CN111946299B - 同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法，包括：母井，其设有互不连通的注入流道和采出流道；位于同一储层中的至少一个注入井段和至少一个采出井段，注入井段与注入流道连通而形成注入通道，采出井段与采出流道连通而形成采出通道；井下流体分离系统，其设于母井中且具有入口、第一出口和第二出口，井下流体分离系统的入口与采出流道连通，井下流体分离系统的第一出口与井口连通，井下流体分离系统的第二出口与注入流道连通。本发明能实现井下油水、油气或气水分离，并在同井同层中自我驱替和能量补充，减轻举升能耗，减少钻井数和地面分离处理设备，节省成本，提高单井产量和采收率。

Description

同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发技术领域，是指一种采用新井型井网的自驱井，具体是一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法。

背景技术

现有油气田开发最常用的井网形式是采用注入井和生产井构成的注采井组，通过注入井注入流体，将储层中的油气水混合流体驱替至相邻的生产井并举升至井口地表，采出井口地表的油气水混合流体通过地面油水处理设备进行分离处理。采用该注采井组进行油气田的开发时，至少需要一口注入井、一口生产井和一套地面油水处理设备，所需钻井数多、地面设备多、占地面积大、能量损耗大、单井产量低、最终采收率低、生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法，以解决现有技术进行油气田开发时存在的钻井数多、地面设备多、占地面积大、能量损耗大、单井产量低、最终采收率低、生产成本高的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其包括：母井，其设有互不连通的注入流道和采出流道；位于同一储层中的至少一个注入井段和至少一个采出井段，所述注入井段和所述采出井段在所述储层中上下间隔设置，所述注入井段与所述注入流道连通而形成注入通道，所述注入通道内设有第一注入机构，所述采出井段与所述采出流道连通而形成采出通道，所述采出通道内设有第一采出机构；井下流体分离系统，其设于所述母井中且具有入口、第一出口和第二出口，所述井下流体分离系统的入口与所述采出流道连通，所述井下流体分离系统的第一出口与井口连通，所述井下流体分离系统的第二出口与所述注入流道连通。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述母井为直井，所述直井沿竖直方向贯穿所述储层，所述注入井段为自所述直井通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段为自所述直井通过压裂形成的压裂采出缝，所述压裂注入缝和所述压裂采出缝上下对应设置；所述压裂注入缝位于所述压裂采出缝的上方，或所述压裂注入缝位于所述压裂采出缝的下方。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述压裂注入缝位于所述储层的层顶，所述压裂采出缝位于所述储层的层底；或，所述压裂注入缝位于所述储层的层底，所述压裂采出缝位于所述储层的层顶。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述母井包括母井直井段和母井造斜段，所述井下流体分离系统设于所述母井直井段中，所述母井造斜段自所述母井直井段在所述储层中呈倾斜状延伸，所述注入井段和所述采出井段位于所述母井造斜段的侧向，位于所述母井造斜段同一侧的所述注入井段和所述采出井段沿所述母井造斜段延伸的方向交替排列，所述母井造斜段、所述注入井段和所述采出井段位于同一倾斜面中。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述注入井段为自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平注入井段，所述采出井段为自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平采出井段；或，所述注入井段为自所述母井造斜段通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段为自所述母井造斜段通过压裂形成的压裂采出缝；或，所述注入井段包括自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平注入井段、以及自所述水平注入井段通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段包括自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平采出井段、以及自所述水平采出井段通过压裂形成的压裂采出缝。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，在所述倾斜面上，所述注入井段位于所述采出井段的下方，或所述注入井段位于所述采出井段的上方。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述井下流体分离系统包括自上而下依次相连的马达、第二注入机构和井下流体分离器，所述马达固设于下入管柱的下端，所述井下流体分离器具有所述入口、所述第一出口和所述第二出口，所述第二注入机构设于所述入口处，所述第一出口通过旁通管与所述下入管柱连通，所述第二出口通过单向阀与所述注入流道单向向下连通。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其中，所述母井设有油管和套管，所述套管套设于所述油管外，所述油管与所述套管之间形成油套环空，所述油套环空为所述采出流道，所述油管的内部为所述注入流道；或者，所述母井设有油管、套管和同心双管，所述同心双管包括套在油管外的内管和套设在所述内管外的外管，所述内管的内壁与所述油管的外壁贴合，所述油管的内部为所述注入流道，所述内管和所述外管之间的环空、以及所述油管和所述套管之间的油套环空构成所述采出流道，所述外管和所述套管之间设有封隔器；或者，所述母井设有双油管，所述双油管包括两个并排设置的第一油管和第二油管，所述第一油管的内部为所述注入流道，所述第二油管的内部为所述采出流道。

本发明还提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的开采方法，其包括如下步骤：步骤a，自所述母井在所述储层内侧钻或压裂至少一个注入井段和至少一个采出井段，所述注入井段和所述采出井段在所述储层中上下间隔设置；步骤b，向注入流道注入注入流体，所述注入流体经注入流道进入各注入井段后注入所述储层；步骤c：所述注入流体驱替所述储层内的储层流体至所述采出井段，所述储层流体在第一采出机构的作用下进入采出流道，再进入所述井下流体分离系统并由所述井下流体分离系统分离为采出液和注入液；步骤d，所述采出液由第一出口流出后采出地面，所述注入液由第二出口流出后，再作为注入流体依次流经注入流道和所述注入井段后注入所述储层；重复步骤c～步骤d，直至开采结束。

如上所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的开采方法，其中，所述母井包括母井直井段和母井造斜段，在所述步骤a中，先自母井直井段在所述储层内侧钻一呈倾斜状延伸的母井造斜段，再自所述母井造斜段在所述储层内侧钻或压裂至少一注入井段和至少一个采出井段。

本发明的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明在母井上对应储层处侧钻或压裂至少一个注入井段和至少一个采出井段，使注入井段与母井的注入流道连通形成注入通道，采出井段与母井的采出流道连通形成采出通道，同时在采出通道内设置第一采出机构，并根据储层内压力情况在注入通道内设置第一注入机构，实现同井同层自我驱替和能量补充，减少了钻井数，节约了井场占地面积，降低了生产成本，改变了多井低产的局面；另外，通过设置井下流体分离系统实现井下油水或气水分离，并通过分离后的水继续驱替开采，减轻举升能耗，减少钻井数和地面分离处理设备，节省成本，提高单井产量和采收率。因此本发明解决了现有技术进行油气田开发时存在的钻井数多、地面设备多、占地面积大、能量损耗大、单井产量低、最终采收率低、生产成本高的问题。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性的解释和说明，并非用以限制本发明的范围。

图1为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第一实施例的示意图；

图2为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第二实施例的示意图；

图3为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第三实施例的示意图；

图4为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第四实施例的示意图；

图5为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第五实施例的示意图；

图6为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第六实施例的示意图；

图7为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第七实施例的示意图；

图8为本发明同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的第八实施例的示意图。

附图标号说明：

1、母井；101、母井直井段；102、母井造斜段；

2、注入井段；21、压裂注入缝；22、水平注入井段；

3、采出井段；31、压裂采出缝；32、水平采出井段；

4、井下流体分离系统；

41、入口；42、第一出口；43、第二出口；44、旁通管；45、马达；

46、第二注入机构；47、井下流体分离器；48、第二采出机构；49、单向阀；

5、注入流道；6、采出流道；7、第一注入机构；8、第一采出机构；

9、油管；10、套管；11、造斜注入管；12、第一封隔器；

13、同心双管；131、内管；132、外管；

14、导管；15、采出环空；16、第二封隔器；17、第三封隔器；

18、注入过流空间；19、同心管；

100、井口；200、倾斜面。

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。

实施方式一：

如图1至图8所示，本发明提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其包括母井1、位于同一储层中的至少一个注入井段2和至少一个采出井段3、以及井下流体分离系统4，母井1设有互不连通的注入流道5和采出流道6，注入井段2和采出井段3在该储层中上下间隔设置，包括注入井段2位于采出井段3上方和下方两种情况，注入井段2与注入流道5连通而形成(构成)注入通道，注入通道内设有第一注入机构7，以向储层注入注入流体，对储层内的储层流体进行驱替，采出井段3与采出流道6连通而形成(构成)采出通道，采出通道内设有第一采出机构8，以采出储层流体；井下流体分离系统4设于母井1中，井下流体分离系统4具有入口41、第一出口42和第二出口43，井下流体分离系统4的入口41与采出流道6连通，储层流体流经采出流道6后经该入口41进入井下流体分离系统4，井下流体分离系统4将储层流体分离为采出液和注入液，井下流体分离系统4的第一出口42通过旁通管44和延伸至井口100的下入管柱与井口100连通，分离出的采出液流经第一出口42、旁通管44后采出至井口100，井下流体分离系统4的第二出口43与注入流道5连通，分离出的注入液经第二出口43注入注入流道5，再作为注入流体回注到储层内，继续对储层内的储层流体进行驱替，实现自我驱替和自我能量补充。其中图1至图8中的箭头代表流体的流动方向。

具体是，当储层流体为油水混合流体时，井下流体分离系统4为井下油水分离系统，采出液为油，注入液为水；当储层流体为油气混合流体，井下流体分离系统4为井下油气分离系统，采出液为油，注入液为气体；当储层流体为气水混合流体，井下流体分离系统4为井下气水分离系统，采出液为气体，注入液为水。

如图1、图2所示，在本发明的一实施例中，母井1为直井，直井沿竖直方向贯穿储层，注入井段2为自直井通过压裂形成的压裂注入缝21，采出井段3为自直井通过压裂形成的压裂采出缝31，压裂注入缝21和压裂采出缝31上下对应设置。具体是，压裂注入缝21和压裂采出缝31均为水平裂缝。

如图1所示，在本实施例的第一种技术方案中，压裂注入缝21位于压裂采出缝31的上方，注入流体从压裂注入缝21注入储层后，向下驱替储层内的储层流体，储层流体向下流入压裂采出缝31，再进入采出流道6采出。

如图1所示，本方案中，具体是，直井设有油管9、套管10和多个造斜注入管11，套管10套设于油管9外，油管9与套管10之间形成油套环空，油套环空为采出流道6，油管9的内部为注入流道5，多个造斜注入管11呈倾斜状设于油套环空内，各造斜注入管11的一端与油管9连接，各造斜注入管11的另一端与压裂注入缝21连通，也就是注入流道5、造斜注入管11和压裂注入缝21依次连通，注入流体依次流经注入流道5、造斜注入管11和压裂注入缝21进入储层；储层流体流经压裂采出缝31后，从直井的底部进入油套环空采出。例如第一注入机构7设于油管9内且位于多个造斜注入管11上方，第一采出机构8设于直井底部且位于油套环空内。

如图1所示，进一步，油管9外还套设同心管19，同心管19具有内管和套设在内管外的外管，内管贴靠套设在油管9上，外管与内管之间形成有与油套环空连通的小环空，小环空与油套环空连通，同心管19的外管与套管10的内壁之间设有封隔器。优选地，同心管19还可分为上部和下部，上部和下部之间设有间隙，以方便造斜注入管11的设置。

本方案中，例如，压裂注入缝21位于储层的层顶，压裂采出缝31位于储层的层底。

如图2所示，在本实施例的第二种技术方案中，压裂注入缝21位于压裂采出缝31的下方，注入流体从压裂注入缝21注入储层后，向上驱替储层内的储层流体，储层流体向上流入压裂采出缝31，再进入采出流道6采出。

如图2所示，本方案中，具体是，直井设有油管9和套管10，套管10套设于油管9外，油管9与套管10之间形成油套环空，油套环空为采出流道6，油管9的内部为注入流道5，注入流体从直井底部处的油管9出口流出进入压裂注入缝21；套管10上设有将油套环空和压裂采出缝31连通的开孔，储层流体从压裂采出缝31经开孔进入油套环空采出。例如第一注入机构7设于套管10上的开孔处，第一采出机构8设于直井底部且位于油管9内。

本方案中，例如，压裂注入缝21位于储层的层底，压裂采出缝31位于储层的层顶。

如图3至图8所示，在本发明的另一实施例中，母井1包括母井直井段101和母井造斜段102，井下流体分离系统4设于母井直井段101中，母井造斜段102位于母井直井段101的侧向，母井造斜段102自母井直井段101在储层中呈倾斜状延伸，注入流道5由母井直井段101延伸至母井造斜段102，采出流道6由母井直井段101延伸至母井造斜段102，注入井段2和采出井段3位于母井造斜段102的侧向，位于母井造斜段102同一侧的注入井段2和采出井段3沿母井造斜段102延伸的方向交替排列，母井造斜段102、注入井段2和采出井段3位于同一倾斜面200中。

本实施例中，关于注入井段2和采出井段3的相对位置，有以下两种技术方案：

如图3、图4、图5所示，在第一种技术方案中，在倾斜面200上，注入井段2位于采出井段3的下方，例如母井造斜段102的相对两侧均设有一个注入井段2和一个采出井段3，注入井段2位于采出井段3的斜下方。

如图3、图4、图5所示，本方案中，具体是，母井1设有油管9和套管10，套管10套设于油管9外，油管9和套管10穿设于母井直井段101和母井造斜段102内，油管9的内部为注入流道5，注入流体从油管9的末端出口流出，再进入注入井段2，油管9与套管10之间形成油套环空，该油套环空为采出流道6，储层流体从采出井段3进入油套环空后采出；油管9和套管10之间设有第一封隔器12，第一封隔器12位于采出井段3下方，且位于注入井段2上方，以防止储层流体流向注入井段2，并防止注入流体流向采出井段3，例如第一封隔器12的数量为两个。

如图6、图7、图8所示，在第二种技术方案中，注入井段2位于采出井段3的上方。例如母井造斜段102的相对两侧均设有一个注入井段2和一个采出井段3，注入井段2位于采出井段3的斜上方。

如图6、图7、图8所示，本方案中，具体是，母井1设有油管9、套管10、同心双管13和导管14，套管10套设于油管9外，油管9和套管10穿设于母井直井段101和母井造斜段102内，油管9的内部为注入流道5，油管9与套管10之间形成油套环空，母井造斜段102内的油套环空中设有同心双管13，同心双管13包括同心设置的内管131和外管132，内管131套在油管9外，外管132设于套管10内侧，内管131与外管132之间形成采出环空15，采出环空15与采出井段3连通，且采出环空15和位于母井直井段101的油套环空连通形成(构成)采出流道6，储层流体从采出井段3进入采出流道6后采出；外管132和套管10之间设有第二封隔器16和第三封隔器17，第二封隔器16位于注入井段2上方，第三封隔器17位于采出井段3上方且位于注入井段2下方，第二封隔器16和第三封隔器17之间的油套环空为注入过流空间18，导管14由油管9沿同心双管13的径向贯穿同心双管13，导管14与采出环空15互不连通，油管9通过导管14和注入过流空间18与注入井段2连通，注入流体依次流经注入流道5、导管14、注入过流空间18和注入井段2后进入储层。

本实施例中，关于注入井段2和采出井段3的结构，有以下三种技术方案：

如图5、图8所示，在第一种技术方案中，注入井段2为自母井造斜段102通过侧钻形成的水平注入井段22，采出井段3为自母井造斜段102通过侧钻形成的水平采出井段32。

例如，水平注入井段22内设有水平注入管柱，水平注入管柱设有多个开孔，以使水平注入管柱与储层连通，水平采出井段32内设有水平采出管柱，水平采出管柱设有多个开孔，以使水平采出管柱与储层连通，其中开孔可以采用射孔的方式实现，由此实现注入流体依次经注入流道5、水平注入管柱后，通过水平注入管柱上设置的多个开孔进入储层，以驱替储层流体的采出，储层流体通过水平采出管柱上设置的多个开孔进入水平采出管柱后，流经采出流道6、井下流体分离系统4的入口41进入井下流体分离系统4，经井下流体分离系统4分离为采出液和注入液。但本发明并不以此为限，水平注入井段22和水平采出井段32还可以均为裸眼完井的水平井段，二者均通过水平侧钻形成，并通过储层内自身的缝隙实现与储层的渗透连通。

如图4、图7所示，在第二种技术方案中，注入井段2为自母井造斜段102通过压裂形成的压裂注入缝21，压裂注入缝21与母井造斜段102的注入流道5连通，采出井段3为自母井造斜段102通过压裂形成的压裂采出缝31，压裂采出缝31与母井造斜段102的采出流道6连通。

如图3、图6所示，在第三种技术方案中，注入井段2包括自母井造斜段102通过侧钻形成的水平注入井段22、以及自水平注入井段22通过压裂形成的压裂注入缝21，压裂注入缝21、水平注入井段22和母井造斜段102的注入流道5依次连通，采出井段3包括自母井造斜段102通过侧钻形成的水平采出井段32、以及自水平采出井段32通过压裂形成的压裂采出缝31，压裂采出缝31、水平采出井段32和母井造斜段102的采出流道6依次连通。其中水平注入井段22和水平采出井段32内可参照第一个技术方案分别设置水平注入管柱和水平采出管柱。

在本发明的一实施例中，注入通道内设有一个第一注入机构7，第一注入机构7位于注入流道5内，第一注入机构7具有调控流量和测量流量的功能，其可以为现有技术中的泵或流量阀等，在注入流道5内设置一个第一注入机构7，既实现了通过一个第一注入机构7控制进入至少一个注入井段2的注入流体的流量和流速，又简化了自驱井的结构、节省了成本投入、功能性强，本实施例适用于储层分布均匀、渗流干扰和突进弱的区块。例如，第一注入机构7为现有技术中的泵或流量阀，具有提供注入压力、调控流量和测量流量的功能。

在本发明的另一实施例中，注采通道内设有多个第一注入机构7，每个所述注入井段2内设有一个第一注入机构7，使注入流道5内的注入流体分别通过各第一注入机构7进入对应的注入井段2，使每一个注入井段2内的注入流体的流量和流速均可以实现单独控制，同时还可以通过不打开某一注入井段2内的注入机构，而使注入流体仅进入其他的注入井段2，实现部分井段的注入和驱替，适应能力强，本实施例适用于储层分布不均匀的区块。

同理，第一采出机构8为一个或多个，当第一采出机构8为一个时，该第一采出机构8位于采出流道6内；当第一采出机构8为多个时，每个采出井段3设有一个第一采出机构8。例如第一采出机构8为现有技术中的泵或流量阀，具有提供采出动力、调控流量和测量流量的功能。

如图1至图8所示，在本发明的一实施例中，井下流体分离系统4包括自上而下依次相连的马达45、第二注入机构46和井下流体分离器47，马达45固设于下入管柱的下端，马达45用于为井下流体分离器47提供动力，入口41、第一出口42和第二出口43设于井下流体分离器47上，井下流体分离器47将储层流体分离为采出液(例如油)和注入液(例如水)，第二注入机构46设于井下流体分离器47的入口41处，采出流道中的储层流体经井下流体分离器47的入口41流入第二注入机构46，经第二注入机构46加压后进入井下流体分离器47进行流体分离，例如第二注入机构46为现有技术中的泵，第一出口42通过旁通管44与下入管柱连通，分离出的采出液经旁通管44进入下入管柱内，再被下入管柱内的举升装置举升至井口100，井下流体分离器47的第二出口43通过单向阀49与注入流道5单向向下连通，分离出的注入液经单向阀49向下流入注入流道5，再作为注入流体驱替储层内的储层流体。

进一步，井下流体分离器47为旋流分离器或重力分离器，其结构和工作原理为现有技术，故不赘述。

进一步，下入管柱内设有第二采出机构48，第一出口42通过旁通管44和第二采出机构48与下入管柱连通，分离出的采出液经旁通管44流入第二采出机构48，再被举升至地表。其中第二采出机构48为满足举升需要，可以为有杆泵、电潜泵、螺杆泵、电潜螺杆泵、气举、自喷、水力、溢流泵和柱塞中的一种。

在本发明的一实施例中，采出流道6和注入流道5的形成方式是：母井1设有油管9和套管10，套管10套设于油管9外，油管9与套管10之间形成油套环空，油套环空为采出流道6，油管9的内部为注入流道5。

但本发明并不以此为限，在其它实施例中，采出流道6和注入流道5的形成方式还可以是：母井1设有双油管，双油管包括两个并排设置的第一油管和第二油管，第一油管的内部为注入流道5，第二油管的内部为采出流道6。

在本发明的一实施例中，自驱井还包括设于母井1中的井口注液通道，井口注液通道由井口100延伸至井下流体分离系统4处，例如井口注液通道与井下流体分离系统4的入口41或第二出口43连通，进而与注入流道5连通，井口注液通道用于在最初开采时向注入流道5第一次注入注入流体，还可用于在开采过程中向注入流道5补充注入流体，比如当井下流体分离系统4分离出的注入液不足以驱替储层流体时，从井口100通过井口注液通道向注入流道5内补充注入流体。

其中，井口注液通道可以通过单独设置油管形成，以使其与采出液采出至井口的通道互不连通。

实施方式二：

如图1至图8所示，本发明还提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的开采方法，该实施方式中的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井与实施方式一的结构、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述；该开采方法包括如下步骤：

步骤a，自母井1在储层内侧钻或压裂至少一个注入井段2和至少一个采出井段3，注入井段2和采出井段3在储层中上下间隔设置；

步骤b，向注入流道5注入注入流体，注入流体经注入流道5进入各注入井段2后注入储层；

步骤c：注入流体驱替储层内的储层流体至采出井段3，储层流体在第一采出机构8的作用下进入采出流道6，再进入井下流体分离系统4并由井下流体分离系统4分离为采出液(例如气或油)和注入液(例如水)；

步骤d，采出液由第一出口42流出后采出地面，注入液由第二出口43流出后，再作为注入流体依次流经注入流道5和注入井段2后注入储层；

重复步骤c～步骤d，直至开采结束。

如图3至图8所示，在本发明的一实施例中，母井1包括母井直井段101和母井造斜段102，在所述步骤a中，先自母井直井段101在储层内侧钻一呈倾斜状延伸的母井造斜段102，再自母井造斜段102在储层内侧钻或压裂至少一注入井段2和至少一个采出井段3。

进一步，在所述步骤a中，注入井段2的长度为1000米，采出井段3的长度为1000米，注入井段2与采出井段3平行设置，以提高油藏直接连通程度，获得更高的单井产量和采收率，当然长度和距离的设置也可根据具体油藏储层的情况进行优化匹配设置，例如注入井段2和采出井段3的长度可小于1000米(比如800米)，也可超过1000米，在此不做限制。

进一步的，在所述步骤b和所述步骤d中，注入流体采取连续恒流量加注或间隔变流量加注方式注入注入通道，以实现连续开采或脉冲开采；具体的，连续开采即为持续采用相同的流量注入(例如日注入量10方/天)，该方法操作简单，且为常规注入方法；脉冲开采即为不断改变注入流量的开采方法(例如第一个月，采取日注入量40方/天，第二个月，采取日注入量20方/天，第三个月，采取日注入量30方/天)，而形成不稳定的脉冲压力状态，通过升压和降压两个过程，促进注入井段和采出井段的渗吸作用，扩大注入流体波及，提高采收率。

进一步的，在所述步骤b中，注入流体为水、水蒸汽、二氧化碳或氮气，其也可以为空气、热水、泡沫或化学剂，还可为上述一种或多种介质的组合，其中，泡沫即为在水中加入起泡剂，化学剂是在水中加入碱、磺酸盐、聚合物等化学制剂。

本发明提供一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井及开采方法的特点和优点是：

1.本发明采用新井型井网形式的自驱井，代替传统多口井构成的注采井网，减少了钻井数，节约了井场占地面积，降低了生产成本，改变了多井低产的局面，使得低油价下资源开发更有效益；通过在井下设置井下流体分离系统，实现井下分离油水或气水，并通过分离后的水继续驱替开采，实现同井同层内的自我驱替和自我能量补充，提高了单井产量和采收率；

2.本发明通过设置注入井段和采出井段，提高了井筒与油藏接触面积和连通程度，遵循线性渗流、近活塞式均匀驱替，使注采能力均得到了提升，通过渗流阻力更小的线性渗流，能够扩大油藏波及体积、补充能量、均匀驱替，大大地提高了单井产量，获得更高的采收率；

3.本发明中的直井段可以为现有的注入井和生产井，也可以新钻直井，实现新区有效动用和老区剩余油挖潜效果突出，适应性强，还可以实现油藏、气藏、稀油油藏、稠油油藏、未开发油藏、已开发油藏、渗透率高的油藏、渗透率低的油藏的开发，适用范围广，同时能适应于钻井受限区域，例如对于地面受限的海上、城区、高山或者环境保护区的油气田开发，以及地质受限的小断块油藏开发，通过完钻一口自驱井即可实现自我驱替和能量补充，确保开发效果；

4.本发明适合工厂化和模块化生产，能进一步节省生产成本，其中自驱井根据注入井段和采出井段的间距和长度优化，以适应不同地质模式的油藏需要，可以进行标准化设计，规范化施工，模块化作业和工厂化生产。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述同井同层自我注采的井下流体分离自驱井包括：

母井，其设有互不连通的注入流道和采出流道；

位于同一储层中的至少一个注入井段和至少一个采出井段，所述注入井段和所述采出井段在所述储层中上下间隔且对应设置，所述注入井段与所述注入流道连通而形成注入通道，所述注入通道内设有第一注入机构，以向所述储层注入注入流体，所述采出井段与所述采出流道连通而形成采出通道，所述采出通道内设有第一采出机构，以采出储层流体；

井下流体分离系统，其设于所述母井中且具有入口、第一出口和第二出口，所述井下流体分离系统的入口与所述采出流道连通，所述储层流体流经所述采出流道后经所述入口进入所述井下流体分离系统，所述井下流体分离系统的第一出口与井口连通，所述井下流体分离系统的第二出口与所述注入流道连通，流入所述采出井段的所述储层流体流经所述采出流道后经所述入口进入所述井下流体分离系统，所述井下流体分离系统将所述储层流体分离为采出液和注入液，分离出的所述采出液流经第一出口后采出至井口，分离出的所述注入液经所述第二出口注入所述注入流道，再作为所述注入流体回注到所述储层内。

2.如权利要求1所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述母井为直井，所述直井沿竖直方向贯穿所述储层，所述注入井段为自所述直井通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段为自所述直井通过压裂形成的压裂采出缝，所述压裂注入缝和所述压裂采出缝上下对应设置；

所述压裂注入缝位于所述压裂采出缝的上方，或所述压裂注入缝位于所述压裂采出缝的下方。

3.如权利要求2所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述压裂注入缝位于所述储层的层顶，所述压裂采出缝位于所述储层的层底；

或，所述压裂注入缝位于所述储层的层底，所述压裂采出缝位于所述储层的层顶。

4.如权利要求1所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述母井包括母井直井段和母井造斜段，所述井下流体分离系统设于所述母井直井段中，所述母井造斜段自所述母井直井段在所述储层中呈倾斜状延伸，所述注入井段和所述采出井段位于所述母井造斜段的侧向，位于所述母井造斜段同一侧的所述注入井段和所述采出井段沿所述母井造斜段延伸的方向交替排列，所述母井造斜段、所述注入井段和所述采出井段位于同一倾斜面中。

5.如权利要求4所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述注入井段为自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平注入井段，所述采出井段为自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平采出井段；

或，所述注入井段为自所述母井造斜段通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段为自所述母井造斜段通过压裂形成的压裂采出缝；

或，所述注入井段包括自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平注入井段、以及自所述水平注入井段通过压裂形成的压裂注入缝，所述采出井段包括自所述母井造斜段通过侧钻形成的水平采出井段、以及自所述水平采出井段通过压裂形成的压裂采出缝。

6.如权利要求4或5所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，在所述倾斜面上，所述注入井段位于所述采出井段的下方，或所述注入井段位于所述采出井段的上方。

7.如权利要求1至5任一项所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述井下流体分离系统包括自上而下依次相连的马达、第二注入机构和井下流体分离器，所述马达固设于下入管柱的下端，所述井下流体分离器具有所述入口、所述第一出口和所述第二出口，所述第二注入机构设于所述入口处，所述第一出口通过旁通管与所述下入管柱连通，所述第二出口通过单向阀与所述注入流道单向向下连通。

8.如权利要求1至5任一项所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井，其特征在于，所述母井设有油管和套管，所述套管套设于所述油管外，所述油管与所述套管之间形成油套环空，所述油套环空为所述采出流道，所述油管的内部为所述注入流道；

或者，所述母井设有油管、套管和同心双管，所述同心双管包括套在油管外的内管和套设在所述内管外的外管，所述内管的内壁与所述油管的外壁贴合，所述油管的内部为所述注入流道，所述内管和所述外管之间的环空、以及所述油管和所述套管之间的油套环空构成所述采出流道，所述外管和所述套管之间设有封隔器；

或者，所述母井设有双油管，所述双油管包括两个并排设置的第一油管和第二油管，所述第一油管的内部为所述注入流道，所述第二油管的内部为所述采出流道。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的开采方法，其特征在于，所述同井同层自我注采的井下流体分离自驱井的开采方法包括如下步骤：

步骤a，自所述母井在所述储层内侧钻或压裂至少一个注入井段和至少一个采出井段，所述注入井段和所述采出井段在所述储层中上下间隔设置；

步骤b，向注入流道注入注入流体，所述注入流体经注入流道进入各注入井段后注入所述储层；

步骤c：所述注入流体驱替所述储层内的储层流体至所述采出井段，所述储层流体在第一采出机构的作用下进入采出流道，再进入所述井下流体分离系统并由所述井下流体分离系统分离为采出液和注入液；

步骤d，所述采出液由第一出口流出后采出地面，所述注入液由第二出口流出后，再作为注入流体依次流经注入流道和所述注入井段后注入所述储层；

重复步骤c～步骤d，直至开采结束。

10.如权利要求9所述的开采方法，其特征在于，所述母井包括母井直井段和母井造斜段，在所述步骤a中，先自母井直井段在所述储层内侧钻一呈倾斜状延伸的母井造斜段，再自所述母井造斜段在所述储层内侧钻或压裂至少一注入井段和至少一个采出井段。

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