CN111622707A - 一种均衡注入与平衡采油一体化注采管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，适应于油藏存在隆起与气顶，包括多个封隔器、多个自动控水短节、多个注入短节，自动控水短节放置在两个封隔器之间，自动控水短节内部安装有一个或多个井下自动控气控水阀，注入短节放置在两个封隔器之间，注入短节内部安装有一个或多个单向注入阀，注入短节位于自动控水短节的下方，封隔器用于封隔不同压力、不同液性的层段，最上部的封隔器为悬挂封隔器，悬挂封隔器放置在最上部油层以上的合理位置。首先将管柱按照设计要求下入井内，向储层内注入高压惰性气体，待该气体运移至气顶部位后，下入采油管柱，进行正常的生产，自动控水短节进行控水与控气，从而达到提高采收率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发分注分采技术领域，具体涉及注气驱、注气吞吐驱油的分层注入、分层自动控水采油的均衡注入与平衡采油一体化注采管柱。
背景技术
在油田的开发过程中，随着老油田注水的开发工作的深入开展，很多油田出现了水驱效果转差的现象，大量的注水开发油田出现了储层水淹、水锥突进、形成大孔道、形成死油区等一系列的油藏开发技术难题。为此，油田开发尝试了“注气驱油”的采油方法。在改变了驱油方式，采用了注气驱或注气吞吐方式驱油后，很多“水驱效果不理想的油田”产油量明显增加。注气驱和注气吞吐是继注水驱油之后驱油效果明显的一项的驱油技术，已成为油田开发后期的重要采油手段之一。传统的注气驱和注气吞吐是通过油管或套管向多个产层笼统注入，而不是根据单个产层的孔隙度、渗透率、边界范围、采出程度合理配注。而科学的注气方式应当是根据油藏的特征进行有针对性的注入，达到最佳效果。“笼统注入、笼统生产”的采油方法存在诸多不足之处，首先：“笼统注入、笼统生产”的驱油效果没有达到最理想的状态，未能实现“根据储层的需要分层注入，也未能实现控水控气、分层生产”。对于国内外普遍采用的“多层系油层同步开发为主”采油方式，面对孔隙度发育好、连通性好、渗透性强、剩余油富集油藏半径大等物性好的产层，能够注入的气体就多，气体进入产层之后的驱油效果较好；低孔隙、连通性差、渗透性差、油藏半径小等物性差的产层，能够注入的气体就少，气体驱油效果较差，甚至达不到预期要求。其次：“笼统生产”浪费气体资源，且容易造成环境污染。无论注入的气体是二氧化碳气体，还是高纯度氮气，或是减氧空气，从地质动态开发对气驱工程需求的角度而言，注气驱或是注气吞吐最希望取得的效果是：“大量的高压气体被压入井筒、分层进入各个目的储层之后，气体在不同储层成倍膨胀，从而达到气体驱油的目的。高压气体驱替储层内的原油进入井筒，而进入的压缩气体及储层内的水保持在储层内部，起到维持储层压力的作用，从而取得理想的驱油效果”。但是，在传统的注气驱或是注气吞吐过程中，虽然被注入产层的大部分气体起到了提高地层压力，置换驱油的作用，但仍有大量的气体被无效地排出井筒，这些混合气体无法进入地面流程，不得不排放至大气之中。这部分具有相当能量的气体消耗了大量的人力、物力等巨额成本，却未能发挥作用；更为严重的是，排放至大气之中这些惰性气体，掺杂着一些油气伴生气，会对周边环境造成严重空气污染；若伴生气的浓度高，扩散条件差，甚至会造成天然气闪爆的巨大隐患。一旦发生天然气闪爆事故，将产生巨大损失，社会危害及影响极坏。注气驱或注气吞吐采油方式对井下管柱的研究提出了新的要求，油田急需一种能够解决以上技术难题的的“分层注入、分层生产”的采油方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，实现了分层注入压缩气体，使分层注入气体的量按需分配。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，包括多个封隔器、多个自动控水短节、多个注入短节，自动控水短节放置在两个封隔器之间，自动控水短节内部安装有一个或多个井下自动控气控水阀，注入短节放置在两个封隔器之间，注入短节内部安装有一个或多个单向注入阀，注入短节位于自动控水短节的下方，封隔器用于封隔不同压力、不同液性的层段，最上部的封隔器为悬挂封隔器，悬挂封隔器放置在最上部油层以上的合理位置。
还包括安全接头、泄油器、水力锚、底部密封丝堵，安全接头安装在中间的某个封隔器的上部，用于管柱被卡之后的安全解脱；底部密封丝堵安装在管柱底部，用于封堵管柱底部，保证分层采油管柱的整体密闭性；泄油器安装在管柱下部，位于底部密封丝堵上方，用于起钻时泄漏管柱内的液体；水力锚位于最下一级封隔器的下部，用于锚定油管，防止注气压力增大导致管柱发生蠕动。
根据不同井况，将生产层段根据实际需要划分封隔段，所使用的自动控水短节、注入短节、封隔器的数量分别为3-10个。
优选，所述泄油器距底部密封丝堵1-2根油管。
本发明的有益效果是：本发明的管柱实现了分层注入压缩气体，使分层注入气体的量按需分配；实现了最大程度地将压缩气体保持在储层之中，有效地提升了所注入压缩气体的“驱替、置换”效率，使储层保持在高压流动状态；在最大限度地消除地面放喷所产生的空气污染、燃气闪爆等安全隐患的同时，使高压气体的能力全部转化成了液体流动的动能和势能。
附图说明
图1是本发明的均衡注入与平衡采油一体化注采管柱的结构示意图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接,可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，包括多个封隔器4、多个自动控水短节2、多个注入短节3，自动控水短节2放置在两个封隔器4之间，自动控水短节2内部安装有一个或多个井下自动控气控水阀，注入短节3放置在两个封隔器4之间，注入短节3内部安装有一个或多个单向注入阀，注入短节2位于自动控水短节2的下方，封隔器4用于封隔不同压力、不同液性的层段，最上部的封隔器为悬挂封隔器1，悬挂封隔器1放置在最上部油层以上的合理位置。
还包括安全接头5、泄油器7、水力锚6、底部密封丝堵8，安全接头5安装在中间的某个封隔器4的上部，用于管柱被卡之后的安全解脱；底部密封丝堵8安装在管柱底部，用于封堵管柱底部，保证分层采油管柱的整体密闭性；泄油器7安装在管柱下部，位于底部密封丝堵8上方，用于起钻时泄漏管柱内的液体；水力锚6位于最下一级封隔器5的下部，用于锚定油管，防止注气压力增大导致管柱发生蠕动。
根据不同井况，将生产层段根据实际需要划分封隔段，所使用的自动控水短节、注入短节、封隔器的数量分别为3-10个。
优选，所述泄油器7距底部密封丝堵1-2根油管。
上述均衡注入与平衡采油一体化注采管柱的控制采油方法，其采用多个封隔器对不同的层段分层卡封或合层卡封，在每两个封隔器之间安装一个或多个单向注入阀、安装一个或多个自动控气控水阀，将高压氮气或高压减氧空气类惰性气体从地面注入到各个储层，高压气体存聚在储层的孔隙或微裂缝之中，维持产层的压力，使高压气体达到蓄能状态。保持在产层之中的高压气体压力及地层压力，驱动原油沿着地层孔隙或裂缝，流向射孔孔道，进入井筒。大量原油及微量气体和微量的水通过井下自动控气控水阀进入到一体化注采管柱之中，井下原油通过自喷或机采的方式被开采到地面。
具体实施方法是，在注气之前，详细研究井的技术资料，研究井间连通及注采关系，根据具体的层间关系和液性、产量、油水性质等资料，制定科学的后续实施方案，编制符合行业规范的作业施工设计，在井筒下入注采管柱，地面注气，闷井、放喷，自喷，机采。注采管柱的特点是“分层注入，分层流体控制，分层原油生产”。也就是，压缩气体可以从油管内部分层进入产层，油可以从各分层正常产出，而产层的气体和水则无法进入生产管柱，压缩气体或地层产出的流体却不能从油管的外部进入到油管的内部。对于产层厚、孔隙度大、边界大、剩余油丰富的产层，根据储层需要，设计安装通过较大注入量的单向注入阀；对于产层薄、孔隙度小、边界小的产层，根据储层需要，设计安装通过较小注入量的单向注入阀；具体的方法是，采用多个封隔器对不同的层段分层卡封或合层卡封，在每个封隔器之间安装一个或多个单向注入阀、同步安装一个或多个自动控气控水阀。将高压氮气或高压减氧空气等惰性气体从地面注入到井下油管内，并通过单向注入阀注入到各个储层。这些高压气体存聚在储层的孔隙或微裂缝之中，使高压气体达到理想的“蓄能”状态，对维持产层压力起到“保压、驱油”作用。保持在产层之中的高压气体压力及地层压力，驱动原油沿着地层孔隙或裂缝，流向射孔孔道，进入井筒。大量原油及微量气体和微量的水通过井下自动控气控水阀进入到一体化注采管柱之中，井下原油及气、水通过自喷或机采的方式开采到地面。自动控气控水阀的作用是，对于产层产出的油气水等流体，在地层高压的作用下，粘度较高的油可以顺利通过自动控气控水阀进入生产管柱，粘度较低的水和气体绝大部分无法通过，仅有微量的水和气体可以通过自动控气控水阀。油管内部注入的高压气体，可以正常进入产层驱油，使产层的原油可以进入到油管内部；油管外的水和气体则无法通过自动控气控水阀进入到油管内部，被始终保留在储层内部起到维持储层压力的作用。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的专业技术人员可以依据本发明的技术指导思想，提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，其特征在于，包括多个封隔器(4)、多个自动控水短节(2)、多个注入短节(3)，自动控水短节(2)放置在两个封隔器(4)之间，自动控水短节(2)内部安装有一个或多个井下自动控气控水阀，注入短节(3)放置在两个封隔器(4)之间，注入短节(3)内部安装有一个或多个单向注入阀，注入短节(2)位于自动控水短节(2)的下方，封隔器(4)用于封隔不同压力、不同液性的层段，最上部的封隔器为悬挂封隔器，悬挂封隔器放置在最上部油层以上的合理位置。
2.根据权利要求1所述均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，其特征在于，还包括安全接头(5)、泄油器(7)、水力锚(6)、底部密封丝堵(8)，安全接头(5)安装在中间的某个封隔器(4)的上部，用于管柱被卡之后的安全解脱；底部密封丝堵(8)安装在管柱底部，用于封堵管柱底部，保证分层采油管柱的整体密闭性；泄油器(7)安装在管柱下部，位于底部密封丝堵(8)上方，用于起钻时泄漏管柱内的液体；水力锚(6)位于最下一级封隔器(5)的下部，用于锚定油管，防止注气压力增大导致管柱发生蠕动。
3.根据权利要求1所述均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，其特征在于，根据不同井况，将生产层段根据实际需要划分封隔段，所使用的自动控水短节、注入短节、封隔器的数量分别为3-10个。
4.根据权利要求2所述均衡注入与平衡采油一体化注采管柱，其特征在于，所述泄油器(7)距底部密封丝堵1-2根油管。
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