CN116201512A - 一种碳酸盐岩油藏驱油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳酸盐岩油藏驱油方法，注入装置包括中心管、同轴套设在中心管外侧的外中心管、同轴套设在中心管外侧的坐垫、以及同轴套设在外中心管外侧的阻隔元件；外中心管能够相对中心管在竖直方向滑动，且其上端设置有环形凸起；坐垫相对中心管固定，且其套设在外中心管的外侧；阻隔元件能够相对外中心管在竖直方向滑动，且其位于环形凸起与坐垫之间；注入装置设置有若干水喷射孔以及若干气体喷射孔；水喷射孔位于阻隔元件上方，气体喷射孔位于阻隔元件下方。本发明通过注入装置向储层顶部注水，同时向储层底部注入气体，实现了二氧化碳和水在储层不同高度同时注入，CO2和水两个驱替前缘的组合将提高波及效率，从而提高石油采收率。
Description
技术领域
本申请涉及CO2采油技术领域，具体涉及一种碳酸盐岩油藏驱油方法。
背景技术
碳酸盐岩油气藏在全球的油气田分布中占有十分重要的地位，碳酸盐岩油气田占全世界油田总个数的三分之一。全球碳酸盐岩油藏中有三分之一以上的油藏属于缝洞型碳酸盐岩油藏，在我国此类油气藏也有着广泛的分布。具有巨大的开发潜力，此类油藏的合理开发也成为近年来的焦点之一。
水、CO2气体段赛交替注入(WAG)工艺是一种工程中广泛应用的CO2驱油技术,该技术也在世界各地的许多碳酸盐岩油藏都成功地提高了石油采收率。
CO2和水同时注入是同时将水和二氧化碳注入油层的方法(SWAG),可以看做WAG工艺的一种极端情况。对于碳酸盐岩油藏，SWAG注入被认为是一种比WAG注入能更好地控制气体流动性的方法，原油的采收率高于WAG工艺。
然而，SWAG方法的不利因素主要有二：一是当高压注入二氧化碳和水的混合物时，注入井腐蚀严重；二是当两相同时注入时，注入能力会降低。
因此，研究一种能够排除上述问题，且采收率高的碳酸盐岩油藏驱油方法，成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
一种碳酸盐岩油藏驱油方法，使用一种碳酸盐岩油藏驱油装置，所述装置包括注入装置以及井口装置；
其中，注入装置设置在注入井套管内，且注入装置位于储层处，井口装置设置在注入井的井口处；
其特征在于，注入装置包括中心管、同轴套设在中心管外侧的外中心管、同轴套设在中心管外侧的坐垫、以及同轴套设在外中心管外侧的阻隔元件；
外中心管能够相对中心管在竖直方向滑动，且其上端设置有环形凸起；坐垫相对中心管固定，且其套设在外中心管的外侧；阻隔元件能够相对外中心管在竖直方向滑动，且其位于环形凸起与坐垫之间；
其中，注入装置设置有若干水喷射孔以及若干气体喷射孔；
水喷射孔位于阻隔元件上方，气体喷射孔位于阻隔元件下方；
所述方法包括如下步骤：
S1、通过井口装置同时向注入装置内输送CO2和水；
S2、通过阻隔元件将注入装置与注入井套管之间的环形空间封堵；并且，同时通过注入装置向储层顶部注水，通过注入装置向储层底部注入气体；
其中，S2中，水的初始注入水压为5.6-7MPa，CO2的初始注入水压为9-10.2MPa。
进一步的，注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的上外管，且上外管与外中心管固定连接；
注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的上缸体，其相对于中心管固定，且内径大于中心管的外径；
其中，中心管包括同轴固定套接的外管和内管，且外管和内管的下端通过圆形封板封闭连接；
外管与内管之间固定设置有环形隔板，且环形隔板位于圆形封板上端；
内管上开设有若干气体过口，且其位于环形隔板下方；外管上开设有若干出气口，且位环形隔板下方；外管上开设有若干出水口，且位于环形隔板上方；
水喷射孔开设于上外管的侧壁；气体喷射孔开设于上缸体的侧壁。
进一步的，注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的顶部套筒，且其通过螺纹配合与中心管固定连接；
其中，注入装置还包括若干剪力钉以及封阻阀，剪力钉贯穿上外管且伸入顶部套筒；
封阻阀同轴固定套设在外管的外侧，且位于出水口的上口，并将水喷射孔封闭；
外中心管的上端内壁形成有锥台状的挤压部。
进一步的，上外管的上端口套接在顶部套筒的下端口，上端口上开设有若干通孔，下端口的外侧形成有环形剪力槽，剪力钉贯穿通孔且伸入环形剪力槽。
进一步的，外管的外侧设置有安装环，封阻阀的内壁设置有安装环槽，且安装环槽与安装环相匹配。
进一步的，阻隔元件包括若干胶筒，且若干胶筒上下依次套设在外中心管的外侧，且位于环形凸起与坐垫之间；相邻的两个胶筒之间还设置有隔环。
进一步的，外中心管包括外环以及内环，环形凸起设置在外环的上端，挤压部设置在内环的上端内侧；
外环的上端设置有台阶槽，且台阶槽的内径与内环的外径相匹配，内环的下端面与台阶槽的底面间隔配置；
其中，第一状态下，外环与内环在轴向相对固定；第二状态下，外环与内环在轴向相对活动。
进一步的，内环的外侧开设有若干呈环形阵列的盲孔，盲孔内设置有可滑动地传力珠；
盲孔内还设置有弹性件，且其一端与盲孔的底面固定连接，另一端与传力珠固定连接；
外环的内壁开设有若干竖直阵列的传力槽，且其形状及尺寸与传力珠相匹配。
进一步的，传力珠包括半球部和柱状部，远离弹性件的一端为半球部，靠近弹性件的一端为柱状部，半球部与传力槽相匹配；
传力槽为环状，且截面为半圆形。
进一步的，中心管的外侧同轴可滑动地套设有卡簧座，且其与外中心管固定连接；
中心管的外侧还同轴套设有锁管，锁管相对于中心管固定，且内径大于中心管的外径；
坐垫座设在锁管上，从而保证坐垫相对于中心管固定。
其中，卡簧座的外侧开设有若干竖向阵列的卡簧安装槽，且卡簧安装槽内安装有卡簧；
锁管的内侧开设有若干竖向阵列的卡槽，且卡槽数量多于卡簧；
卡簧的外侧为斜面，卡槽的截面为直角三角形。
进一步的，卡簧为环形，且具有缺口；
自然状态下，卡簧的内径大于卡簧安装槽的外径。
进一步的，中心管的外侧同轴可滑动地套设有活塞阀，且其位于中心管与上缸体之间形成的缸内空间内；
锁管座设在上缸体上；
气体喷射孔位于出气口的下方；
外管上还开设有增压孔，且增压孔位于环形隔板上缘；
缸内空间内还设置有弹性元件，且弹性元件位于活塞阀上方；
其中，活塞阀包括活塞体以及下接活塞，活塞体以及下接活塞间隔设置，且通过若干活塞小杆固定连接；
上缸体内固定设置有分隔环板，活塞小杆贯穿分隔环板，且能够相对分隔环板滑动；
其中，初始状态时，活塞体位于分隔环板的上方，且位于增压孔上缘；
下接活塞位于分隔环板的下方，且位于出气口处。
进一步的，中心管的外侧还同轴套设有下缸体，下缸体相对于中心管固定，上缸体座设在下缸体上；
中心管的外侧还同轴设置有底部套筒，且底部套筒与中心管通过螺纹连接；
中心管的外侧还同轴设置有调节环，且调节环与底部套筒通过螺纹连接；
下缸体座设在调节环上。
进一步的，注入装置还包括固定设置在顶部套筒内侧的接头，且其与中心管密封连接；
其中，接头包括同轴固定套接的外接管和内接管，且外接管与外管同轴连接，内接管与外管同轴连接；
外接管和内接管之间固定设置有若干连接环，连接环上开设有若干镂空。
进一步的，顶部套筒上端内壁形成有锥台状的连接口；
接头的下端形成有锥台状的连接段；
其中，连接口的倾斜角度与连接段的倾斜角度不同。
有益效果：
(1)通过注入装置向储层顶部注水，同时向储层底部注入气体；通过阻隔元件将注入装置与注入井套管之间的环形空间封堵，实现了二氧化碳和水在储层不同高度同时注入，在储层底部注入的CO2将产生重力超覆，而在储层顶部注入的水将产生重力欠覆，CO2和水两个驱替前缘的组合将提高波及效率，从而提高石油采收率。并且，排除了高压注入二氧化碳和水产生混合的问题，防止腐蚀注入井。
(2)通过外中心管向下移动带动阻隔元件产生径向变形，将阻隔元件与注入井套管之间的环形空间封堵，实现了二氧化碳和水在储层不同高度同时注入，进而排除了高压注入二氧化碳和水产生混合的问题。同时，当水压积蓄到一定程度，才通过外中心管向下带动移动使得水喷射孔打开，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于水的注入。
(3)胶筒的轴向变形程度未达到阈值之前，外环与内环在轴向相对固定；胶筒的轴向变形程度达到阈值时，外环与内环在轴向相对活动。由此，胶筒的轴向变形程度达到阈值时，尽管内环还在向下移动，但外环自动停止向下移动，实现了自动、及时地停止过度挤压胶筒，防止胶筒径向变形过大所导致的胶筒失效。
(4)当水压积蓄到一定程度，才通过活塞阀向上移动使得出气口打开，此时气压也积蓄到了一定程度，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于CO2的注入。
(5)本发明的碳酸盐岩油藏驱油装置，通过水压同时控制水和CO2的注入时机以及注入的初始压力，实现了水和CO2的注入时机以及注入的初始压力的联合控制，简单高效且精准。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为装置整体图；
图2为注入装置整体图；
图3为注入装置整体剖视图；
图4为注入装置爆炸视图；
图5为中心管剖视断裂视图；
图6为注入装置部分剖视图一；
图7为接头结构图；
图8为注入装置部分剖视图二；
图9为图8中A处局部放大图；
图10为图8中B处局部放大图；
图11为外中心管爆炸视图；
图12为注入装置部分剖视图三；
图13为注入装置部分剖视图四；
图14为图13中C处局部放大图；
图15为图4中D处局部放大图；
图16为注入装置部分剖视图五；
图17为活塞阀结构图；
图18为注入装置部分剖视图六。
其中，注入装置100、第一密封圈101、剪力钉102、封阻阀103、第二密封圈104、第三密封圈105、第四密封圈106、第五密封圈107、第六密封圈108、第七密封圈109、中心管110、出水口111、出气口112、外管113、安装环1131、内管114、圆形封板115、环形隔板116、气体过口117、增压孔118、外中心管120、环形凸起121、挤压部122、外环123、内环124、台阶槽125、盲孔126、传力珠127、弹性件128、传力槽129、坐垫130、阻隔元件140、胶筒141、隔环142、接头150、外接管151、内接管152、连接环153、镂空154、连接段155、顶部套筒160、连接口161、下端口162、环形剪力槽163、上外管170、水喷射孔171、上端口172、通孔173、卡簧座180、卡簧安装槽181、卡簧182、斜面183、锁管190、卡槽191、上缸体200、气体喷射孔201、分隔环板202、活塞阀210、活塞体211、下接活塞212、活塞小杆213、弹性元件220、下缸体230、底部套筒240、调节环250、井口装置300、注气入口310、注水入口320、注入井套管400。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1-18，本实施方式提供了一种用于碳酸盐岩油藏驱油方法的装置，包括注入装置100以及井口装置300。
其中，注入装置100设置在注入井套管400内，且注入装置100位于储层处，用于接收来自井口装置300的CO2和水，并向储层内注入CO2和水；井口装置300设置在注入井的井口处，用于向注入井内注入CO2和水。
井口装置300包括注气入口310以及注水入口320。其中，通过注气入口310向储层中注入CO2；通过注水入口320向储层中注入水。
可以理解的是，水、CO2气体段赛交替注入(WAG)工艺是一种工程中广泛应用的CO2驱油技术,该技术也在世界各地的许多碳酸盐岩油藏都成功地提高了石油采收率。
CO2和水同时注入是同时将水和二氧化碳注入油层的方法(SWAG),可以看做WAG工艺的一种极端情况。对于碳酸盐岩油藏，SWAG注入被认为是一种比WAG注入能更好地控制气体流动性的方法，原油的采收率高于WAG工艺。
然而，SWAG方法的不利因素主要有二：一是当高压注入二氧化碳和水的混合物时，注入井腐蚀严重；二是当两相同时注入时，注入能力会降低。
为了排除上述问题，本实施方式的碳酸盐岩油藏驱油装置，能够在储层顶部注水，同时在储层底部注入CO2气体。
具体的，注入装置100包括中心管110、同轴套设在中心管110外侧的外中心管120、同轴套设在中心管110外侧的坐垫130、以及同轴套设在外中心管120外侧的阻隔元件140。其中，外中心管120能够相对中心管110在竖直方向滑动，且其上端设置有环形凸起121；坐垫130相对中心管110固定，且其套设在外中心管120的外侧；阻隔元件140能够相对外中心管120在竖直方向滑动，且其位于环形凸起121与坐垫130之间。
中心管110包括出水口111以及出气口112，且出水口111位于阻隔元件140上方，出气口112位于阻隔元件140下方。
由此，本实施方式的碳酸盐岩油藏驱油装置，通过出水口111向储层顶部注水，同时通过出气口112向储层底部注入气体；通过阻隔元件140将注入装置100与注入井套管400之间的环形空间封堵，实现了二氧化碳和水在储层不同高度同时注入，并且，排除了高压注入二氧化碳和水产生混合的问题，防止腐蚀注入井。
本实施方式中，中心管110上端通过接头150连通井口装置300，下端封闭。具体的，包括同轴固定套接的外管113和内管114，且外管113和内管114的下端通过圆形封板115封闭连接。
由此，注入水通过接头150进入外管113与内管114形成的环形腔室，再通过出水口111注入储层顶部；注入气体通过接头150进入内管114形成的腔室，再通过出气口112注入储层底部。
进一步的，外管113与内管114固定设置有环形隔板116，且环形隔板116位于圆形封板115上端，从而将外管113与内管114形成的环形腔室分隔为上下两个腔室。内管114上开设有若干气体过口117，以便CO2由内管114进入下腔室；出气口112开设在外管113上，且位环形隔板116下方，以便下腔室内的CO2经过出气口112注入储层底部；出水口111开设在外管113上，且位于环形隔板116上方，以便环形腔室内的水经过出水口111注入储层顶部。
本实施方式中，注入装置100还包括同轴套设在中心管110外侧的顶部套筒160，且其通过螺纹配合与中心管110固定连接；接头150固定设置在顶部套筒160的内侧，且与中心管110密封连接。优选的，顶部套筒160的内壁开设有环形槽，且环形槽内设置有第一密封圈101，从而提高顶部套筒160与中心管110的密封性。
具体的，接头150包括同轴固定套接的外接管151和内接管152，且外接管151与外管113同轴连接，内接管152与外管113同轴连接，从而，注入水通过井口装置300进入外接管151和内接管152之间的环形空间，再进入外管113与内管114形成的环形腔室；注入气体通过井口装置300进入内管内接管152，再进入114形成的腔室。
进一步的，外接管151和内接管152之间固定设置有若干连接环153，以便外接管151和内接管152同轴固定套接。连接环153上开设有若干镂空154，以便流体在外接管151和内接管152之间形成的环形空间通过。
进一步的，顶部套筒160上端内壁形成有锥台状的连接口161，相应的，接头150的下端形成有锥台状的连接段155。其中，连接口161的倾斜角度与连接段155的倾斜角度不同，从而，连接段155与连接口161形成过盈配合，使得接头150保持固定。
本实施方式中，注入装置100还包括同轴套设在中心管110外侧的上外管170，且其能够相对中心管110在竖直方向滑动；上外管170与外中心管120固定连接，以便外中心管120带动上外管170一起在竖直方向滑动；上外管170的侧壁开设有若干水喷射孔171，以便外管113与内管114之间的水通过出水口111进入外管113与上外管170之间形成的环形空间，再经过水喷射孔171注入储层顶部。
其中，注入装置100还包括若干剪力钉102以及封阻阀103，剪力钉102贯穿上外管170且伸入顶部套筒160，从而保持上外管170与顶部套筒160的暂时固定；封阻阀103同轴固定套设在外管113的外侧，封阻阀103位于出水口111的上口，且其将水喷射孔171封闭；外中心管120的上端内壁形成有锥台状的挤压部122，以便外中心管120在水的挤压力作用下，竖直向下滑动。
由此，水先经过出水口111进入外管113与上外管170之间形成的环形空间，由于水喷射孔171被封闭，环形空间内的水压增加，在挤压部122作用下，外中心管120连同上外管170一起具有向下移动的趋势。当水压积蓄到一定程度，剪力钉102受到的剪力超过承载极限而断裂，上外管170被外中心管120带动向下移动，水喷射孔171被打开。
同时，外中心管120向下移动会使得阻隔元件140受到挤压产生径向变形，将阻隔元件140与注入井套管400之间的环形空间封堵。
通过上述设置，通过外中心管120向下移动带动阻隔元件140产生径向变形，将阻隔元件140与注入井套管400之间的环形空间封堵，实现了二氧化碳和水在储层不同高度同时注入，进而排除了高压注入二氧化碳和水产生混合的问题。同时，当水压积蓄到一定程度，才通过外中心管120向下带动移动使得水喷射孔171打开，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于水的注入。
优选的，上外管170的内壁开设有环形槽，且环形槽内设置有第二密封圈104，从而提高上外管170与中心管110的密封性。外管113的外侧开设有环形槽，且其位置与外中心管120匹配，环形槽内设置有第三密封圈105，从而提高外中心管120与中心管110的密封性。
具体的，上外管170的上端口172套接在顶部套筒160的下端口162，上端口172上开设有若干通孔173，下端口162的外侧形成有环形剪力槽163，剪力钉102贯穿通孔173且伸入环形剪力槽163，从而保持上外管170与顶部套筒160的暂时固定。
进一步的，外管113的外侧设置有安装环1131，封阻阀103的内壁设置有安装环槽1031，且安装环槽1031与安装环1131相匹配，以便封阻阀103固定套设在外管113的外侧。
本实施方式中，阻隔元件140包括若干胶筒141，且若干胶筒141上下依次套设在外中心管120的外侧，且位于环形凸起121与坐垫130之间；相邻的两个胶筒141之间还设置有隔环142。从而，胶筒141受到外中心管120向下挤压，各个胶筒141的外径均增大，实现注入装置100与注入井套管400之间的环形空间封堵。
值得说明的是，胶筒141设置为多个，以便提高阻隔元件140变形后的封闭性能，相邻的胶筒141之间设置刚性的隔环142，以便保证各个胶筒141变形的均匀性，使得各个胶筒141均能保证其封闭性能。
可以理解的是，胶筒141受到外中心管120向下挤压外径增大，保证将注入装置100与注入井套管400之间的环形空间封堵即可。此时，若外中心管120继续向下挤压胶筒141，胶筒141受到挤压力过大，则会引起其径向变形过大，导致胶筒141失效，反而降低封闭效果。
为此，本实施方式中，外中心管120包括外环123以及内环124，环形凸起121设置在外环123的上端，挤压部122设置在内环124的上端内侧；外环123的上端设置有台阶槽125，且台阶槽125的内径与内环124的外径相匹配，内环124的下端面与台阶槽125的底面间隔配置。
其中，第一状态下，外环123与内环124在轴向相对固定；第二状态下，外环123与内环124在轴向相对活动。
由此，在第一状态下，即胶筒141的轴向变形程度未达到阈值之前，外环123与内环124在轴向相对固定，内环124带动外环123一起向下移动，环形凸起121继续挤压胶筒141，使其变形。随着胶筒141的变形程度增大，胶筒141进一步变形所需要的挤压力也随之增大，在第二状态下，即胶筒141的轴向变形程度达到阈值时，外环123与内环124在轴向相对活动，内环124无法带动外环123一起向下移动，胶筒141不再受到环形凸起121的挤压，胶筒141停止变形。
通过上述设置，本实施方式的碳酸盐岩油藏驱油装置，胶筒141的轴向变形程度达到阈值时，尽管内环124还在向下移动，但外环123自动停止向下移动，实现了自动、及时地停止过度挤压胶筒141，防止胶筒141径向变形过大所导致的胶筒141失效。
可以理解的是，随着胶筒141受到外中心管120向下挤压，上外管170也被外中心管120带动向下移动，胶筒141变形达到阈值的同时水喷射孔171也被打开。此时，水被泄压，挤压部122受到的向下的分力已不能继续使内环124继续向下移动，外中心管120整体也自然不再下移，不再挤压胶筒141。
此外，台阶槽125的内径与内环124的外径相匹配，是指内环124能够相对外环123移动，且能够保证台阶槽125内空间的密封性。
具体的，内环124的外侧开设有若干呈环形阵列的盲孔126，盲孔126内设置有可滑动地传力珠127；盲孔126内还设置有弹性件128，且其一端与盲孔126的底面固定连接，另一端与传力珠127固定连接；外环123的内壁开设有若干竖直阵列的传力槽129，且其形状及尺寸与传力珠127相匹配。
由此，在第一状态下，在弹性件128的作用下，传力珠127一直处于伸出状态，通过与传力槽129啮合，实现内环124带动外环123一起向下移动。在第二状态下，外环123继续向下挤压胶筒141所需要的力变大，传力槽129对传力珠127施加的水平分力大于弹性件128的弹力，传力珠127无法一直处于伸出状态，从一个传力槽129跳入相邻的下一个传力槽129，内环124无法带动外环123一起向下移动。
值得说明的是，尽管在附图中，弹性件128示意的是机械螺旋弹簧，但不代表本实施方式中的弹性件128是机械螺旋弹簧。本实施方式中，弹性件128为主动控制式弹簧，例如磁弹簧或磁流变弹性体等。
从而，在剪力钉102未断裂前，弹性件128的弹性系数与剪力钉102发生断裂所需要的力值相匹配，使得剪力钉102未断裂前，外环123与内环124在轴向相对固定。剪力钉102断裂后，降低弹性件128的弹性系数，使其与胶筒141轴向变形程度达到阈值所需要的力值相匹配，使得剪力钉102断裂后，第一状态下，外环123与内环124在轴向相对固定；第二状态下，外环123与内环124在轴向相对活动。
进一步的，传力珠127包括半球部和柱状部，远离弹性件128的一端为半球部，靠近弹性件128的一端为柱状部，柱状部一直处于盲孔126内，半球部与传力槽129相匹配。优选的，传力槽129为环状，且截面为半圆形，相比于离散的半球槽，无需对齐传力珠127与半球槽的位置，便于装配。
本实施方式中，中心管110的外侧同轴可滑动地套设有卡簧座180，且其与外中心管120固定连接；中心管110的外侧还同轴套设有锁管190，锁管190相对于中心管110固定，且内径大于中心管110的外径，以便卡簧座180设置于中心管110与锁管190之间；坐垫130座设在锁管190上，从而保证坐垫130相对于中心管110固定。
其中，卡簧座180的外侧开设有若干竖向阵列的卡簧安装槽181，且卡簧安装槽181内安装有卡簧182；相应的，锁管190的内侧开设有若干竖向阵列的卡槽191，且卡槽191数量多于卡簧182。并且，卡簧182能够自上而下的从一个卡槽191进入相邻的下方卡槽191，而不能自下而上的从一个卡槽191进入相邻的上方卡槽191。
由此，由于卡簧182能够自上而下的从一个卡槽191进入相邻的下方卡槽191，外中心管120受力能够向下单向移动，从而挤压140以及带动上外管170向下移动以打开水喷射孔171。外中心管120受力向下移动到指定的位置后，由于卡簧182不能自下而上的从一个卡槽191进入相邻的上方卡槽191，外中心管120无法向上移动，防止其向上移动影响注入装置100的工作状态。
具体的，卡簧182的外侧为斜面183，卡槽191的截面为直角三角形，从而，卡簧182自上而下移动时，卡槽191能够施加使卡簧182向内收缩的水平分力，卡簧182自下而上移动时，卡槽191只能施加给卡簧182竖直方向的力，不对卡簧182施加使其收缩的水平力。
卡簧182为环形，且具有缺口184，以便其受到水平力时能够收缩变形。自然状态下，卡簧182的内径大于卡簧安装槽181的外径，以便卡簧182具有收缩变形的空间。
本实施方式中，中心管110的外侧还同轴套设有上缸体200，上缸体200相对于中心管110固定，且内径大于中心管110的外径，以便中心管110与上缸体200之间形成缸内空间；中心管110的外侧同轴可滑动地套设有活塞阀210，且其位于缸内空间；锁管190座设在上缸体200上，从而保证锁管190以及坐垫130相对于中心管110固定。
其中，上缸体200上还开设有气体喷射孔201，且气体喷射孔210位于出气口112的下方；外管113上还开设有增压孔118，且增压孔118位于环形隔板116上缘；缸内空间内还设置有弹性元件220，且弹性元件220位于活塞阀210上方；水经过增压孔118进入缸内空间带动活塞阀210上移，以将出气口112打开。
由此，水先经过增压孔118进入中心管110与上缸体200形成的缸内空间，由于弹性元件220作用，活塞阀210下方缸内空间的水压增加，活塞阀210具有向上移动的趋势。当水压积蓄到一定程度，活塞阀210挤压弹性元件220收缩变形，活塞阀210向上移动不再封闭出气口112，CO2经过出气口112进入缸内空间，进而经过气体喷射孔201注入储层底部。
通过上述设置，当水压积蓄到一定程度，才通过活塞阀210向上移动使得出气口112打开，此时气压也积蓄到了一定程度，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于CO2的注入。同时，本实施方式的碳酸盐岩油藏驱油装置，通过水压同时控制水和CO2的注入时机以及注入的初始压力，实现了水和CO2的注入时机以及注入的初始压力的联合控制，简单高效且精准。
可以理解的是，弹性元件220的弹性系数与活塞阀210能够向上移动所需要的水压的力值相匹配；并且，CO2注入储层的初始压力与活塞阀210能够向上移动所需要的水压的力值相匹配。从而，实现水和CO2的同时注入，且水和CO2注入储层的初始压力匹配设计值。
优选的，上缸体200的上端内壁设置有环形槽，环形槽内设置有第四密封圈106，以便保证缸内空间的密封性。
具体的，活塞阀210包括活塞体211以及下接活塞212，活塞体211以及下接活塞212间隔设置，且通过若干活塞小杆213固定连接；上缸体200内固定设置有分隔环板202，以将缸内空间分隔为不连通的上下两个，活塞小杆213贯穿分隔环板202，且能够相对分隔环板202滑动。
其中，初始状态时，活塞体211位于分隔环板202的上方，且位于增压孔118上缘，以便水能经过增压孔118进入缸内空间；下接活塞212位于分隔环板202的下方，且位于出气口112处，从而，下接活塞212在初始状态时能够封闭出气口112，且能够随着活塞体211上移，以将出气口112打开。
由此，下接活塞212在初始状态时封闭出气口112，CO2无法进入分隔环板202下方的缸内空间；水先经过增压孔118进入分隔环板202上方的缸内空间，随着水压增加，当水压积蓄到一定程度，活塞体211挤压弹性元件220收缩变形，活塞体211带着下接活塞212一起向上移动，下接活塞212不再封闭出气口112，CO2经过出气口112进入分隔环板202下方的缸内空间，进而经过气体喷射孔201注入储层底部。
优选的，活塞体211的外侧设置有环形槽，环形槽内设置有第五密封圈107；活塞体211的内侧设置有环形槽，环形槽内设置有第六密封圈108。从而，保证弹性元件220安装空间的密封性。
本实施方式中，中心管110的外侧还同轴套设有下缸体230，下缸体230相对于中心管110固定，上缸体200座设在下缸体230上，从而保证上缸体200、锁管190以及坐垫130相对于中心管110固定。下缸体230的上端内壁设置有环形槽，环形槽内设置有第七密封圈109，以便保证下缸体230与中心管110之间的密封性。
具体的，中心管110的外侧还同轴设置有底部套筒240，且底部套筒240与中心管110通过螺纹连接，以便底部套筒240相对于中心管110固定。中心管110的外侧还同轴设置有调节环250，且调节环250与底部套筒240通过螺纹连接，以便调节环250相对于中心管110固定，并且，可以在装配时改变调节环250相对于中心管110的位置。
下缸体230座设在调节环250上，从而保证下缸体230、上缸体200、锁管190以及坐垫130相对于中心管110固定。
本实施方式的一种碳酸盐岩油藏驱油方法，包括如下步骤：
S1、通过井口装置300同时向注入装置100内输送CO2和水；
S2、通过阻隔元件140将注入装置100与注入井套管400之间的环形空间封堵；并且，同时通过注入装置100向储层顶部注水，通过注入装置100向储层底部注入气体。
通过以上设置，在储层底部注入的CO2将产生重力超覆，而在储层顶部注入的水将产生重力欠覆，CO2和水两个驱替前缘的组合将提高波及效率，从而提高石油采收率。
本实施方式中，S2中，水的初始注入水压为5.6-7MPa，CO2的初始注入水压为9-10.2MPa。
通过该设置，当水压积蓄到一定程度，才使水喷射孔171打开，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于水的注入；当气压也积蓄到了一定程度，利用初始的瞬时高压冲击储层，有利于CO2的注入。
本实施方式中，所述S1中超临界CO2与所述S2中冷却水和液态CO2的注入量之比为1：2-3：4。
本实施方式中，所述S2中，冷却水和液态CO2的注入比为3:2-2:1。
本实施方式中，助驱剂水溶液的注入速度为1-2m3/h；冷却水和液态CO2的注入速度为1-2m3/h。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种碳酸盐岩油藏驱油方法，使用一种碳酸盐岩油藏驱油装置，所述装置包括注入装置以及井口装置；
其中，注入装置设置在注入井套管内，且注入装置位于储层处，井口装置设置在注入井的井口处；
其特征在于，注入装置包括中心管、同轴套设在中心管外侧的外中心管、同轴套设在中心管外侧的坐垫、以及同轴套设在外中心管外侧的阻隔元件；
外中心管能够相对中心管在竖直方向滑动，且其上端设置有环形凸起；坐垫相对中心管固定，且其套设在外中心管的外侧；阻隔元件能够相对外中心管在竖直方向滑动，且其位于环形凸起与坐垫之间；
其中，注入装置设置有若干水喷射孔以及若干气体喷射孔；
水喷射孔位于阻隔元件上方，气体喷射孔位于阻隔元件下方；
所述方法包括如下步骤：
S1、通过井口装置同时向注入装置内输送CO2和水；
S2、通过阻隔元件将注入装置与注入井套管之间的环形空间封堵；并且，同时通过注入装置向储层顶部注水，通过注入装置向储层底部注入气体；
其中，S2中，水的初始注入水压为5.6-7MPa，CO2的初始注入水压为9-10.2MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的上外管，且上外管与外中心管固定连接；
注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的上缸体，其相对于中心管固定，且内径大于中心管的外径；
其中，中心管包括同轴固定套接的外管和内管，且外管和内管的下端通过圆形封板封闭连接；
外管与内管之间固定设置有环形隔板，且环形隔板位于圆形封板上端；
内管上开设有若干气体过口，且其位于环形隔板下方；外管上开设有若干出气口，且位环形隔板下方；外管上开设有若干出水口，且位于环形隔板上方；
水喷射孔开设于上外管的侧壁；气体喷射孔开设于上缸体的侧壁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：注入装置还包括同轴套设在中心管外侧的顶部套筒，且其通过螺纹配合与中心管固定连接；
其中，注入装置还包括若干剪力钉以及封阻阀，剪力钉贯穿上外管且伸入顶部套筒；
封阻阀同轴固定套设在外管的外侧，且位于出水口的上口，并将水喷射孔封闭；
外中心管的上端内壁形成有锥台状的挤压部。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：外中心管包括外环以及内环，环形凸起设置在外环的上端，挤压部设置在内环的上端内侧；
外环的上端设置有台阶槽，且台阶槽的内径与内环的外径相匹配，内环的下端面与台阶槽的底面间隔配置；
其中，第一状态下，外环与内环在轴向相对固定；第二状态下，外环与内环在轴向相对活动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：内环的外侧开设有若干呈环形阵列的盲孔，盲孔内设置有可滑动地传力珠；
盲孔内还设置有弹性件，且其一端与盲孔的底面固定连接，另一端与传力珠固定连接；
外环的内壁开设有若干竖直阵列的传力槽，且其形状及尺寸与传力珠相匹配。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：中心管的外侧同轴可滑动地套设有卡簧座，且其与外中心管固定连接；
中心管的外侧还同轴套设有锁管，锁管相对于中心管固定，且内径大于中心管的外径；
坐垫座设在锁管上，从而保证坐垫相对于中心管固定；
其中，卡簧座的外侧开设有若干竖向阵列的卡簧安装槽，且卡簧安装槽内安装有卡簧；
锁管的内侧开设有若干竖向阵列的卡槽，且卡槽数量多于卡簧；
卡簧的外侧为斜面，卡槽的截面为直角三角形。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：中心管的外侧同轴可滑动地套设有活塞阀，且其位于中心管与上缸体之间形成的缸内空间内；
锁管座设在上缸体上；
气体喷射孔位于出气口的下方；
外管上还开设有增压孔，且增压孔位于环形隔板上缘；
缸内空间内还设置有弹性元件，且弹性元件位于活塞阀上方；
其中，活塞阀包括活塞体以及下接活塞，活塞体以及下接活塞间隔设置，且通过若干活塞小杆固定连接；
上缸体内固定设置有分隔环板，活塞小杆贯穿分隔环板，且能够相对分隔环板滑动；
其中，初始状态时，活塞体位于分隔环板的上方，且位于增压孔上缘；
下接活塞位于分隔环板的下方，且位于出气口处。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：中心管的外侧还同轴套设有下缸体，下缸体相对于中心管固定，上缸体座设在下缸体上；
中心管的外侧还同轴设置有底部套筒，且底部套筒与中心管通过螺纹连接；
中心管的外侧还同轴设置有调节环，且调节环与底部套筒通过螺纹连接；
下缸体座设在调节环上。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：注入装置还包括固定设置在顶部套筒内侧的接头，且其与中心管密封连接；
其中，接头包括同轴固定套接的外接管和内接管，且外接管与外管同轴连接，内接管与外管同轴连接；
外接管和内接管之间固定设置有若干连接环，连接环上开设有若干镂空。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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