CN115012888A - 免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置，该方法包括，在注水管柱上连接多个封隔器和智能配水器，各智能配水器上设置通道尺寸可调的水嘴；将注水管柱下入井内，用封隔器将井下多个注水层段封隔开，每个注水层段对应一个智能配水器；打开要求注水层段的水嘴且关闭其他注水层段的水嘴，改变水嘴的通道尺寸调节注水压力以调节注水流量；多个注水层段逐一完成注水。本发明无需下入分层流量计，通过调整各注水层段的水嘴尺寸调整分层配注水量，结构简单、方法快捷，减少作业工序，降低分层注水费用，对不同层位吸水量差异及变化趋势能够准确判断，为注水调整政策制定提供重要依据，提高注水开发水平。

Description

免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置。

背景技术

在油田注水开发中，分层注水是高效注水、精细注水量最重要技术手段，然而分层注水需根据地质情况、每层吸水能力不同及时调整，每层吸水能力的测试对注水调整有重要的作用，现有常规分层吸水能力测试主要采用钢丝投捞，存储式流量计、固定水嘴，每次更改配注量均需投捞水嘴，工作量大，配注精度低，无法实时监测及调试的缺点和不足。

现有技术中有一种注水井井下连续计量分层注水方法及装置，该方法包括确定注水井分注层，将电子流量计放入井下分注层段，通过井口和井下流量计误差系数进行校正；用公式计量各分注单层累计水量；装置包括井下流量计、配水器、水嘴，油管内有配水器，配水器外套有配水器工作筒，配水器上装有井下流量计，井下流量计上有捞头，可取全周期内任意时刻的瞬时流量。

该技术存在如下不足：主要是通过电缆下流量计测分层吸水量，工艺繁琐，且井下分层吸水量测试难度大，测试精度差，测试难度大，费用高，一些大斜度井测试成功率低。具体地：

(1)投捞工作量大，投捞的工具也比较复杂，而且在大斜度井或水平井施工时，投捞成功率也较低。

(2)当需要人为改变注水层注水量时，必须取出配水器重新设置或下入其它仪器完成设置，工作量比较大，也比较费时。

(3)当需要调节分层流量时，必须先完成坐层才能进行调节，工序复杂，工作量比较大。

(4)由于每次测调只进行几个小时后即取出仪器，井下配水器水嘴处于固定状态，若地层压力或注水压力出现波动时，配水器无法实现自动调整，造成注水不准确。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置，无需下入分层流量计，通过调整各注水层段的水嘴尺寸调整分层配注水量，结构简单、方法快捷，减少作业工序，降低分层注水费用，对不同层位吸水量差异及变化趋势能够准确判断，为注水调整政策制定提供重要依据，提高注水开发水平。

本发明的目的是这样实现的，一种免井下流量计的分层注水方法，在注水管柱上连接多个封隔器和智能配水器，各智能配水器上设置通道尺寸可调的水嘴；将注水管柱下入井内，用封隔器将井下多个注水层段封隔开，每个注水层段对应一个智能配水器；打开要求注水层段的水嘴且关闭其他注水层段的水嘴，改变水嘴的通道尺寸调节注水压力以调节注水流量；多个注水层段逐一完成注水。

在本发明的一较佳实施方式中，免井下流量计的分层注水方法包括以下步骤：

步骤a、在注水管柱上连接多个封隔器和智能配水器，各智能配水器上设置水嘴，各水嘴处于关闭状态；

步骤b、将注水管柱下入井内，各封隔器坐封于井内，将多个注水层段封隔开；

步骤c、对第一注水层段调配时，关闭其他注水层段的水嘴，打开第一注水层段的水嘴，通过第一注水层段对应的智能配水器控制水嘴的通道尺寸，调节注入水通过水嘴前后的节流压差，反复调整通道尺寸以调配注水流量；

步骤d、第一注水层段完成注水开采后，关闭第一注水层段的水嘴；重复步骤c，对其他注水层段进行注水开采，完成分层注水。

在本发明的一较佳实施方式中，井口设置地面控制部，水嘴后设有压力计，所述压力计用于测量水嘴后压力，所述压力计与地面控制部信号连接；步骤c中，压力计将水嘴后注水压力传输至地面控制部，反馈水嘴后注水压力是否达到设定压力值。

在本发明的一较佳实施方式中，井口设置地面流量计，各智能配水器分别与所述地面流量计信号连接；步骤c中，各智能配水器将水嘴处的注水流量传递给地面流量计，地面流量计计量各注水层段的注水流量。

在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中，各通道尺寸分别对应一注水流量和水嘴后压力，根据注水流量和水嘴后压力绘制对应注水层段的吸水指示曲线。

在本发明的一较佳实施方式中，所述压力计为嘴后压力传感器，所述嘴后压力传感器通过井下电缆电连接地面控制部。

本发明的目的还可以这样实现，一种分层注水装置，用于前述的免井下流量计的分层注水方法中，包括注水管柱，所述注水管柱的底部呈能封堵地设置；所述注水管柱上沿轴向间隔设置多个封隔器，相邻两个封隔器之间设置智能配水器，各所述智能配水器上设置通道尺寸可调的水嘴。

在本发明的一较佳实施方式中，所述水嘴的出口设有压力计，所述压力计用于测量水嘴后压力。

在本发明的一较佳实施方式中，还包括设置于井口的地面控制部，所述压力计与地面控制部信号连接。

在本发明的一较佳实施方式中，还包括设置于井口的地面流量计，各所述智能配水器分别与所述地面流量计信号连接，各所述智能配水器将水嘴处的注水流量传递给所述地面流量计。

由上所述，本发明的免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置具有如下有益效果：

本发明的免井下流量计的分层注水方法中，无需下入分层流量计，通过调整各注水层段的水嘴尺寸，结合地面流量计值即可调整分层配注水量和判断吸水差异，结构简单、方法快捷；本发明通过智能配水器上水嘴后的压力计采集水嘴后压力，根据各水嘴后压力计采集到的压力数据，调整不同注水层段的配水量及定性判别各注水层段的吸水能力，工艺简单，无需下入流量计，实现井下免流量计的分层注水量的精确控制，达到简化工具部件，提高控制管柱可靠性，降低分注生产成本；本发明减少作业工序，降低分层注水费用，对不同层位吸水量差异及变化趋势能够准确判断，为注水调整政策制定提供重要依据，提高注水开发水平。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的分层注水装置在井下工作状态示意图。

图2：为本发明的智能配水器的示意图。

图3：为本发明的分层注水调配流程等效图。

图4：为本发明的第一注水层段和第二注水层段的吸水指示曲线。

图中：

1、注水管柱；2、封隔器；3、智能配水器；4、水嘴；51、第一注水层段；52、第二注水层段；6、压力计；7、接球篮和坐封球座。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。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元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。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。

本发明提供一种免井下流量计的分层注水方法，如图1所示，在注水管柱1上连接多个封隔器2和智能配水器3，各智能配水器3上设置通道尺寸可调的水嘴4；将注水管柱1下入井内，用封隔器2将井下多个注水层段封隔开，每个注水层段对应一个智能配水器3；打开要求注水层段的水嘴4且关闭其他注水层段的水嘴4，改变水嘴4的通道尺寸调节注水压力以调节注水流量；多个注水层段逐一完成注水。

具体地，免井下流量计的分层注水方法包括以下步骤：

步骤a、如图1所示，在注水管柱1上连接多个封隔器2和智能配水器3，各智能配水器3上设置水嘴4，各水嘴4处于关闭状态；

步骤b、将注水管柱1下入井内，各封隔器2坐封于井内，将多个注水层段封隔开；

步骤c、对第一注水层段51调配时，关闭其他注水层段的水嘴，打开第一注水层段51的水嘴4，通过第一注水层段51对应的智能配水器3控制水嘴的通道尺寸，调节注入水通过水嘴前后的节流压差，反复调整通道尺寸以调配注水流量；

具体地，如图2所示，井口设置地面控制部，水嘴后设有压力计，压力计用于测量水嘴后压力，压力计与地面控制部信号连接；

步骤c中，压力计将水嘴后注水压力传输至地面控制部，反馈水嘴后注水压力是否达到设定压力值。在本发明的一具体实施例中，压力计为嘴后压力传感器，嘴后压力传感器通过井下电缆电连接地面控制部。

井口设置地面流量计，各智能配水器分别与所述地面流量计信号连接；步骤c中，各智能配水器将水嘴处的注水流量传递给地面流量计，地面流量计计量各注水层段的注水流量。

步骤c中，各通道尺寸分别对应一注水流量和水嘴后压力，根据注水流量和水嘴后压力绘制对应注水层段的吸水指示曲线。

本发明的免井下流量计的分层注水方法，主要针对有缆智能分注管柱，将各注水层段作为独立的注水控制对象，短时间内，地层的渗透率、物性参数是不变的，因此一个注水压力对应一个唯一注水流量值，注水压力值由嘴后压力传感器及井下测量电路获得，注水流量值由地面流量计读取。

通过井下电缆控制和调整嘴后压力值，就能调配分层注水量。进行分层流量调整时，其他层段均需处于关闭状态，这样就可通过简单工艺，无需下入流量计，实现井下免流量计的分层注水量的精确控制，达到简化工具部件，提高控制管柱可靠性，降低分注生产成本。

步骤d、第一注水层段51完成注水开采后，关闭第一注水层段51的水嘴4；重复步骤c，对其他注水层段进行注水开采，完成分层注水。

在本发明的一具体实施例中，如图3所示，对第一注水层段51调配时，先关闭其他注水层段(通过智能配水器指令将其他层位的水嘴关闭Q2＝Q3＝....＝Qn＝0)，此时注水井等同于只有第一注水层段51的一口单层注水井，地面流量计读数即为读第一注水层段51的注水流量值(Q＝Q11)，记录该流量值，同时读取第一注水层段51的水嘴后压力值(P11)，为一组“压力-流量”数据(P11、Q11)。将第一注水层段51的水嘴改变另外两个尺寸，又可获得另外两组“压力-流量”数据((P12、Q12)、(P13、Q13))，利用三组“压力-流量”数据，就可绘制出第一注水层段51的吸水指示曲线，如图4所示。

同样的道理和操作步骤，可以分别测取第二注水层段52、第三注水层段等其他层的吸水指示曲线。当地层渗透率、物性参数稳定时，根据地层吸水指示曲线，一个注入压力对应唯一注水流量。因此，通过调整水嘴尺寸，改变节流压差，就可调整嘴后注水压力，从而实现分层注水量的调配。

本发明的免井下流量计的分层注水方法中，无需下入分层流量计，通过调整各注水层段的水嘴尺寸，结合地面流量计值即可调整分层配注水量和判断吸水差异，结构简单、方法快捷；本发明通过智能配水器上水嘴后的压力计采集水嘴后压力，根据各水嘴后压力计采集到的压力数据，调整不同注水层段的配水量及定性判别各注水层段的吸水能力，工艺简单，无需下入流量计。

如图1、图2所示，本发明还提供一种分层注水装置，用于前述的免井下流量计的分层注水方法中，包括注水管柱1，注水管柱1的底部呈能封堵地设置，在本发明的一具体实施例中，注水管柱1的底端连接筛管，筛管顶部设置接球篮和坐封球座7，可通过投球封堵注水管柱的底部；注水管柱1上沿轴向间隔设置多个封隔器2，相邻两个封隔器2之间设置智能配水器3，各智能配水器3上设置通道尺寸可调的水嘴4。

进一步，如图2所示，水嘴4的出口设有压力计6，压力计用于测量水嘴后压力。在本发明的一具体实施例中，压力计为嘴后压力传感器，嘴后压力传感器通过井下电缆电连接地面控制部。

进一步，分层注水装置还包括设置于井口的地面控制部，压力计与地面控制部信号连接。压力计将水嘴后注水压力传输至地面控制部，反馈水嘴后注水压力是否达到设定压力值。

进一步，分层注水装置还包括设置于井口的地面流量计，各智能配水器分别与地面流量计信号连接，各智能配水器将水嘴处的注水流量传递给地面流量计。

由上所述，本发明的免井下流量计的分层注水方法及分层注水装置具有如下有益效果：

本发明的免井下流量计的分层注水方法中，无需下入分层流量计，通过调整各注水层段的水嘴尺寸，结合地面流量计值即可调整分层配注水量和判断吸水差异，结构简单、方法快捷；本发明通过智能配水器上水嘴后的压力计采集水嘴后压力，根据各水嘴后压力计采集到的压力数据，调整不同注水层段的配水量及定性判别各注水层段的吸水能力，工艺简单，无需下入流量计，实现井下免流量计的分层注水量的精确控制，达到简化工具部件，提高控制管柱可靠性，降低分注生产成本；本发明减少作业工序，降低分层注水费用，对不同层位吸水量差异及变化趋势能够准确判断，为注水调整政策制定提供重要依据，提高注水开发水平。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，在注水管柱上连接多个封隔器和智能配水器，各智能配水器上设置通道尺寸可调的水嘴；将注水管柱下入井内，用封隔器将井下多个注水层段封隔开，每个注水层段对应一个智能配水器；打开要求注水层段的水嘴且关闭其他注水层段的水嘴，改变水嘴的通道尺寸调节注水压力以调节注水流量；多个注水层段逐一完成注水。

2.如权利要求1所述的免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、在注水管柱上连接多个封隔器和智能配水器，各智能配水器上设置水嘴，各水嘴处于关闭状态；

步骤b、将注水管柱下入井内，各封隔器坐封于井内，将多个注水层段封隔开；

步骤c、对第一注水层段调配时，关闭其他注水层段的水嘴，打开第一注水层段的水嘴，通过第一注水层段对应的智能配水器控制水嘴的通道尺寸，调节注入水通过水嘴前后的节流压差，反复调整通道尺寸以调配注水流量；

步骤d、第一注水层段完成注水开采后，关闭第一注水层段的水嘴；重复步骤c，对其他注水层段进行注水开采，完成分层注水。

3.如权利要求2所述的免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，井口设置地面控制部，水嘴后设有压力计，所述压力计用于测量水嘴后压力，所述压力计与地面控制部信号连接；步骤c中，压力计将水嘴后注水压力传输至地面控制部，反馈水嘴后注水压力是否达到设定压力值。

4.如权利要求3所述的免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，井口设置地面流量计，各智能配水器分别与所述地面流量计信号连接；步骤c中，各智能配水器将水嘴处的注水流量传递给地面流量计，地面流量计计量各注水层段的注水流量。

5.如权利要求4所述的免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，步骤c中，各通道尺寸分别对应一注水流量和水嘴后压力，根据注水流量和水嘴后压力绘制对应注水层段的吸水指示曲线。

6.如权利要求3所述的免井下流量计的分层注水方法，其特征在于，所述压力计为嘴后压力传感器，所述嘴后压力传感器通过井下电缆电连接地面控制部。

7.一种分层注水装置，其特征在于，用于如权利要求1至6任一项所述的免井下流量计的分层注水方法中，包括注水管柱，所述注水管柱的底部呈能封堵地设置；所述注水管柱上沿轴向间隔设置多个封隔器，相邻两个封隔器之间设置智能配水器，各所述智能配水器上设置通道尺寸可调的水嘴。

8.如权利要求7所述的分层注水装置，其特征在于，所述水嘴的出口设有压力计，所述压力计用于测量水嘴后压力。

9.如权利要求8所述的分层注水装置，其特征在于，还包括设置于井口的地面控制部，所述压力计与地面控制部信号连接。

10.如权利要求7所述的分层注水装置，其特征在于，还包括设置于井口的地面流量计，各所述智能配水器分别与所述地面流量计信号连接，各所述智能配水器将水嘴处的注水流量传递给所述地面流量计。

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