CN111810099B - 水平井过油气阻水装置 - Google Patents
水平井过油气阻水装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111810099B CN111810099B CN202010765359.3A CN202010765359A CN111810099B CN 111810099 B CN111810099 B CN 111810099B CN 202010765359 A CN202010765359 A CN 202010765359A CN 111810099 B CN111810099 B CN 111810099B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow channel
- runner
- branch
- outlet
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 19
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 35
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
本发明公开了水平井过油气阻水装置。它主要包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6A)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、第五圆台流道(10)、切入流道(11)、外腔旋流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)。该装置依据伯努利原理和Y型流道分流分相原理设计，既可用于低粘、超低粘原油井阻水，也可用于气井阻水；该装置同时适用于安装在新井用于地层水突破井筒前均衡流入剖面，和安装在老井用于地层水突破后大幅增加水的附加阻力，达到降低含水率，提高油气采收率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业油气田开发技术领域。具体的涉及水平井过油气阻水装置，该装置可用于水平气井控水、油井阻水，延长油气井寿命，提高油气采收率。
背景技术
得益于定向钻井技术的提升以及具备泄油面积大的优势，水平井完井被广泛应用在我国陆地油田、海上油田。但受层间、层内、完井段渗透率非均质性，避水高度不同，水脊形态的影响，边底水油气藏在采用水平井开发时，容易出现水脊现象，当生产层位某段地层水突破井筒时，油气井含水率会急剧上升，严重影响水平井开采效益并降低油田开发效果。因此，水平井开采前期需要均衡产出剖面，而后期需要采取相应控水措施降低含水率。自动流入控制装置由于能够依据流体性质差异自动识别流体，并对不期望流体产生的附加压降阻力远大于期望流体的附加力，其出现之后就受到石油从业者的青睐，并逐渐被完善。
目前，自动流入控制装置的应用报道仅适用于粘度大于10mpa.s原油的油井，当原油粘度小于10mpa.s时便不再适用，而我国海上部分油田原油粘度甚至低至0.3mpa.s，相关技术瓶颈的突破迫在眉睫；同时，我国气井开采过程中在水气比相对不高时，可以采用泡沫排水技术将井筒积水排出到井口，但当水气比过高时，泡排技术则由于成本大幅增加，不再适用。
因此，为了填补国内低粘、超低粘油井控水装置，气井控水装置方面空白，并降低开采成本，延长油井开采寿命，增加油气采收率，依据伯努利原理，Y型流道分流分相原理，流体密度、粘度性质差异设计了水平井过油气阻水装置。该装置既可用于低粘、超低粘原油井控水，也可用于气井控水；该装置可以同时适用于新井地层水突破井筒前均衡流入剖面，和老井地层水突破后大幅增加水的附加阻力，降低含水率。
发明内容
本发明的目的在于为气井以及低粘、超低粘油井提供水平井过油气阻水装置，以实现新井均衡产液剖面，老井降低含水率。
一种实施方案中，水平井过油气阻水装置，其特征在于，它包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6A)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、第五圆台流道(10)、切入流道(11)、外腔旋流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)。
所述第一圆台流道(4)为变径圆柱体且设有第一圆台流道入口(3)和第一圆台流道出口(5)，第一圆台流道入口(3)直径大于第一圆台流道出口(5)直径。
所述缓冲流道(6A)为圆柱体或正方体，与第一圆台流道出口(5)正对相连。
所述第五圆台流道(10)出口与切入流道(11)切向相连，使流体沿切向进入外旋流流道(12)；切入流道(11)与外腔旋流流道(12)切向相连，使流体旋流加剧。
所述外腔旋流道(12)和内腔旋流道(14)之间设有三个旋流入口，分别是第一旋流入口(13)、第二旋流入口(24)、第三旋流入口(25)。
所述第一分支流道(19)设有第一分支流道入口(26)和第一分支流道出口(17)；第一分支流道(19)与主流道(2)夹角为18°，并设有直线圆柱流道和助力旋流流道(18)，助力旋流流道(18)为弯曲圆柱；助力旋流流道(18)出口即为第一分支流道出口(17)，第一分支流道出口(17)对着第一旋流入口(13)。
所述第二分支流道(21)设有第二分支流道入口(27)和第二分支流道出口(20)；第二分支流道(21)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为15°；第二分支流道出口(20)对着第二旋流入口(24)。
所述第三分支流道(23)设有第三分支流道入口(28)和第三分支流道出口(22)；第三分支流道(23)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为12°；第三分支流道出口(22)对着第三旋流入口(25)。
在另一个实施方案中，水平井过油气阻水装置，其特征在于，它主要包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6B)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、切入流道(11)、外腔旋流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)。
所述缓冲流道(6B)为长方体，第一圆台流道出口(5)可以设置在长方体左面任意位置。
本发明能够根据流体的性质差异自动识别流体，大幅增加不期望流体(水)的附加压降阻力，而不影响期望流体(油、气)的生产；既适用于超低粘、低粘油藏水平井控水，也适用于气藏水平井控水，以达到新井均衡流入剖面，老井延长生产时间，提高油气采收率的目的。
附图说明
图1是本发明水平井过油气阻水装置第一实施方式剖面图。
图2是本发明水平井过油气阻水装置第一实施方式立体图。
图3是本发明水平井过油气阻水装置第二实施方式剖面图。
图4是本发明水平井过油气阻水装置第二实施方式立体图。
以上附图各标记说明：
1、入口；2、主流道；3、第一圆台流道入口；4、第一圆台流道；5、第一圆台流道出口；6A(6B)、缓冲流道；7、第二圆台流道；8、第三圆台流道；9、第四圆台流道；10、第五圆台流道；11、切入流道；12、外腔旋流道；13、第一旋流入口；14、内腔旋流道；15、出口；17、第一分支流道出口；18、助力旋流流道；19、第一分支流道；20、第二分支流道出口；21、第二分支流道；22、第三分支流道出口；23、第三分支流道；24、第二旋流入口；25、第三旋流入口；26、第一分支流道入口；27、第二分支流道入口；28、第三分支流道入口；29、装置主体。
具体实施方式
下面结合各附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明水平井过油气阻水装置第一实施方式剖面图。它包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6A)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、第五圆台流道(10)、切入流道(11)、外腔旋流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)。
所述第一圆台流道(4)为变径圆柱体且设有第一圆台流道入口(3)和第一圆台流道出口(5)，第一圆台流道入口(3)直径大于第一圆台流道出口(5)直径。
所述缓冲流道(6A)为圆柱体或正方体，与第一圆台流道出口(5)正对相连。
所述第五圆台流道(10)出口与切入流道(11)切向相连，使流体沿切向进入外旋流流道(12)；切入流道(11)与外腔旋流流道(12)切向相连，使流体旋流加剧。
所述外腔旋流道(12)和内腔旋流道(14)之间设有三个旋流入口，分别是第一旋流入口(13)、第二旋流入口(24)、第三旋流入口(25)。
所述第一分支流道(19)设有第一分支流道入口(26)和第一分支流道出口(17)；第一分支流道(19)与主流道(2)夹角为18°，并设有直线圆柱流道和助力旋流流道(18)，助力旋流流道(18)为弯曲圆柱；助力旋流流道(18)出口即为第一分支流道出口(17)，第一分支流道出口(17)对着第一旋流入口(13)。
所述第二分支流道(21)设有第二分支流道入口(27)和第二分支流道出口(20)；第二分支流道(21)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为15°；第二分支流道出口(20)对着第二旋流入口(24)。
所述第三分支流道(23)设有第三分支流道入口(28)和第三分支流道出口(22)；第三分支流道(23)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为12°；第三分支流道出口(22)对着第三旋流入口(25)。
低粘度水从入口(1)进入装置后，由于惯性力作用，沿主流道(2)分别经第一圆台流道(4)、缓冲流道(6A)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、第五圆台流道(10)、切入流道(11)到达外腔旋流道(12)，在这个流动过程中，依据伯努利方程原理
水会产生大量惯性压力损失、沿程压力损失和摩擦损失；水在外腔旋流道(12)中高速旋转后分散经第一旋流入口(13)、第二旋流入口(24)、第三旋流入口(25)进入内腔旋流道(14)进一步旋转后，从出口(15)流出，两次旋流会产更大的旋流压降。
油气从入口(1)进入装置后，由于粘滞力作用，一部分沿主流道(2)以及各圆台流道进入外腔旋流道(12)，该部分流量减小引起压力损失变小，另一部分沿三个分支流道进入外腔旋流道，沿程压力损失等减小；同时，经圆台流道进入外腔旋流道(12)的油气与经分支流道进入外腔旋流道(12)的角动量方向相反，相互抵消，油气不会在外腔旋流道(12)和内腔旋流道(14)中旋转，减小了旋流压降损失。因此，不期望流体(水)附加压力损失远大期望流体(油/气)的压力损失，使装置具备自动识别流体和过油气控水的功能。
为便于理解，本发明图1中仅示意性画出三个分支流道且定义每个分支流道与主流道(2)的夹角分别是18°，15°，12°；同时，仅第一分支流道(19)设有助力旋流流道(18)，不能以任何方式理解为对本发明分支流道数量、分支流道角度等运用细节的限制。图1中仅示意五个圆台流道的情况且五个圆台流道的尺寸参数均一致，同样不能理解为对本发明圆台流道的数量和尺寸参数的限定。因此，应当这样理解，以上实施例描述只是为了更加清楚的了解本发明，不限于实施例的任何细节，本行业技术人员可能基于本发明构想任意可能得实施例，都属于本发明的保护范围。
图3是本发明水平井过油气阻水装置第二实施方式剖面图。它包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6B)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、切入流道(11)、外腔旋流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)。
所述缓冲流道(6B)为长方体，第一圆台流道出口(5)可以设置在长方体左面任意位置。
本发明第二实施例与第一实施例工作原理相同，同样能够大幅增加不期望流体(水)的附加压降，而对期望流体(油/气)限制较弱；不同点在于，缓冲流道(6B)为长方体，具备更大的缓冲空间，同时第一圆台流道(4)和第二圆台流道(7)分别连接在缓冲流道(6B)长方体左右两个面任意位置。
为便于理解，本发明图2中仅示意性画出四个圆台流道，三个缓冲流道的情况，同样不能理解为对本发明圆台流道和缓冲流道数量参数的限定。
本发明至少有益于气藏水平井阻水，低粘、超低粘油藏水平井阻水，用于提高油田开采效益。
Claims (3)
1.水平井过油气阻水装置，其特征在于，它包括：装置主体(29)、入口(1)、主流道(2)、第一圆台流道(4)、缓冲流道(6A-6B)、第二圆台流道(7)、第三圆台流道(8)、第四圆台流道(9)、第五圆台流道(10)、切入流道(11)、外腔旋流流道(12)、内腔旋流道(14)、第一分支流道(19)、第二分支流道(21)、第三分支流道(23)、出口(15)，第一圆台流道(4)为变径圆柱体且设有第一圆台流道入口(3)和第一圆台流道出口(5)，第一圆台流道入口(3)直径大于第一圆台流道出口(5)直径；
所述的第五圆台流道(10)出口与切入流道(11)切向相连，使流体沿切向进入外腔旋流流道(12)；切入流道(11)与外腔旋流流道(12)切向相连；
所述的外腔旋流流道(12)和内腔旋流道(14)之间设有第一旋流入口(13)、第二旋流入口(24)、第三旋流入口(25)；
所述的第一分支流道(19)设有第一分支流道入口(26)和第一分支流道出口(17)；第一分支流道(19)与主流道(2)夹角为18°，并设有直线圆柱流道和助力旋流流道(18)，助力旋流流道(18)为弯曲圆柱；助力旋流流道(18)出口即为第一分支流道出口(17)，第一分支流道出口(17)对着第一旋流入口(13)；
所述的第二分支流道(21)设有第二分支流道入口(27)和第二分支流道出口(20)；第二分支流道(21)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为15°；第二分支流道出口(20)对着第二旋流入口(24)；
所述的第三分支流道(23)设有第三分支流道入口(28)和第三分支流道出口(22)；第三分支流道(23)为直线圆柱流道，与主流道(2)夹角为12°；第三分支流道出口(22)对着第三旋流入口(25)。
2.根据权利要求1所述的水平井过油气阻水装置，其特征在于，所述缓冲流道(6A)为圆柱体或正方体，与第一圆台流道出口(5)正对相连。
3.根据权利要求1所述的水平井过油气阻水装置，其特征在于，缓冲流道(6B)为长方体，第一圆台流道出口(5)设置在长方体左面任意位置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010765359.3A CN111810099B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 水平井过油气阻水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010765359.3A CN111810099B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 水平井过油气阻水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111810099A CN111810099A (zh) | 2020-10-23 |
| CN111810099B true CN111810099B (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=72864526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010765359.3A Active CN111810099B (zh) | 2020-08-03 | 2020-08-03 | 水平井过油气阻水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111810099B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112796732B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-04-12 | 西南石油大学 | 一种新型水平井智能分相控液装置 |
| CN114109325B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-05-16 | 西南石油大学 | 气井增气提速及水雾化装置 |
| CN114382442A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-22 | 西南石油大学 | 一种低粘油井控水导流装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102612589A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-07-25 | 贝克休斯公司 | 当流体性能处于选定范围时能够显著减少流体流动的流动控制装置 |
| CN103883295A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 中国石油大学(北京) | 一种并联式流入控制盒及并联式流入控制装置 |
| CN104775797A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-15 | 北京沃客石油工程技术研究院 | 一种自调流式并联分流器 |
| US20150369007A1 (en) * | 2013-03-07 | 2015-12-24 | Geodynamics, Inc. | Hydraulic Delay Toe Valve System and Method |
| CN207144911U (zh) * | 2018-01-08 | 2018-03-27 | 北京合力奇点科技有限公司 | 可开关调流控水装置及其控水完井采油管柱 |
-
2020
- 2020-08-03 CN CN202010765359.3A patent/CN111810099B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102612589A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-07-25 | 贝克休斯公司 | 当流体性能处于选定范围时能够显著减少流体流动的流动控制装置 |
| US20150369007A1 (en) * | 2013-03-07 | 2015-12-24 | Geodynamics, Inc. | Hydraulic Delay Toe Valve System and Method |
| CN103883295A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 中国石油大学(北京) | 一种并联式流入控制盒及并联式流入控制装置 |
| CN104775797A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-15 | 北京沃客石油工程技术研究院 | 一种自调流式并联分流器 |
| CN207144911U (zh) * | 2018-01-08 | 2018-03-27 | 北京合力奇点科技有限公司 | 可开关调流控水装置及其控水完井采油管柱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111810099A (zh) | 2020-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111810099B (zh) | 水平井过油气阻水装置 | |
| CN103890312B (zh) | 具有往复式阀门以用于井下流体选择的自主流体控制装置 | |
| CN105625991B (zh) | 一种用于采油系统的控水稳油流入控制器 | |
| CN101821476A (zh) | 限流装置 | |
| MX2012009017A (es) | Metodo y aparato para la seleccion del fluido del fondo del pozo autonomo con sistema de resistencia dependiente de la via. | |
| CN103502567A (zh) | 使用离心式切换器的用于引导流体的流动的装置 | |
| CN107288579B (zh) | 一种水平井自动控水阀 | |
| CN104389553A (zh) | 自动相选择控制阀 | |
| WO2014116236A1 (en) | Autonomous inflow control device having a surface coating | |
| CN105650312B (zh) | 一种新型水平井自动控水阀 | |
| CN217681690U (zh) | 通道转换式调流控水分段酸化管柱 | |
| AU2012383590A1 (en) | Fluid flow control using channels | |
| CN109138939B (zh) | 一种旋流型流入控制阀 | |
| CN108434787B (zh) | 一种管式油水分离装置 | |
| CN109538173B (zh) | 一种具有油水自动分流功能的流入控制装置 | |
| RU92905U1 (ru) | Устройство для управления потоком жидкости, поступающим в добывающую или нагнетающую колонну скважины | |
| CN104929575A (zh) | 相控阀 | |
| CN108716390A (zh) | 一种旋流流入控制器 | |
| CN111980660A (zh) | 一种油水自动分离流入控制器 | |
| CN113622887A (zh) | 一种压裂及智能控水一体化装置 | |
| CN204877422U (zh) | 一种多孔球座式滑套无节流喷砂器 | |
| CN113818835B (zh) | 一种回流式流入控制阀 | |
| CN115199244A (zh) | 自适应调流控水装置及其使用方法 | |
| CA2911725C (en) | Fluid control device and fluid control system | |
| CN112832723B (zh) | 一种气井用自适应控水装置及其设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210508 Address after: No.8 Xindu Avenue, Xindu District, Chengdu, Sichuan 610000 Applicant after: SOUTHWEST PETROLEUM University Applicant after: SICHUAN BAIJIXIN PETROLEUM TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 610500, Xindu Avenue, Xindu District, Sichuan, Chengdu, 8 Applicant before: SOUTHWEST PETROLEUM University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |