CN115263253A - 大幅变井底压力开采装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大幅变井底压力开采装置及方法，包括套管，套管内设置有油管，套管下部设置有用于密封憋压和释放压力的井底压力控制装置，井底压力控制装置密封封隔其上下的套管空间，密封封隔内部设置流体通道和通道开关，井底压力控制装置上方设置用于采液的举升装置。本发明该方式在正常采液阶段制造的压差，可以达到压力下降速度快、压力下降幅度大的效果。大幅快速改变井底压力，从而显著影响油藏流体受力情况，以此改变油藏中流体渗流速度和不同流体相的相对渗流能力，提高采油速度和采收率；本发明设置的井底压力控制装置适用不同的举升装置，能够配合不同举升装置实现控制井底压力大幅快速变化，增大了采油方式和装置的适应性。

Description

大幅变井底压力开采装置及方法

技术领域

本发明涉及石油工业采油工程领域，尤其涉及大幅变井底压力开采装置及方法。

背景技术

大压差可以提升油藏难动流体的动用程度，包括增加驱替效率和扩大波及体积，使更多孔隙中的更多流体动用起来，即可以提高渗流速度，尤其是提高低渗流能力油藏的流体渗流速度，而且还可以提高含水油藏油相的相对渗流能力。油井井筒和油藏连通，井筒液柱自重和受力决定了井底压力大小，井底压力变化使油藏产生力场变化，因此，井底压力影响油藏流体受力情况，从而影响油藏流体的渗流状态。

现有技术中在注入端通常通过增加注入压力和速度，提高油藏地层压力，或者波动脉冲注水来制造大的压差和波动压力；在采出端通常通过降低泵的位置，提高抽油系统工作强度，加快采液速度的方式来制造大的压差，但是这两种方式压力变化速度慢，生成的油藏压力波动小。目前尚没有技术，采用油井井筒压力较频繁地大幅快速变化方式，改变油藏流体的流速、以及追求的油相和不想要的水相的相对动用情况，而提升开采效果。

发明内容

为了克服现有技术不足，提出大幅变井底压力开采装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

大幅变井底压力开采装置，包括套管，套管内腔设置有油管和用于密封憋压和释放压力的井底压力控制装置，井底压力控制装置位于油管下方，井底压力控制装置上方设置用于采液的举升装置。

作为本发明的更进一步技术方案：所述井底压力控制装置包括流体通道，流体通道外侧固定安装密封固定机构，密封固定机构用于密封密封流体通道与套管之间的空间，流体通道上安装用于关闭或打开流体通道的流体通道开关。密封固定机构最终实现密封套管在其上下之间的空间；流体通道开关打开和关闭目的是为了频繁制造油藏流体受力的大幅变化。

作为本发明的更进一步技术方案：所述流体通道上端设置连接装置。

作为本发明的更进一步技术方案：所述密封固定机构为封隔器。

作为本发明的更进一步技术方案：所述举升装置为抽油系统。

作为本发明的更进一步技术方案：所述井底压力控制装置设置有一个，一个井底压力控制装置控制一个或者多个油层。

作为本发明的更进一步技术方案：所述井底压力控制装置设置有多个，多个井底压力控制装置分开控制不同油层。

大幅变井底压力开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据地层压力和间隔开采的层位，在套管内选择井底压力控制装置的安装位置，然后密封安装井底压力控制装置，井底压力控制装置在能够限制液位高度的同时，控制流体通道的开启和关闭，具有密封憋压和释放压力的作用；

步骤二：在井底压力控制装置上方安装用于采液的举升装置，举升装置的采液泵的位置靠近井底压力控制装置；

步骤三：关闭井底压力控制装置的流体通道开关，使流体通道关闭；

步骤四：启动举升装置抽汲井底压力控制装置以上井筒中的流体；

步骤五：根据井底压力控制装置上下压差大小的需要，控制井底压力控制装置以上流体的压力，同时决定井底压力控制装置密封其下流体的时间；

步骤六：达到需要的井底压力控制装置对压差大小要求后，流体通道开关打开，流体通道打开；

步骤七：举升装置采液，并记录动液面随时间变化、采出液量和采出液含水率；

步骤八：采液完成后，关闭井底压力控制装置的流体通道开关，使流体通道关闭，从步骤四循环操作。

本发明的有益效果：

本发明通过设置井底压力控制装置用于密封憋压和释放压力，设置举升装置用于采液并减小上部压力，使井底压力控制装置上部和下部形成大的压差，该方式制造压差，压力下降速度快，压力下降幅度大。大幅快速改变井底压力，从而大幅影响油藏流体受力情况，以此改变流体渗流速度和不同流体相的相对渗流能力；

本发明设置的井底压力控制装置适用不同的举升装置，都能配合不同举升装置实现控制井底压力大幅快速变化，增大了采油方式和装置的适应性。本发明的装置和方法既能控制一个层段，也能够一套设备分别控制多个层的井底压力，实用范围广。

达到一定压差后，井底压力控制装置突然开启，能够产生正向或反向激波，增幅压差的大小，从而更大幅改变油藏流体的受力情况。大幅影响油藏流体受力环境，造成更多的流体受力大于其“启动压力”，克服粘滞力等静摩擦力后，动摩擦相对较小，也能够有更多剩余油参与流动，便于采油。

本发明需要频繁的开启和关闭流体通道，频繁的突然的开启和关闭制造激波，发生突跃变化的压缩波，更有利于扩大波及面积和难动油的有效动用；满足更多孔隙的更大的“启动压力”，提高驱油效率和扩大波及体积，提高油藏流体的受力广度而不只是深度。使更多的流体克服“启动压力”。

附图说明

图1为设置一个井底压力控制装置时主要结构示意图；

图2为设置多个井底压力控制装置时主要结构示意图。

图中：1-套管、2-油管、3-油层、4-井底压力控制装置、41-密封固定机构、42-流体通道开关、43-连接装置、44-流体通道、5-举升装置。

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。

参照图1-2，大幅变井底压力开采装置，包括套管1，套管1内腔设置有油管2和用于密封憋压和释放压力的井底压力控制装置4，井底压力控制装置4位于油管2下方，井底压力控制装置4还具有限制液位高度的作用。

井底压力控制装置4包括流体通道44，流体通道44外侧固定安装密封固定机构41，密封固定机构41用于密封密封流体通道44与套管1之间的空间，然后套管1内井底压力控制装置4上方和下方的得到密封分隔。

流体通道44上安装用于关闭或打开流体通道44的流体通道开关42。通过密封固定机构41使变井底压力控制装置4密封固定安装在套管1内，通过密封固定机构41能够密封流体通道44与套管1之间的空间。密封固定机构41为封隔器，封隔器的结构和封隔器的安装均为现有技术，现有技术的封隔器种类多样，包括非丢手式封隔器和丢手式封隔器，是用于井下分层封隔的专用工具。封隔器一般包括六大部分：密封部分、锚定部分、扶正部分、坐封部分、锁紧部分和解封部分。

井底压力控制装置4上方设置用于采液的举升装置5。采用举升装置5通过采液，降低液柱高度即是减压，由此，井底压力控制装置4上部减压压力小，井底压力控制装置4下部增压压力高，井底压力控制装置4将上下部连通后，就能够间歇地制造较大压差。这是大幅改变井底压力的一种方式，井底压力控制装置4的突然开启和关闭能够产生的激波，包括正向和反向激波，增幅压差的大小，从而更大幅改变油藏流体的受力情况。大幅影响油藏流体受力环境，造成更多的流体受力大于其“启动压力”，克服粘滞力等静摩擦力后，动摩擦相对较小，因此，也能够有更多剩余油参与流动。

流体通道44上安装用于关闭或打开流体通道44的流体通道开关42。流体通道44打开贯通套管1内空间，能够让井底压力控制装置4以下，油藏和套管1内中的流体，通过流体通道44，流入其上部空间。流体通道开关42设置一个或多个，流体通道开关42关闭后在承受让井底压力控制装置4下部流体压力升高、上部压力减小的情况下，而仍然能够关闭流体通道44。流体通道开关42可以为多种类型，例如投球式、滑套式。流体通道开关42的控制也为多种方式，例如：定压力开关、定压差开关、定时开关、触碰式开关和感应式开关。

流体通道44上端设置连接装置43，连接装置43通常是螺纹连接各部件，以及其他装置、油管和作业安装或者解安装工具，比如丢手接头。

井底压力控制装置4以下的压力由油藏压力以及油藏井底压力的恢复速度决定，其大小变化随着井底地层压力恢复速度和流体膨胀而变大。井底压力控制装置4上部的压力控制方法为使用举升装置5采液，气体少、液柱高度小则装置上部的压力小。举升装置5为抽油系统，抽油系统包括：有杆泵抽油系统、电潜泵抽油系统、提捞式抽油系统、水力泵抽油系统、气举采油设备。

井底压力控制装置4下部压力恢复升高到一定程度，上部的抽油系统采液，液柱变低，如果流体通道开关42是定压力开关和定压差开关，达到预定的压力或者压差后，开关可以自行开启或关闭；定时开关在达到一定的时间后，而自行开启和关闭，需要抽油系统在其关闭期间进行采液，以降低变井底压力控制装置上部压力。

井底压力控制装置4上下部压力达到预期范围后，可以依靠使用安装的专门的开关配合装置、或者提捞式抽油系统可以自身携带开关配合装置、抽油系统的有杆泵也可以在小活动范围内的自身携带开关配合装置或触碰式开关，打开流体通道44制造大压差。井底压力控制装置4上下部压力达到预期范围后，依靠电缆、声波或电磁波传递或者压力波制造的信号，感应式开关接收信号开启或关闭流体通道44。

井底压力控制装置4自身有定压力控制装置或者定时开关装置，或者其它专门开关控制设备，那流体通道开关42开关就与抽油泵的生产无关，但是其产生的控制井底压力大小的效果与抽油装置的生产相关。其中，为将井底压力控制装置4以上液柱高度降低较大，因此抽油泵的最低生产位置通常在井底压力控制装置4以上不高处的部位。

井底压力控制装置4设置有一个，一个井底压力控制装置4控制多个油层3。井底压力控制装置4设置有多个，多个井底压力控制装置4分开控制不同油层3。使得井底压力控制装置4既能控制一个油层，也能够一套井底压力控制装置4控制多个油层的井底压力。

大幅变井底压力开采方法，包括以下步骤：步骤一：根据地层压力和间隔开采的层位，在套管1内选择井底压力控制装置4的安装位置，然后密封安装井底压力控制装置4，井底压力控制装置4在能够限制液位高度的同时，控制流体通道44的开启和关闭，具有密封憋压和释放压力的作用；

步骤二：在井底压力控制装置4上方安装用于采液的举升装置5，举升装置5的采液泵的位置靠近井底压力控制装置4；

步骤三：关闭井底压力控制装置的流体通道开关42，使流体通道44关闭；

步骤四：启动举升装置5抽汲井底压力控制装置4以上井筒中的流体；

步骤五：根据井底压力控制装置4上下压差大小的需要，控制井底压力控制装置4以上流体的压力，同时决定井底压力控制装置4密封其下流体的时间；

步骤六：达到需要的井底压力控制装置4对压差大小要求后，流体通道开关42打开，流体通道44打开；

步骤七：举升装置5采液，并记录动液面随时间变化、采出液量和采出液含水率；

步骤八：采液完成后，关闭井底压力控制装置的流体通道开关42，使流体通道44关闭，从步骤四循环操作。

具体实施方式：

实施例一（参照图1）

步骤一：根据地层压力和间隔开采的层位，在套管1内选择井底压力控制装置4的安装位置，然后密封安装井底压力控制装置4。井底压力控制装置4设置在所有油层上方；

步骤二：在井底压力控制装置4上方安装用于采液的举升装置5，举升装置5的采液泵的位置靠近井底压力控制装置4。举升装置5为提捞式抽油系统，提捞式抽油系统的柔性连续抽油杆需要防上顶工具，该类抽油系统的抽子最大下入深度不能低于井底压力控制装置4最上部；

步骤三：关闭井底压力控制装置的流体通道开关42，使流体通道44关闭。流体通道开关42为滑套开关，流体通道开关42的控制为接触式开关；

步骤四：启动提捞式抽油系统抽汲井底压力控制装置4以上井筒中的流体；

步骤五：根据井底压力控制装置4上下压差大小的需要，控制井底压力控制装置4以上流体的压力，同时决定井底压力控制装置密封其下流体的时间；

步骤六：达到需要的井底压力控制装置对压差大小要求后，提捞式抽油系统可加载滑套开关的控制工具，此时提捞抽油系统即为钢丝绳作业设备，提捞式抽油机控制抽油杆上下，柔性抽油杆下端挂载流体通道开关42的控制装置和防上顶工具，去打开或者关闭流体通道开关42，该组合节省井底压力控制装置4的制作成本，而且纯机械式开关可靠性和耐用性较高，不耽误生产的情况下，可节省开关作业的成本和时间；

步骤七：举升装置5采液，并记录动液面随时间变化、采出液量和采出液含水率。液体通过流体通道44进入套管1上部，举升装置5采液；

步骤八：采液完成后，关闭井底压力控制装置的流体通道42开关，使流体通道44关闭，从步骤四循环操作。

实施例二（参照图2）

步骤一：根据地层压力和间隔开采的层位，在套管1内选择井底压力控制装置4的安装位置，然后密封安装井底压力控制装置4，井底压力控制装置4在能够限制液位高度的同时，控制流体通道44的开启和关闭，具有密封憋压和释放压力的作用。井底压力控制装置4设置有多个，每个分别位于每层油层3上方，细分开采的油层3由密封固定机构41分开，每个层都有流体通道开关42。

步骤二：在井底压力控制装置4上方安装用于采液的举升装置5，举升装置5的采液泵的位置靠近井底压力控制装置4。举升装置5为潜油螺杆泵抽油系统，带电缆的潜油螺杆泵，与井底压力控制装置4配合。

步骤三：关闭井底压力控制装置的流体通道开关42，使流体通道44关闭。井底压力控制装置4使用潜油螺杆泵的电缆的延长段，控制电动或者感应开关，流体通道44为电控式开关或者感应式开关，控制可靠。流体通道开关42控制装置可以分别控制多个油层3中的某一个层的流体通道开关42，也可以同时控制几个油层3的流体通道开关42开启或者关闭。

步骤四：启动举升装置5抽汲井底压力控制装置4以上井筒中的流体；

步骤五：根据井底压力控制装置4上下压差大小的需要，控制井底压力控制装置4以上流体的压力，同时决定井底压力控制装置4密封其下流体压力或时间；

步骤六：达到需要的井底压力控制装置4对压差大小要求后，流体通道开关42控制装置控制流体通道开关42打开，流体通道44打开；

步骤七：举升装置5采液，并记录动液面随时间变化、采出液量和采出液含水率；

步骤八：采液完成后，关闭井底压力控制装置的流体通道开关42，使流体通道44关闭，从步骤四循环操作，不同点在于可能开启关闭的另一个通道开关。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.大幅变井底压力开采装置，包括套管（1），其特征在于：套管（1）内腔设置有油管（2）和用于密封憋压和释放压力的井底压力控制装置（4），井底压力控制装置（4）位于油管（2）下方，井底压力控制装置（4）上方设置用于采液的举升装置（5）。

2.根据权利要求1所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述井底压力控制装置（4）包括流体通道（44），流体通道（44）外侧固定安装密封固定机构（41），密封固定机构（41）用于密封流体通道（44）与套管（1）之间的空间，流体通道（44）上安装用于关闭或打开流体通道（44）的流体通道开关（42）。

3.根据权利要求2所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述流体通道（44）上端设置连接装置（43）。

4.根据权利要求1所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述密封固定机构（41）为封隔器。

5.根据权利要求1所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述举升装置（5）为抽油系统。

6.根据权利要求2所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述井底压力控制装置（4）设置有一个，一个井底压力控制装置（4）控制一个或者多个油层（3）。

7.根据权利要求2所述的大幅变井底压力开采装置，其特征在于：所述井底压力控制装置（4）设置有多个，多个井底压力控制装置（4）分开控制不同油层（3）。

8.大幅变井底压力开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据地层压力和间隔开采的层位，在套管（1）内选择井底压力控制装置（4）的安装位置，然后密封安装井底压力控制装置（4），井底压力控制装置（4）在能够限制液位高度的同时，控制流体通道（44）的开启和关闭，具有密封憋压和释放压力的作用；

步骤二：在井底压力控制装置（4）上方安装用于采液的举升装置（5），举升装置（5）的采液泵的位置靠近井底压力控制装置（4）；

步骤三：关闭井底压力控制装置的流体通道开关（42），使流体通道（44）关闭；

步骤四：启动举升装置（5）抽汲井底压力控制装置（4）以上井筒中的流体；

步骤五：根据井底压力控制装置（4）上下压差大小的需要，控制井底压力控制装置（4）以上流体的压力，同时决定井底压力控制装置（4）密封其下流体的时间；

步骤六：达到需要的井底压力控制装置（4）对压差大小要求后，流体通道开关（42）打开，流体通道（44）打开；

步骤七：举升装置（5）采液，并记录动液面随时间变化、采出液量和采出液含水率；

步骤八：采液完成后，关闭井底压力控制装置的流体通道开关（42），使流体通道（44）关闭，从步骤四循环操作。

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