CN113417614B - 一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，将分层配注的各级配水器工作筒依次与配深管柱丝扣连接，各级工作筒之间采用封隔器或插入密封封隔器分隔，并随管柱下入到目的层位，安装好注水井口。后期各级对应的无缆配水器调配仪可通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式依次下入至对应的工作筒内。本发明的施工工艺简单，操作灵活，降低施工风险；无需动管柱作业，仅通过钢丝或小直径连续管柱作业实现配水器调配仪的更换，注水井分层酸化、压裂等施工作业，降低作业成本，提高注水时效，以及提高无缆配水器调配仪的使用寿命和降低其采购成本(无缆配水器调配仪可维护重复使用)。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺。
背景技术
目前国内外注水井井下智能配水通常采用以下有缆和无缆两种方式。
有缆智能配水调配仪(亦称有缆智能配水调配装置或有缆智能配水器)：事先将有缆智能配水调配仪(有缆芯子)与配水器工作筒组装在一起，并引出电缆接头(三通接头)，各级有缆智能配水调配仪通过引出的电缆接头与铠装(或钢管)电缆连接，随管柱捆绑式入井，由地面系统通过电缆对井下各级配水器水嘴开度进行控制，达到分层精细化注水目的，并可以实时上传井下信号至地面处理及显示。该方式电缆节点过多，电缆穿越封隔器(或穿越插入密封工具)工艺复杂，随管柱起下过程中，电缆损伤风险较高，电缆捆绑卡箍易落井，尤其是针对大斜度井或水平井，作业风险及作业成本较高；有缆智能调配仪在使用过程中一旦出现故障须动管柱作业起出更换，影响正常注水，并增加再次作业成本。尤其是对于海上石油开采，作业成本更高。
无缆智能配水调配仪(亦称无缆智能配水调配装置或无缆智能配水器)：无缆智能配水调配仪(无缆芯子)由电池供电，下井前事先与配水器工作筒组装在一起，形成不可分割的整体，然后再随管柱丝扣连接，下入到目的层位，通过地面无线遥控方式在井口发送压力脉冲指令(或其他指令，如声波、流量波等)对井下各级配水器水嘴开度进行控制，可实现地面至井下各级配水器之间双向信号输出，即向井下发送指令和接收井下上传的数据。该方式起下工艺较为简单，可满足大斜度井及水平井分层注水需求，但也存在不足：①受电池容量限制，定期须动管柱作业；②智能配水调配仪一旦出现故障，也需动管柱作业。③在等待动管柱作业期间影响注水。
现有的这两种智能配水方式，智能配水调配仪与配水器工作筒是不可分割的、一体化的设计，除以上弊端外，因其水嘴过流量过小的限制，不利于注水井的酸化、压裂等措施；同时对配水器也有损伤。为此，我们提出一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，具有施工工艺简单，操作灵活，降低施工风险；无需动管柱作业，仅通过钢丝或小直径连续管柱作业实现配水器调配仪的更换，注水井分层酸化、压裂等施工作业，降低作业成本，提高注水时效的特点，解决了现有技术需要定期动管柱、维修成本高，以及施工作业成本高的问题。
本发明提供如下技术方案：一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，包括相适配的多级无缆配水器调配仪和多级配水器工作筒；
分层配注措施作业时，将各级配水器工作筒依次与配深管柱丝扣连接，内通径最小的配水器工作筒在最底层目的注水层，内通径最大的配水器工作筒在最顶层目的注水层，各级配水器工作筒之间采用封隔器或插入密封封隔器分隔，并随管柱下入到目的层位，安装好注水井口；
对应配水器工作筒的各级无缆配水器调配仪通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式依次下入至对应的配水器工作筒内，外径最小的无缆配水器调配仪先下入至最底层配水器工作筒内，外径最大的无缆配水器调配仪最后入至最顶层配水器工作筒内，需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出；
或在首次下井动管柱作业时，将各级无缆配水器调配仪事先插入到对应的各级配水器工作筒内，依次连接随注水管柱下入到目的层位，需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出。
优选的，各级无缆配水器调配仪与对应的各级配水器工作筒采用可分开下井的分体式独立结构，各级无缆配水器调配仪可通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式座封于对应的各级配水器工作筒内。
优选的，下级无缆配水器调配仪能够穿越上级配水器工作筒的内中心孔道，座封于下级无缆配水器对应的配水器工作筒内。
优选的，当需要分层酸化、分层压裂或其他需要往某层或某几层挤剂时，通过钢丝或小直径连续油管作业捞出无缆配水器调配仪后，除了需要分层酸化、压裂或挤剂的某层或某几层配水器工作筒不投放无缆配水器调配仪外，即空工作筒，其他的所有配水器工作筒的层位从底层配水器工作筒至顶层，依次投入对应的模拟芯子将其进水孔堵死，再进行相应的分层酸化、压裂或挤剂施工，待施工结束后，依次从顶层配水器工作筒至底层捞出对应的模拟芯子后，再从底层配水器工作筒至顶层投放与配水器工作筒对应的同心智能无缆配水器调配仪，安装注水井口，恢复注水，待注水稳定后按分层配注需求重新进行智能调配。
优选的，所述无缆配水器调配仪和配水器工作筒的配合方式是动态插入密封，通过投捞方式进行配合及密封，且密封面是多级变径面。
本发明提供了一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，其有益效果为：
(1)改变智能无缆智能配水器入井方式，施工作业工艺简单，降低施工风险。
(2)可随时投捞作业，无需动管柱作业就可实现更换无缆智能配水器，实现酸化、压裂等作业，以及因无缆智能配水器水嘴流量限制因素等其他作业。
(3)相比现有的无缆一体化(调配仪与配水器工作筒一体)智能调配仪，相对延长了电池时效，解决了无缆智能配水器因电池时效而需动管柱作业问题，同时降低了作业成本，提高智能无缆智能配水器使用寿命(可维修重复使用)。
(4)相比有缆智能配水器，节约了电缆成本，同时解决了因电缆或配水器故障而需动管柱作业问题，降低了作业成本，提高智能无缆智能配水器使用寿命(可维修重复使用)。
具体实施方式
下面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。
本发明提供一种技术方案：一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，包括相适配的多级无缆配水器调配仪和多级配水器工作筒；
各级无缆配水器调配仪与对应的各级配水器工作筒采用可分开下井的分体式独立结构，各级无缆配水器调配仪可通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式座封于对应的各级配水器工作筒内。下级无缆配水器调配仪能够穿越上级配水器工作筒的内中心孔道，座封于下级无缆配水器对应的配水器工作筒内。
无缆配水器调配仪是能够通过地面控制系统无线遥控井下，完成具有数据采集、水嘴开度控制(自动调节)、吸入流量监测、验封、温压测试等多种功能的，且与地面控制系统实现单项或者双向通讯的，带有投捞接头的井下多级变径仪器串。
分开下井方式：分层配注的各级配水器工作筒，依次与配深管柱丝扣连接，内通径最小的配水器工作筒在最底层目的注水层，内通径最大的配水器工作筒在最顶层目的注水层，各级配水器工作筒之间采用封隔器或插入密封封隔器分隔，或插入密封封隔器，并随管柱下入到目的层位，安装好注水井口；
对于封隔器座封的施工工艺：在注水管线底部连接有座封球座，期内装有座封球，注水管柱完井后将与配水器工作筒的各级无缆配水器调配仪通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式依次下入至对应的配水器工作筒内，外径最小的无缆配水器调配仪先下入至最底层配水器工作筒内，外径最大的无缆配水器调配仪最后入至最顶层配水器工作筒内。待各级无缆智能配水器调配仪座封于对应的工作筒后，连接座封打压管线，试压合格后，按封隔器座封施工工艺座封，拆卸打压管线，安装注水井口，恢复注水，待注水稳定后，按无缆调配工艺操作规程进行调配，分层注水。
对于插入密封封隔器的施工工艺：依据分层注水地质施工要求，在注水井钻完井阶段就已先将插入密封封隔器座封、丢手于井下目的套管中。在可投捞式无缆智能配水施工中，只需将各级配水器工作筒依次(按工作筒内通径由小到大顺序)连接好，其间用配深短节及插入密封短节隔开，插入密封短节深度与井下插入密封封隔器深度一一对应，顶部密封短节连接定位短节，其上连接油管及油管短节，将各级配水器工作筒及插入密封短节依次下入至目的深度，完井并安装好井口。将各级无缆智能配水器调配仪水嘴状态依次调成“开-关-开-关”或“关-开-关-开”这种“间隔开关”状态，通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式依次投放到对应的工作筒中，连接井口注水管线，按插入密封封隔器验封操作规程进行验封作业，因配水器调配仪自带有压力计，可通过其压力数据校验各层插入密封状态。验封合格后，回复注水，待注水稳定后，按无缆智能配水器调配施工工艺进行分层调配。对于单项传输的无缆智能配水器调配仪，需验封时，先下入各级模拟配水器调配仪(带有压力计)，验封合格后捞出，再下入无缆智能配水器调配仪，按无缆调配工艺操作规程进行调配，分层注水。
需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出。
组装下井方式：在首次下井动管柱作业时，将各级无缆配水器调配仪事先插入到对应的各级配水器工作筒内，依次连接随注水管柱下入到目的层位，无缆智能配水调配仪由电池供电，与配水器工作筒组装在一起，随管柱丝扣连接，下入到目的层位，通过地面控制系统对井下各级配水器开度进行控制，进行验封或调配作业，并实现地面至井下各级配水器之间双向信号输出。对于单项传输的无缆智能配水器调配仪，需验封时，先将各级模拟配水器调配仪(带有压力计)事先插入到对应的各级配水器工作筒内，随管柱下入，验封合格后捞出，再下入无缆智能配水器调配仪，按无缆调配工艺操作规程进行调配，分层注水。
需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出。
当需要分层酸化、分层压裂或其他需要往某层或某几层挤剂时，通过钢丝或小直径连续油管作业捞出无缆配水器调配仪后，除了需要分层酸化、压裂或挤剂的某层或某几层配水器工作筒不投放无缆配水器调配仪外，即空工作筒，其他的所有配水器工作筒的层位从底层配水器工作筒至顶层，依次投入对应的模拟芯子将其进水孔堵死，再进行相应的分层酸化、压裂或挤剂施工，待施工结束后，依次从顶层配水器工作筒至底层捞出对应的模拟芯子后，再从底层配水器工作筒至顶层投放与配水器工作筒对应的同心智能无缆配水器调配仪，安装注水井口，恢复注水，待注水稳定后按分层配注需求重新进行智能调配。
当采用双向通讯，4级无缆配水器调配仪和配水器工作筒，常规封隔器分隔座封分层配注时，首先在地面将4级无缆配水器调配仪水嘴调成“关”状态，插入至对应的4级配水器工作筒内，再将已装有无缆配水器调配仪的4级配水器工作筒按4#、3#、2#、1#的顺序(4#为中心内通径变径直径最小工作筒，1#为中心内通径变径直径最大工作筒，由小级大的顺序)依次连接，各级配水器工作筒之间用封隔器隔开，随管柱下入至目的层位(球座在管柱连接前放上座封球)。连接座封打压管线，试压合格后，按封隔器座封施工工艺座封，拆卸打压管线，安装注水井口，恢复注水。待注水稳定后，按无缆调配工艺操作规程进行调配，分层注水。
也可先将4级同心变径工作筒按4#、3#、2#、1#的顺序依次连接至目的层位后，再通过钢丝作业或连续油管作业将对于的4级无缆配水器调配仪按4#、3#、2#、1#的顺序依次投放到对应的同心变径工作筒内，再进行后续的施工。本发明所指的“4级无缆可投捞式同心智能配水器”也不仅限于“4级”。
本发明的施工工艺简单，操作灵活，降低施工风险；无需动管柱作业，仅通过钢丝或小直径连续管柱作业实现配水器调配仪的更换，注水井分层酸化、压裂等施工作业，降低作业成本，提高注水时效，以及提高无缆配水器调配仪的使用寿命和降低其采购成本(无缆配水器调配仪可维护重复使用)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，其特征在于：包括相适配的多级无缆配水器调配仪和多级配水器工作筒；
分层配注措施作业时，将各级配水器工作筒依次与配深管柱丝扣连接，内通径最小的配水器工作筒在最底层目的注水层，内通径最大的配水器工作筒在最顶层目的注水层，各级配水器工作筒之间采用封隔器或插入密封封隔器分隔，并随管柱下入到目的层位，安装好注水井口；
对应配水器工作筒的各级无缆配水器调配仪通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式依次下入至对应的配水器工作筒内，外径最小的无缆配水器调配仪先下入至最底层配水器工作筒内，外径最大的无缆配水器调配仪最后入至最顶层配水器工作筒内，需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出；
或在首次下井动管柱作业时，将各级无缆配水器调配仪事先插入到对应的各级配水器工作筒内，依次连接随注水管柱下入到目的层位，需更换无缆配水器调配仪或其他作业需起出无缆配水器调配仪时，再通过钢丝作业或小直径连续油管作业依次起出；
当需要分层酸化、分层压裂或其他需要往某层或某几层挤剂时，通过钢丝或小直径连续油管作业捞出无缆配水器调配仪后，除了需要分层酸化、压裂或挤剂的某层或某几层配水器工作筒不投放无缆配水器调配仪外，即空工作筒，其他的所有配水器工作筒的层位从底层配水器工作筒至顶层，依次投入对应的模拟芯子将其进水孔堵死，再进行相应的分层酸化、压裂或挤剂施工，待施工结束后，依次从顶层配水器工作筒至底层捞出对应的模拟芯子后，再从底层配水器工作筒至顶层投放与配水器工作筒对应的同心智能无缆配水器调配仪，安装注水井口，恢复注水，待注水稳定后按分层配注需求重新进行智能调配。
2.根据权利要求1所述的一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，其特征在于：各级无缆配水器调配仪与对应的各级配水器工作筒采用可分开下井的分体式独立结构，各级无缆配水器调配仪可通过钢丝作业或小直径连续油管作业方式座封于对应的各级配水器工作筒内。
3.根据权利要求1所述的一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，其特征在于：下级无缆配水器调配仪能够穿越上级配水器工作筒的内中心孔道，座封于下级无缆配水器对应的配水器工作筒内。
4.根据权利要求1所述的一种井下无缆可投捞式智能配水施工工艺，其特征在于：所述无缆配水器调配仪和配水器工作筒的配合方式是动态插入密封，通过投捞方式进行配合及密封，且密封面是多级变径面。
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| CN113417614A (zh) | 2021-09-21 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Inventor after: Peng Songsong Inventor after: Zhang Xianghong Inventor after: Zhang Laiqing Inventor before: Zhang Xianghong Inventor before: Zhang Laiqing Inventor before: Peng Songsong |
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| GR01 | Patent grant | ||
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