CN109538174A - 驱动流体分层注入方法及驱动流体分层注入管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动流体分层注入方法及驱动流体分层注入管柱，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，每次仅对一层进行注入，从而实现轮换交替的进行驱动流体注入，可以较为准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率，避免了合层注入驱替不均。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发领域，尤其涉及一种驱动流体分层注入方法及驱动流体分层注入管柱。
背景技术
吐哈油田低渗透油井采用套管固井完井方式，鲁克沁深层稠油是油田増储上产的重要领域，油藏特点“深、稠、非均质严重”，水驱开发水油流度比大，存在高含水、低采出。因此，近年了开展了氮气驱提高采收率技术研究和试验，并取得了较好效果。
现有的注气工艺采用合层注气方式，通过对注入井剖面吸气进行跟踪发现，合层注气注气存在储层纵向吸气比差异大，储量动用不均的不足，长期驱替存在驱替层快速突进，有些层段已经存在气窜，注气驱替不均，纵向储层难于有效动用问题。
发明内容
本发明提供一种驱动流体分层注入方法及驱动流体分层注入管柱，以实现轮换交替式进行驱动流体分层注入，可较准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率。
本发明的一个方面提供一种驱动流体分层注入方法，应用于驱动流体分层注入管柱，其中所述驱动流体分层注入管柱包括套管、设置在所述套管内的油管、至少两个封隔器以及设置于所述油管末端的丝堵，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位，所述油管位于每一注入位内串接有一个注气工作筒，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴，所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件；所述方法包括：
通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启；
通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭；
通过所述电缆起出所述测调仪器，通过所述油管按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中，注入量小于或等于2*104Nm3/d。
进一步的，所述通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，具体包括：
暂停驱动流体注入，在井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器由所述油管带压入井；
所述通过所述电缆起出所述测调仪器，具体包括：
通过所述电缆提起所述测调仪器，使所述测调仪器带压出井，拆除所述防喷装置。
进一步的，所述将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体包括：
将所述测调仪器移动至待注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接；
所述通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体包括：
收起所述坐封定位爪，通过所述电缆移动所述测调仪器至非注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接。
进一步的，所述驱动流体为气体、液体或者气液两相流体。
进一步的，每一所述注气工作筒上还串接有坐放短节；在所述通过所述电缆起出所述测调仪器后，还包括：
通过钢丝作业的方式携带测试装置入井，固定于待注入层所对应的所述注气工作筒上的所述坐放短节，进行待注入层地层压力和/或温度参数的测试；
测试完毕后通过钢丝作业的方式捞出所述测试装置，以在地面回放测试数据。
本发明的另一个方面提供一种驱动流体分层注入管柱，用于对气体、液体或者气液两相流体进行分层注入，所述驱动流体分层注入管柱包括：套管、设置在所述套管内的油管、至少两个封隔器以及设置于所述油管末端的丝堵，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位，所述油管位于每一注入位内串接有一个注气工作筒，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴；所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件；
所述注气阀调节机构用于与由所述油管入井的测调仪器对接，并通过地面控制所述测调仪器通过待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启；通过非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭；
所述油管用于按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中注入量小于或等于2*104Nm3/d。
进一步的，所述注气工作筒下方串接有密封插管，所述插管插接于所述封隔器中，并通过密封盘根实现所述密封插管与所述封隔器间的气密封。
进一步的，靠近地面的第一级封隔器为单卡瓦压缩式封隔器，能够通过上提下放坐封于所述套管中，直接上提解封；
其余所述封隔器为双卡瓦压缩式封隔器，能够通过坐封工具实现在所述套管中的坐封和丢手。
进一步的，位于所述第一级封隔器上方所述油管还串接有钢丝作业滑套和水力锚，所述钢丝作业滑套位于所述水力锚上方。
进一步的，所述注气工作筒上还串接有坐放短节，用于固定压力测试装置和/或温度测试装置。
进一步的，所述串接为气密封螺纹连接。
本发明提供的驱动流体分层注入方法及驱动流体分层注入管柱，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，每次仅对一层进行注入，从而实现轮换交替的进行驱动流体注入，可以较为准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率，避免了合层注入驱替不均。
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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的驱动流体分层注入方法流程图；
图2为本发明实施例提供的驱动流体分层注入管柱的结构图。
具体实施方式
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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
图1为本发明实施例提供的驱动流体分层注入方法流程图。如图1所述，本实施例提供了一种驱动流体分层注入方法，应用于驱动流体分层注入管柱，其中所述驱动流体分层注入管柱包括套管、设置在所述套管内的油管、至少两个封隔器以及设置于所述油管末端的丝堵，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位，所述油管位于每一注入位内串接有一个注气工作筒，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴，所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件。
其中，所述注气工作筒具有气密封特征，优选的，气嘴与注气工作筒为一体化设计，具备防气蚀、小气量控制的特点，调节扭矩小，较现有技术气嘴与工作筒分体式设计，具有更好的气水密封条件，同时可与注气工作筒同时入井和打捞，更加便于操作。
该方法具体步骤如下：
S101、通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启。
在本实施例中，测调仪器用于对注气阀的开启和注气阀开度进行控制，具体的，注气阀可与注气工作筒上的注气阀调节机构对接，通过地面控制测调仪器，带动注气阀调节机构运转，从而对注气阀进行操作，其控制信号由电缆传输给测调仪器。
本实施例中，为了避免合层注入时各层注入驱替不均，因此采用轮换交替式进行驱动流体分层注入，即每次仅对一层进行注入，具体的，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，从而轮换交替的进行驱动流体注入，在每层的注入过程中可以较为准确的控制注入压力和注入量。优选的，本实施例的注入顺序为由下至上依次注入。
S102、通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭。
在本实施例中，控制测调仪器与待注入层所对应的注气工作筒的注气阀调节机构分离，然后通过电缆将测调仪器移动至其余注气工作筒处，将其余的注气工作筒的注气阀关闭。
S103、通过所述油管通过所述电缆起出所述测调仪器，按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中，注入量小于或等于2*104Nm3/d。
在本实施例中，驱动流体为气体，例如CO2、氮气、天然气等。本实施例中的注气工作筒可实现气体的注入，其气密封条件和注入条件同样可满足液体或气液两相流体的注入，因此驱动流体并不仅限于气体，当然也可以为其他流体，例如水、气液两相流体(如氮气泡沫)。当然也可不同驱动流体交替注入，例如氮气泡沫和水交替。本实施例的方法对于小注入量驱动流体的注入及控制优势突出，尤其是注入量小于或等于2*104Nm3/d。通过小注入量驱动流体的注入，使得驱动流体更好的作用于待注入层的原油，可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，从而提高驱油效率。小注入量对气嘴要求很高，本实施例中优选窄长型柱塞气嘴结构。
本实施例中，通过油管注入驱动流体，同时控制油管处的注入压力和注入量，即可控制待注入层的注入压力和注入量。此处控制油管处的注入压力和注入量指的是油管最上端的入口处的驱动流体的注入压力和注入量。当然也可通过地面控制测调仪器驱动注气阀调节机构控制注气阀的开度。需要说明的是，在注入气体的时候尽量避免调节注气阀的开度，避免由于气体的可压缩性对气嘴造成较大的冲蚀。当然，对于液体或者气液两相流体，也可不调节注气阀的开度，仅通过控制油管处的注入压力和注入量，避免经常调节注气阀、驱动流体流速变化时对气嘴造成冲蚀。
本实施例提供的驱动流体分层注入方法，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，每次仅对一层进行注入，从而实现轮换交替的进行驱动流体注入，可以较为准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率，避免了合层注入驱替不均。
在上述实施例中，S101所述的通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，具体可包括：
暂停驱动流体注入，在井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器由所述油管带压入井。
在本实施例中，在完井后第一次注入驱动流体前，油管内尚无驱动流体，因此不需要进行此步的暂停驱动流体注入；而在后续的层间的轮换交替过程时，则需要暂停驱动流体注入，在井口安装防喷装置，从而可以使电缆携带测调仪器由油管带压入井，避免卸压再加压过程消耗大量时间、人力和物力，可以提高注入效率。在本实施例中，在注入气体时需要暂停油管中驱动流体注入，避免在后续开启注气阀时，由于气体的可压缩性对气嘴造成较大的冲蚀。当然，在注入液体或气液两相流体时也可暂停油管中驱动流体注入，当然由于液体或气液两相流体对气嘴的冲蚀相对于气体较小，因此也可不暂停油管中驱动流体注入。
相应的，S103所述的通过所述电缆起出所述测调仪器，具体可包括：
通过所述电缆提起所述测调仪器，使所述测调仪器带压出井，拆除所述防喷装置。
当然，在不影响后续作业的情况下，也可不拆除放喷装置。
进一步的，S101中所述的将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体可包括：
将所述测调仪器移动至待注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接。
在本实施例中，通过电缆移动测调仪器至注气工作筒上方，测调仪器接收地面控制信号后开启坐封定位爪，再通过电缆下降测调仪器，直至坐封定位爪将测调仪器卡接于注气工作筒内，测调仪器与注气阀调节机构对接。其中，预定距离可以为5-15m，优选为10m。
同样的，S102中所述的通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体可包括：
收起所述坐封定位爪，通过所述电缆移动所述测调仪器至非注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接。
本实施例中，当需要对另一注气工作筒的注气阀进行调节时，测调仪器接收地面控制信号后收起坐封定位爪，从而使测调仪器与注气工作筒分离，进而可由电缆移动测调仪器。后续步骤同上，此处不再赘述。
进一步的，每一所述注气工作筒上还串接有坐放短节；坐放短节用于固定测试压力和/或温度的测试装置。
在S103所述的通过所述电缆起出所述测调仪器后，还可包括：
通过钢丝作业的方式携带测试装置入井，固定于待注入层所对应的所述注气工作筒上的所述坐放短节，进行待注入层地层压力和/或温度参数的测试；
测试完毕后通过钢丝作业的方式捞出所述测试装置，以在地面回放测试数据。
在本实施例中，坐放短节串接在注气工作筒上端，用于在投入测试压力和/或温度的测试装置时将测试装置固定在坐放短节内，以了解掌握井底储层的情况。其中，压力测试装置和/或温度测试装置可通过钢丝作业的方式入井，在指定层的坐放短节内释放，测试完毕后，重新通过钢丝作业的方式震击捞出，在地面回放测试数据。通过上述步骤，可实现注入过程中对底层压力、温度等参数的测试，解决井下测试的难题。
图2为本发明实施例提供的驱动流体分层注入管柱的结构图。如图2所示，本实施例提供一种驱动流体分层注入管柱，本实施例的驱动流体分层注入管柱用于通过上述驱动流体分层注入方法实施例的步骤进行驱动流体分层注入，可用于对气体、液体或者气液两相流体进行分层注入。本实施例的驱动流体分层注入管柱具体包括：套管100、设置在所述套管100内的油管200、至少两个封隔器(如图2中310、320和330)以及设置于所述油管200末端的丝堵220，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位400，所述油管 200位于每一注入位400内串接有一个注气工作筒，如图2中211、212和213，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴；所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件；。
其中，所述注气阀调节机构用于与由所述油管200入井的测调仪器对接，并通过地面控制所述测调仪器通过待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启；通过非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭；
所述油管200用于按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中，注入量小于或等于2*104Nm3/d。
在本实施例中，至少两个封隔器将油套环空分隔成不同的注入位400，每一注入位400对应一个注入层500，油管200在每一注入位400内串接有一个注气工作筒，通过油管200注入驱动流体，并由注气工作筒的气嘴流出，进入注入位400，通过注入位400将驱动流体注入到对应的注入层500中。需要说明的是，每一注入层500不仅限于一个储集层，可以包括若干个距离较近的储集层。本实施例的注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴，其中注气阀是用于对气嘴的开闭以及气嘴的开度进行控制的阀门，注气阀调节机构是对注气阀进行控制的结构，其可与测调仪器对接，通过地面控制测调仪器，带动注气阀调节机构运转，从而对注气阀进行操作。具体的，注气阀调节机构可包括对接机构和注气阀控制机构，对接机构与测调仪器对接，注气阀控制机构在测调仪器带动下对注气阀进行操作。优选的，注气阀为偏心注气阀，注气阀调节机构为同心调节机构。
其中，所述注气工作筒具有气密封特征，优选的，气嘴与注气工作筒为一体化设计，具备防气蚀、小气量控制的特点，调节扭矩小，较现有技术气嘴与工作筒分体式设计，具有更好的气水密封条件，同时可与注气工作筒同时入井和打捞，更加便于操作。
本实施例中气嘴优选窄为长型柱塞气嘴结构，以实现小注入量对气嘴要求很高，尤其是注入量小于或等于2*104Nm3/d。通过小注入量驱动流体的注入，使得驱动流体更好的作用于待注入层的原油，可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，从而提高驱油效率。
由于本实施例采用注气工作筒可实现气体的注入，其气密封条件和注入条件同样可满足液体或气液两相流体的注入，因此驱动流体并不仅限于气体，当然也可以为其他流体，例如水、气液两相流体(如氮气泡沫)。当然也可不同驱动流体交替注入，例如氮气泡沫和水交替。
进一步的，所述注气工作筒下方串接有密封插管(如图2中231和232)，所述插管插接于所述封隔器中，并通过密封盘根实现所述密封插管与所述封隔器间的气密封。
本实施例中，封隔器与上部的油管200连接通过密封插管实现，并形成密封，其中密封插管串接在注气工作筒下方，并且密封插管上设置密封盘根，通过密封插管插入封隔器中心通道，插入后下压一定吨位确保密封插管与封隔器中心通道可靠接触。其中密封盘根也可设置在封隔器中心通道上，当然也可在密封插管和封隔器中心通道上同时设置，以保证更好的气密封性能。
进一步的，靠近地面的第一级封隔器310为单卡瓦压缩式封隔器，能够通过上提下放坐封于所述套管100中，直接上提解封；
其余所述封隔器(如图2中320和330)为双卡瓦压缩式封隔器，能够通过坐封工具实现在所述套管100中的坐封和丢手。
在本实施例中，由于本实施例中通过密封插管插入封隔器中心通道实现封隔器与上部油管200的连接，因此需要保证封隔器坐封的稳定性，从而保证封隔器与上部油管200连接的稳定性，保证气密封，因此本实施例中除靠近地面的第一级封隔器310外的其余封隔器均为双卡瓦压缩式封隔器，由于其较远离地面，坐封较为不便，并且需要坐封工具实现在所述套管100中的坐封和丢手。而靠近地面的第一级封隔器310为单卡瓦压缩式封隔器，能够通过上提下放坐封于套管100中，直接上提解封，由于其较靠近底面，便于完井过程和冲捡起管过程的操作，并且由于第一级封隔器 310上方的油套环空本来即为密封的，因此并不需要第一级封隔器310保证绝对的稳定坐封于套管100中。上提解封的作业方式简单，从而可有效解决常规合注管柱永久式封隔器需要下钻磨才能解封存在工序复杂、周期长、费用高的的局限性。
进一步的，位于所述第一级封隔器310上方所述油管200还串接有钢丝作业滑套250和水力锚240，所述钢丝作业滑套250位于所述水力锚240上方。
本实施例中水力锚240串接于第一级封隔器310上方的油管200上，在注入驱动流体时用于将油管200锚定与套管100上，防止油管200上顶或蠕动，防止密封插管从封隔器中脱出，保证下部管柱串的稳定性和气密封。其中水力锚240优选为KDB型水力锚。钢丝作业滑套250用于实现油管200 和油套环空的连通与关闭，可以通过钢丝作业的方式实现开启或关闭，正常注入驱动流体时保持关闭，而可在循环洗井、压井、注套管保护液等作业时开启。
进一步的，所述注气工作筒上还串接有坐放短节(如图2中261、262和 263)，用于固定压力测试装置和/或温度测试装置。
在本实施例中，坐放短节串接在注气工作筒上端，用于在投入压力测试装置和/或温度测试装置时将测试装置固定在坐放短节内，以了解掌握井底储层的情况。其中，压力测试装置和/或温度测试装置可通过钢丝作业的方式入井，在指定层的坐放短节内释放，测试完毕后，重新通过钢丝作业的方式震击捞出，在地面回放测试数据。
进一步的，所述串接为气密封螺纹连接。本实施例中各部件间的串接均采用气密封螺纹连接，从而满足连接与密封功能，优选的，气密封螺纹具备至少80MPa气水密封条件。
本实施例的驱动流体分层注入管柱，通过上述驱动流体分层注入方法实施例的步骤进行驱动流体分层注入，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，每次仅对一层进行注入，从而实现轮换交替的进行驱动流体注入，可以较为准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率，避免了合层注入驱替不均。
更具体的，参考图2，本发明实施例提供的驱动流体分层注入管柱具有三个注入位400，对应的包含三级封隔器，所述驱动流体分层注入管柱具体包括：套管100、三个封隔器以及设置在所述套管100内的油管200，其中油管200上由上至下依次串连钢丝作业滑套250、水力锚240、第一级坐放短节 261、第一级注气工作筒211、第一级密封插管231、第二级坐放短节262、第二级注气工作筒212、第二级密封插管232、第三级坐放短节263、第三级注气工作筒213、以及设置于油管200末端的丝堵220，三级封隔器由上至下依次为：第一级封隔器310、第二级封隔器320、以及第三级封隔器330，第一级坐放短节261和第一级注气工作筒211位于第一级封隔器310与第二级封隔器320之间，第二级坐放短节262和第二级注气工作筒212位于第二级封隔器320与第三级封隔器330之间，第三级坐放短节263和第三级注气工作筒213位于第三级封隔器330与井底之间，第一级密封插管231插接于第二级封隔器320的中心通道，第二级密封插管232插接于第三级封隔器330 的中心通道，通过密封盘根实现密封插管与封隔器间的气密封。本实施例中各部件间的串接均采用气密封螺纹连接。
本实施例的驱动流体分层注入管柱的完井实现过程具体如下：
(1)工具准备：按照设计要求准备好入井工具，对工具进行气密封试压合格，将各级注气工作筒注气阀处于关闭；
(2)下第三级封隔器330及下部工具：按照设计连接好第三级封隔器 330及下部的第三级坐放短节263、第三级注气工作筒213以及丝堵220，在第三级封隔器330上端连接专门的坐封工具，通过油套环空灌液保持油套液位保持满井筒，通过油管200投球，油管200依次打压，具体可以为 5-10-15-20MPa，当压力达到20MPa可坐封第三级封隔器330，继续提高油管 200压力至25MPa，第三级封隔器330与坐封工具完成丢手，起出坐封工具 (钢球同时起出)；
(3)下第二级封隔器320及下部工具：按照设计连接好第二级封隔器 320及下部的第二级坐放短节262、第二级注气工作筒212以及第二级密封插管232，缓慢下入至设计位置，将第二级密封插管232缓慢插入第三级封隔器330中心通道内，管柱悬重下降5-7吨，停止下入，通过油管200投球，如步骤(2)完成第二级封隔器320的坐封和丢手，完成后起出坐封工具；
(4)下第一级封隔器310及下部工具：按照设计连接好第一级封隔器 310及下部的第一级坐放短节261、第一级注气工作筒211以及第一级密封插管231，第一级封隔器310上端连接完井油管200及工具串，缓慢下入至设计位置，将第一级密封插管231缓慢插入第二级封隔器320中心通道内，管柱悬重下降7-10吨，停止下入，通过上提下放完成第一级封隔器310坐封。
本实施例的驱动流体分层注入管柱的进行分层注气过程具体如下：
(1)通过电缆携带测调仪器由油管200入井，将测调仪器下至第三级注气工作筒213上方10m处，开启测调仪器的坐封定位爪，缓慢下降测调仪器至第三级注气工作筒213内，通过坐封定位爪将测调仪器固定于注气工作筒内，以使测调仪器与注气阀调节机构对接，通过地面控制测调仪器通过注气阀调节机构将注气阀开启，具体的可以为，测调仪器旋转装置按照地面控制指令正转，带动气阀调节机构运转，从而开启注气阀；
(2)由于第二级、第一级注气工作筒211仍处于关闭，收起坐封定位爪，通过电缆起出测调仪器，拆除防喷装置；
(3)通过油管200按照预定的注入压力和注入量进行第三层注入层 500的气体注入；
(4)完成第三层注气后，暂停驱动流体注入，井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器由油管200带压入井，按照步骤(1)坐入第三级注气工作筒213，反转关闭注气阀；
(5)收起坐封定位爪，通过电缆上提测调仪器至第二级注气工作筒212 上方10m处，按照步骤(1)开启第二级注气工作筒212的注气阀；
(6)收起坐封定位爪，通过电缆起出测调仪器，拆除防喷装置；
(7)通过油管200按照预定的注入压力和注入量进行第二层注入层 500的气体注入；
(8)完成第二层注气后，暂停驱动流体注入，井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器由油管200带压入井，按照步骤(1)坐入第二级注气工作筒212，反转关闭注气阀；
(9)收起坐封定位爪，通过电缆上提测调仪器至第一级注气工作筒211 上方10m处，按照步骤(1)开启第一级注气工作筒211的注气阀；
(10)收起坐封定位爪，通过电缆起出测调仪器，拆除防喷装置；
(11)通过油管200按照预定的注入压力和注入量进行第一层注入层 500的气体注入。
此外，在注气过程中需要对某层地层压力、温度参数进行测试时，通过钢丝作业的方式携带测试装置入井，在指定层的坐放短节内释放，测试完毕后，重新通过钢丝作业的方式震击捞出，在地面回放测试数据。当然，测试装置也可带压入井，此时也需要井口安装防喷装置，当然测试装置可以在测调仪器起出后下入。
需要说明的是，在现场注入过程中可以按照地质方案要求任意选择注入层500位和注入量，并不仅仅限于上述注入层500由下至上的顺序。
本实施例的驱动流体分层注入管柱的进行分层注水过程具体如下：
(1)井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器依次开启所有注气工作筒的注气阀，起出测调仪器，拆除防喷装置；
(2)三层同时注入一个周期(3-5天)，井口稳压至某一合理注入压力值；
(3)井口安装防喷装置，电缆携带测调仪器坐入第三级注气工作筒213，边测试边调节注气阀大小，地面实时观测流量大小，在地面某恒定压力下流量值达到地质设计时停止调配；
(4)收起坐封定位爪，上提测调仪器，，按照步骤(3)依次调节第二级、第一级注气工作筒211的注气阀大小，调配每层的流量值；
(5)所有层调试完毕后，起出测调仪器，拆卸井口防喷装置。
需要说明的是，上述分层注水过程也可采用如上述分层注气过程的轮换交替方式，即每次仅对一层进行注入。由于水的可压缩性较气体小得多，因此注气工作筒可以按照地质要求的分层注入量调配和控制，驱替效率高，进而提高油层采收率。此外，由于液体或气液两相流体对气嘴的冲蚀相对于气体较小，因此注水过程对注气阀大小调节可不暂停油管200中驱动流体注入。
本实施例的驱动流体分层注入管柱的完井管柱冲捡起管过程具体如下：
(1)上提油管200，第一级封隔器310解封，第一级密封插管231从第二级封隔器320拔出，起出上部油管200、第一级封隔器310及钢丝作业滑套250、水力锚240、第一级坐放短节261、第一级注气工作筒211、以及第一级密封插管231；
(2)通过油管200携带封隔器打捞工具，打捞工具插入第二级封隔器 320中心通道内上提解封第二级封隔器320，连同拔出第二级密封插管232，上提取出第二级封隔器320、第二级坐放短节262、第二级注气工作筒212、以及第二级密封插管232；
(3)通过油管200携带封隔器打捞工具，打捞工具插入第三级封隔器 330中心通道内上提解封第三级封隔器330，上提取出第三级封隔器330、第三级坐放短节263、第三级注气工作筒213、以及丝堵220。
本实施例的驱动流体分层注入管柱，可通过上述驱动流体分层注入方法实施例的步骤进行驱动流体分层注入，首先通过测调仪器将待注入层的注气阀开启，其余层的注气阀进行关闭，然后再进行驱动流体的注入；在完成该层的注入后，关闭该层注气阀，开启下一个待注入层的注气阀，每次仅对一层进行注入，从而实现轮换交替的进行驱动流体注入，可以较为准确的控制各注入层的注入压力和注入量，提高注入效率，进而提高油层采收率，避免了合层注入驱替不均。此外，满足气体、液体、气液两相流体的密封要求，可实现“水驱、气驱、水驱+气驱”多种方式提高采收率，通过轮换交替式注入，每层注入量通过井口控制和计量，避免了注入量在井下测量误差大和控制难度高的技术瓶颈，实现了均匀驱替的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种驱动流体分层注入方法，其特征在于，应用于驱动流体分层注入管柱，其中所述驱动流体分层注入管柱包括套管、设置在所述套管内的油管、至少两个封隔器以及设置于所述油管末端的丝堵，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位，所述油管位于每一注入位内串接有一个注气工作筒，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴，所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件；所述方法包括：
通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启；
通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，并通过地面控制所述测调仪器通过所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭；
通过所述电缆起出所述测调仪器，通过所述油管按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中，注入量小于或等于2*104Nm3/d。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述通过电缆携带测调仪器由所述油管入井，具体包括：
暂停驱动流体注入，在井口安装防喷装置，通过电缆携带测调仪器由所述油管带压入井；
所述通过所述电缆起出所述测调仪器，具体包括：
通过所述电缆提起所述测调仪器，使所述测调仪器带压出井，拆除所述防喷装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述测调仪器与待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体包括：
将所述测调仪器移动至待注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接；
所述通过所述电缆移动所述测调仪器，将所述测调仪器与非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构对接，具体包括：
收起所述坐封定位爪，通过所述电缆移动所述测调仪器至非注入层所对应的所述注气工作筒上方预定距离处，开启所述测调仪器的坐封定位爪，以预定速度下降至所述注气工作筒内，通过所述坐封定位爪将所述测调仪器固定于所述注气工作筒内，以使所述测调仪器与所述注气阀调节机构对接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动流体为气体、液体或者气液两相流体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一所述注气工作筒上还串接有坐放短节；
在所述通过所述电缆起出所述测调仪器后，还包括：
通过钢丝作业的方式携带测试装置入井，固定于待注入层所对应的所述注气工作筒上的所述坐放短节，进行待注入层地层压力和/或温度参数的测试；
测试完毕后通过钢丝作业的方式捞出所述测试装置，以在地面回放测试数据。
6.一种驱动流体分层注入管柱，其特征在于，用于对气体、液体或者气液两相流体进行分层注入，所述驱动流体分层注入管柱包括：套管、设置在所述套管内的油管、至少两个封隔器以及设置于所述油管末端的丝堵，所述封隔器用于将油套环空分隔为不同的注入位，所述油管位于每一注入位内串接有一个注气工作筒，所述注气工作筒包括注气阀、注气阀调节机构和气嘴；所述驱动流体分层注入管柱具备至少80MPa气水密封条件；
所述注气阀调节机构用于与由所述油管入井的测调仪器对接，并通过地面控制所述测调仪器通过待注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀开启；通过非注入层所对应的所述注气工作筒的所述注气阀调节机构将对应的所述注气阀关闭；
所述油管用于按照预定的注入压力和注入量进行驱动流体注入，其中，注入量小于或等于2*104Nm3/d。
7.根据权利要求6所述的驱动流体分层注入管柱，其特征在于，
所述注气工作筒下方串接有密封插管，所述插管插接于所述封隔器中，并通过密封盘根实现所述密封插管与所述封隔器间的气密封。
8.根据权利要求7所述的驱动流体分层注入管柱，其特征在于，
靠近地面的第一级封隔器为单卡瓦压缩式封隔器，能够通过上提下放坐封于所述套管中，直接上提解封；
其余所述封隔器为双卡瓦压缩式封隔器，能够通过坐封工具实现在所述套管中的坐封和丢手。
9.根据权利要求8所述的驱动流体分层注入管柱，其特征在于，
位于所述第一级封隔器上方所述油管还串接有钢丝作业滑套和水力锚，所述钢丝作业滑套位于所述水力锚上方。
10.根据权利要求6所述的驱动流体分层注入管柱，其特征在于，所述注气工作筒上还串接有坐放短节，用于固定压力测试装置和/或温度测试装置。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的驱动流体分层注入管柱，其特征在于，所述串接为气密封螺纹连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190329 |
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