中，指端到跟端必然存在一定的压降，流动压差逐渐增大。造成的结果是水平井跟端的生产压差最大,对水平井生产的贡献也最大。这种情况在底水油藏中，跟端的底水锥进速度快，水平井最先在跟端处锥进并突破。另外，在非均质性底水油藏或裂缝性底水油藏中，会出现层间不平衡流动，如在高渗层，流量增大；在低渗层，流量减小。这种不平衡将导致底水在高渗透或裂缝处首先锥进突破。一旦某一处水平井段底水突破，将导致整个水平井含水率快速上升导致水平井的产量急剧下降并最终关井停产。

水平井控水工艺是通过改变水平井完井工艺，或通过使用各种生产压差控制工具，调节非均质油藏的生产剖面，使水平井段各部分生产压差保持一致，控制水平井底水均匀推进，有效延缓底水的局部锥进时间，延长油井无水采油期，最终提高底水油藏整体开发经济效益。

国内外对于水平井控水技术及工具进行了大量的研究,主要包括流入控制装置（如ICD， AICD等）、可渗透性膜控水装置、油可选择性流入控制系统、化学控水技术和智能完井系统等。

流入控制装置原理是通过一定形状的节流装置产生附加压力降，来调节井筒的流入剖面。目前关键技术主要由贝克休斯、斯伦贝谢、威德福和哈里伯顿四大石油公司掌握。

可渗透性膜控水装置原理是当水流经可渗透性膜时，渗透膜膨胀、孔隙变小，底水流入阻力增大。当油流入可渗透性膜时，渗透膜收缩，孔隙加大，油流入阻力减小。通过可渗透性膜的选择作用，达到控水的目的。

油可选择性流入控制原理是工具内部浮动球的密度与地层水的密度一致，浮动球放置于环形的节流腔室中，当低于小球密度的流体（如油）进入腔室时小球处于腔室底部，使流体通过流入口流入基管中，当高于小球密度的流体进入腔室时，小球上浮堵住进流入口，从而控制地层水的流入。

这几种机械式的控水工艺，完井工艺复杂，一旦下入，基本不能再做调整，除了进行测井，产出剖面也无法获取。

化学控水技术主要是注入封堵剂封堵水层（包括降低水相相对渗透率等）、裂缝、溶洞等实现控水。该工艺技术存在着有效期短，费用高的问题。

智能完井控水工艺是在不起出管柱的情况下，通过地面系统监测不同段的流入状态，通过调整不同层段的流入控制阀进行可选择性的开/关或流量控制，从而调整生产剖面，延缓水或气的锥进，优化生产。该方式为实时监测，远程控制，随着产出剖面的变化，可以随时调节。

国外的智能井系统相对成熟，且对井下流量控制装置的控制方式还是以液驱为主。

贝克休斯和斯伦贝谢联合研制了智能完井系统inCharge是依靠电力驱动和传输的全电子化系统。无级流量控制器通过用电缆调整每个层段的流量无级调节阀，最多可控制12个层段。贝克休斯又独立开发了液压驱动的inForce智能完井系统，可控制1～3层的流量阀的开/关，每个流量阀需要2 条液压控制线驱动。

哈里伯顿研发的SmartWell智能完井系统包括地面系统、液压式层段控制阀、穿线式管内封隔器、永久式井下传感器等，以液压控制井下层段控制阀。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在控水工艺后期调整成本高、有缆控制的智能完井的可靠性差、使用寿命短，液控式智能完井的层段数量受限制等问题而提出的，其目的是提供一种液控智能完井控水装置。

本发明的技术方案是：

一种液控智能完井控水装置，包括设置于井内的油管，所述油管上自井口端向下依次设置有井下安全阀、循环滑套、顶部封隔器和多级控水单元，井口设置有井口穿越密封；所述控水单元包括自井口端依次设置于油管上的油藏监测仪、解码器、多级流量控制阀和隔离封隔器，隔离封隔器通过可穿越隔离密封总成固定于井内；井内还设置有液控管线和铠装数据线缆，液控管线和铠装数据线缆井口的一端穿越井口穿越密封分别与地面控制系统和地面数据处理系统连接；另一端依次穿过可穿越定位密封总成和各级可穿越隔离密封总成；液控管线与各级多级流量控制阀和解码器连接。

所述控水单元至多为11级。

所述顶部封隔器通过可穿越定位密封总成设置于井内。

所述多级流量控制阀通过两根液控管线控制的金属对金属密封的滑套系统，一个挡位对应一个孔眼。

所述解码器为机械式的液控转换系统，与两根液控管线连接，不同层级的解码器通过液控管线的给压顺序识别，解码器与对应层级的多级流量控制阀连接组成一个层级的控制单元。

所述油藏监测仪为一个偏心的工作筒，内置测量本层级管内外的压力和温度的仪器。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种液控智能完井控水装置，时效性和准确性大大提高；装置包括了实时的监测和远程的控制，不需如连续油管等昂贵的作业即可实现测调一体化，测调成本可以忽略；相对于有缆控制的测调，本技术方案的可靠性和使用寿命有明显的优势；相对于国外类似的技术，本技术方案采用的工具绝大部分均实现了国产化，成本大大降低，使智能完井控水工艺的广泛使用成为可能。

附图说明

图1是本发明一种液控智能完井控水装置的结构示意图。

其中：

1 井下安全阀 2 循环滑套

3 油管 4 顶部封隔器

5 隔离封隔器 6 地面数据处理系统

7 地面控制系统 8 井口穿越密封

9 液控管线 10 铠装数据线缆

11 可穿越定位密封总成 12 油藏监测仪

13 解码器 14 多级流量控制阀

15 可创业隔离密封总成。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本发明一种液控智能完井控水装置进行详细说明：

如图1所示，一种液控智能完井控水装置，包括设置于井内的油管3，所述油管3上自井口端向下依次设置有井下安全阀1、循环滑套2、顶部封隔器4和多级控水单元，井口设置有井口穿越密封8；

所述控水单元包括自井口端依次设置于油管3上的油藏监测仪12、解码器13、多级流量控制阀14和隔离封隔器5，隔离封隔器5通过可穿越隔离密封总成15固定于井内；

井内还设置有液控管线9和铠装数据线缆10，液控管线9和铠装数据线缆10井口的一端穿越井口穿越密封8分别与地面控制系统7和地面数据处理系统6连接；另一端依次穿过可穿越定位密封总成11和各级可穿越隔离密封总成15；液控管线9与各级多级流量控制阀14和解码器13连接。

所述控水单元至多为11级。

所述顶部封隔器4通过可穿越定位密封总成11设置于井内。

所述多级流量控制阀14通过两根液控管线9控制的金属对金属密封的滑套系统，一个挡位对应一个孔眼。

所述解码器13为机械式的液控转换系统，与两根液控管线9连接，不同层级的解码器13通过液控管线9的给压顺序识别，解码器13与对应层级的多级流量控制阀14连接组成一个层级的控制单元。

所述油藏监测仪12为一个偏心的工作筒，内置测量本层级管内外的压力和温度的仪器。

所述可穿越的隔离密封总成15（包括可穿越定位密封总成11）与各层段的封隔器密封筒紧密配合，实现层段间封隔，液控管线9和铠装数据线缆10贯穿穿越密封总成15（包括可穿越定位密封总成11）本体，与下部工具连接。

以常规分段的水平井为例（原井筒内主要工具有顶部封隔器4，隔离封隔器5等层段封隔系统），不改变目前的井况，下入由多级流量控制阀14+解码器13+油藏监测仪12+可穿越隔离密封总成15+可穿越定位密封总成11+液控管线9+铠装数据线缆10等组成的中心管柱与原有封隔器密封筒配合，通过井口穿越密封实现液控管线9和铠装数据线缆10穿越油管挂后，在地面分别与地面控制系统7和地面数据处理系统6连接，实现一个完整的实时监测、远程控制的系统。

本申请与现有智能完井控水技术不同之处在于，不改变生产水井当前的井下完井方式，配合原井筒封隔器的密封筒实现层段隔离；通过井下机械式的解码装置，最小化液控管线使用和最大化层段控制；通过多达11级的多级流量控制阀，对层段的产出剖面进行实时的远程的调整。

Claims (6)

1.一种液控智能完井控水装置，包括设置于井内的油管（3），其特征在于：所述油管（3）上自井口端向下依次设置有井下安全阀（1）、循环滑套（2）、顶部封隔器（4）和多级控水单元，井口设置有井口穿越密封（8）；

所述控水单元包括自井口端依次设置于油管（3）上的油藏监测仪（12）、解码器（13）、多级流量控制阀（14）和隔离封隔器（5），隔离封隔器（5）通过可穿越隔离密封总成（15）固定于井内；

井内还设置有液控管线（9）和铠装数据线缆（10），液控管线（9）和铠装数据线缆（10）井口的一端穿越井口穿越密封（8）分别与地面控制系统（7）和地面数据处理系统（6）连接；另一端依次穿过可穿越定位密封总成（11）和各级可穿越隔离密封总成（15）；液控管线（9）与各级多级流量控制阀（14）和解码器（13）连接。

2.根据权利要求1所述的一种液控智能完井控水装置，其特征在于：所述控水单元至多为11级。

3.根据权利要求1所述的一种液控智能完井控水装置，其特征在于：所述顶部封隔器（4）通过可穿越定位密封总成（11）设置于井内。

4.根据权利要求1所述的一种液控智能完井控水装置，其特征在于：所述多级流量控制阀（14）通过两根液控管线（9）控制的金属对金属密封的滑套系统，一个挡位对应一个孔眼。

5.根据权利要求1所述的一种液控智能完井控水装置，其特征在于：所述解码器（13）为机械式的液控转换系统，与两根液控管线（9）连接，不同层级的解码器（13）通过液控管线（9）的给压顺序识别，解码器（13）与对应层级的多级流量控制阀（14）连接组成一个层级的控制单元。

6.根据权利要求1所述的一种液控智能完井控水装置，其特征在于：所述油藏监测仪（12）为一个偏心的工作筒，内置测量本层级管内外的压力和温度的仪器。