CN113236145A - 一种采油补水双通道管柱 - Google Patents

Abstract

本说明书公开一种采油补水双通道管柱，包括：套管；设于套管内的第一封隔器，位于油层和第一水层的分界面处，套管在第一封隔器的上方设有第一通孔，套管在第一封隔器的下方设有第二通孔；设于第一封隔器上方的采油部，用于采出油层内的油，采油部和第一通孔相连通；设于第一封隔器下方的动力元件和第二封隔器；套管在第二封隔器的下方设有第三通孔；第二通孔和第三通孔被第二封隔器所分隔；第二封隔器将动力元件和套管之间的环空密封；动力元件入口位于第二封隔器上方且与第二通孔相连通，出口位于第二封隔器下方且与第三通孔相连通。本说明书所提供的采油补水双通道管柱，其可以同时实现采油和补水，不仅能防止底水锥进，还可以补充底层压力。

Description

一种采油补水双通道管柱

技术领域

本说明书涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种采油补水双通道管柱。

背景技术

本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

底水油藏以其特殊的油水接触关系在油田开发中引起一些特殊的水驱油过程而不同于其它类型油藏的开发地质研究。开发底水油藏时，底水锥进使油井过早见水、产油量骤减及含水量快速上升，并导致水处理费用增加。随着开发的不断深入，需要通过注水等方式补充底层压力，保持底层压力的相对稳定性。

然而通过注水等方式补充底层压力，过程较为繁琐，且会影响采油的进行。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种采油补水双通道管柱，其可以同时实现采油和补水，不仅解决了底水锥进的问题，还可以起到补充底层压力的作用，同时也解决了采出污水处理的问题。

为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种采油补水双通道管柱，包括：

套管；

设于套管内的第一封隔器，位于油层和第一水层的分界面处，所述套管在所述第一封隔器的上方设有第一通孔，所述套管在所述第一封隔器的下方设有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔被所述第一封隔器所分隔；

设于所述第一封隔器上方的采油部，用于采出所述油层内的油，所述采油部和所述第一通孔相连通；

设于所述第一封隔器下方的动力元件和第二封隔器；所述套管在所述第二封隔器的下方设有与第二水层相连通的第三通孔；所述第二通孔位于所述第二封隔器上方，所述第二通孔和第三通孔被所述第二封隔器所分隔；所述第二封隔器将所述动力元件和所述套管之间的环空密封；所述动力元件具有入口和出口，所述入口位于所述第二封隔器上方且与所述第二通孔相连通，所述出口位于所述第二封隔器下方且与所述第三通孔相连通。

作为一种优选的实施方式，所述第一水层位于所述第二水层上方，且所述第一水层和第二水层为不同的水层。

作为一种优选的实施方式，所述第一水层和第二水层之间有地层，将所述第一水层和第二水层隔开。

作为一种优选的实施方式，所述动力元件包括电泵和电缆，所述电缆穿过所述第一封隔器，所述电缆为所述电泵供电。

作为一种优选的实施方式，所述电泵内设有单向阀，允许水从所述第一水层流向所述第二水层。

作为一种优选的实施方式，所述采油部包括抽油泵和抽油杆，用于将油层内的油举升到地面。

作为一种优选的实施方式，还包括用于检测所述采油部采出的液体的含水量的检测部，以及与所述动力元件和所述检测部电连接的控制部，用于根据所述含水量控制所述动力元件的流量。

作为一种优选的实施方式，所述含水量高于预定值时，所述控制部控制所述动力元件增大流量。

作为一种优选的实施方式，所述检测部与所述控制部为一体结构。

作为一种优选的实施方式，所述采油部包括抽油泵和抽油杆，所述控制部和所述抽油杆相连接，用于控制所述抽油杆的运动。

有益效果：本实施方式所提供的采油补水双通道管柱，通过设置采油部和动力元件，其可以同时实现采油和补水。

并且本实施方式所提供的采油补水双通道管柱，向第二水层所补充的水来自第一水层。将第一水层的水抽走，解决了底水锥进的问题；将水补充到第二水层中，可以起到补充底层压力的作用，同时也解决了采出污水处理的问题，无需对第一水层采出的水进行额外处理。

参照后文的说明和附图，详细公开了本说明书的特定实施方式，指明了本说明书的原理可以被采用的方式。应该理解，本说明书的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本实施方式中所提供的一种采油补水双通道管柱的结构示意图；

图2为表示出了采油通道和补水通道的采油补水双通道管柱的结构示意图；

图3为本实施方式中所提供的另一种采油补水双通道管柱的结构示意图。

附图标记说明：

1、套管；2、地层；3、油层；4、第一水层；5、第二水层；6、油水分界面；7、第一封隔器；8、第二封隔器；9、电泵；91、入口；92、出口；10、电缆；11、抽油泵；12、抽油杆；13、检测部；14、控制部；

A：采油通道；

B：补水通道。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本说明书的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本说明书的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本说明书。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2。本说明书实施方式提供一种采油补水双通道管柱，可以包括套管1、第一封隔器7、采油部、动力元件和第二封隔器8。其中，第一封隔器7设于套管1内，且位于油层3和第一水层4的分界面6处。套管1在第一封隔器7的上方设有第一通孔(未在图中示出)，第一通孔和油层3相连通。套管1在第一封隔器7的下方设有第二通孔(未在图中示出)，第二通孔和第一水层4相连通。第一通孔和第二通孔被第一封隔器7所分隔。采油部设于第一封隔器7上方，用于采出油层3内的油。采油部和第一通孔相连通。动力元件和第二封隔器8设于第一封隔器7下方。套管1在第二封隔器8的下方设有与第二水层5相连通的第三通孔(未在图中示出)。第二通孔位于第二封隔器8上方。第二通孔和第三通孔被第二封隔器8所分隔。第二封隔器8将动力元件和套管1之间的环空密封。动力元件具有入口91和出口92。入口91位于第二封隔器8上方且与第二通孔相连通。出口92位于第二封隔器8下方且与第三通孔相连通。

需要说明的是，在图1至图3中，以读者面对附图时朝上的方向定义为“上”，朝下的方向定义为“下”。

本实施方式所提供的采油补水双通道管柱，通过设置采油部和动力元件，其可以同时实现采油和补水。并且本实施方式所提供的采油补水双通道管柱，向第二水层5所补充的水来自第一水层4。将第一水层4的水抽走，解决了底水锥进的问题；将水补充到第二水层5中，可以起到补充底层压力的作用，同时也解决了采出污水处理的问题，无需对第一水层4采出的水进行额外处理。

在本实施方式中，第一水层4位于第二水层5上方，且第一水层4和第二水层5为不同的水层。优选的，第一水层4和第二水层5之间有地层2，该地层2将第一水层4和第二水层5隔开。从而从第一水层4中抽水，可以有效防止底水锥进；向第二水层5中补水，可以补充底层压力，保持底层压力的相对稳定性。本实施方式提供的采油补水双通道管柱，尤其适用于底部水体较大并且存在两个水层(第一水层4和第二水层5)特征的油藏。

在本实施方式中，动力元件包括电泵9和电缆10。电缆10穿过第一封隔器7。电缆10为电泵9供电。具体的，电缆10一端与电泵9连接，另一端与外界电源连接，从而将外界电源中的电导到电泵9中，使电泵9能够实现将第一水层4的水抽走，并注入第二水层5。

优选的，所述电泵9内设有单向阀(未在图中示出)，允许水从所述入口91流向所述出口92，而禁止水逆向流动。具体的，可以在入口91和出口92处分别设置阀体，使入口91只允许流体进入电泵9，出口92只允许流体流出电泵9。

具体的，采油部可以包括抽油泵11和抽油杆12，二者配合用于将油层3内的油举升到地面。优选的，抽油泵11和上述电泵9的重心连线与套管1的延伸方向平行，且位于套管1的中心，这样可以保证本管柱整体平衡，从而保证采油、补水的顺利进行，并延长本管柱的使用寿命。

如图3所示，在本实施方式中，采油补水双通道管柱还可以包括用于检测采油部采出的液体的含水量的检测部13，以及与动力元件和检测部13电连接的控制部14，用于根据含水量控制动力元件的流量。控制部14可以和动力元件的电缆10电连接，从而控制电泵9可以获得的电力；控制部14也可以直接和电泵9电连接，从而控制电泵9的工作参数，例如流量、抽吸力等。

具体的，控制部14与检测部13为一体结构，从而简化管柱的整体结构。具体的，控制部14可以包括检测部13，检测部13能够获取部分从采油部中采出的液体，作为检测对象。

所述含水量高于预定值时，即说明出现了底水锥进的现象，此时控制部14控制动力元件增大流量，从而可以加快抽水速度，使第一水层4中的水被抽入第二水层5，而不再产生底水锥进。此处预定值可以根据需求调控，若想要获得高品质的油气，可将预定值定为一个较小的值。在另一种实施方式中，含水量高于预定值时，可以通过加大动力元件的抽吸力，从而将更多第一水层4中的水从入口91牵引到动力元件，进而从出口92排入第二水层5。

在一种可行的实施方式中，控制部14可以和抽油杆12相连接，用于控制所述抽油杆12的运动，从而控制抽油泵11的开闭。当然，控制部14也可以通过控制抽油杆12的运动速度以及电泵9的排水速度(即调整采油部的产油速度和动力元件的排水速度)，使油水界面上的压力处于相对平衡，从而使油水界面稳定不发生变形。在保证采油速度的同时，保证采出的油的质量，使采出的油含水量低于预定值。

本实施方式提供的采油补水双通道管柱，在油水界面以上采油，油水界面以下采水，通过形成两个压降漏斗效应来平衡油水界面，进而防止底水锥进的现象发生，延长底水上升时间，延长采油气的时长，从而提高石油的最终采收率。同时使用倒置的电泵9(入口91位于出口92上方)，电泵9出口92对准第二水层5，直接将第一水层4的采出水注入到第二水层5，补充底层压力，减少了采出水处理的费用，最终提高了经济效益。

在一个具体的使用场景中，首先将抽油泵11、第一封隔器7、电泵9和第二封隔器8下入到预定位置，使第一封隔器7处于油层3和第一水层4的分界面6处。采用上提下放方式坐封第二封隔器8，打压坐封第一封隔器7。之后通过抽油杆12携带柱塞插入到抽油泵11泵筒中即可开抽。第一水层4中的水由电泵9的入口91吸入后被注入到第二水层5，油层3中的油通过采油通道A被举升到地面。其中采油通道A和补水通道B如图2所示。

具体的，采油补水双通道管柱具有两条通道，一个是补水通道B，一个是采油通道A，两个通道互不干扰，采油通道A通过抽油泵11和抽油杆12直接将油举升到地面，补水通道B通过电泵9将第一水层4中采出的水重新注入到第二水层5，补充地层2压力。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种采油补水双通道管柱，其特征在于，包括：

套管；

设于套管内的第一封隔器，位于油层和第一水层的分界面处，所述套管在所述第一封隔器的上方设有第一通孔，所述套管在所述第一封隔器的下方设有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔被所述第一封隔器所分隔；

设于所述第一封隔器上方的采油部，用于采出所述油层内的油，所述采油部和所述第一通孔相连通；

设于所述第一封隔器下方的动力元件和第二封隔器；所述套管在所述第二封隔器的下方设有与第二水层相连通的第三通孔；所述第二通孔位于所述第二封隔器上方，所述第二通孔和第三通孔被所述第二封隔器所分隔；所述第二封隔器将所述动力元件和所述套管之间的环空密封；所述动力元件具有入口和出口，所述入口位于所述第二封隔器上方且与所述第二通孔相连通，所述出口位于所述第二封隔器下方且与所述第三通孔相连通。

2.根据权利要求1所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述第一水层位于所述第二水层上方，且所述第一水层和第二水层为不同的水层。

3.根据权利要求2所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述第一水层和第二水层之间有地层，将所述第一水层和第二水层隔开。

4.根据权利要求1所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述动力元件包括电泵和电缆，所述电缆穿过所述第一封隔器，所述电缆为所述电泵供电。

5.根据权利要求4所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述电泵内设有单向阀，允许水从所述第一水层流向所述第二水层。

6.根据权利要求1所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述采油部包括抽油泵和抽油杆，用于将油层内的油举升到地面。

7.根据权利要求1所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，还包括用于检测所述采油部采出的液体的含水量的检测部，以及与所述动力元件和所述检测部电连接的控制部，用于根据所述含水量控制所述动力元件的流量。

8.根据权利要求7所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述含水量高于预定值时，所述控制部控制所述动力元件增大流量。

9.根据权利要求7所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述检测部与所述控制部为一体结构。

10.根据权利要求7所述的采油补水双通道管柱，其特征在于，所述采油部包括抽油泵和抽油杆，所述控制部和所述抽油杆相连接，用于控制所述抽油杆的运动。

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