一種油井自適應(yīng)控水管柱及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油田采油【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種油井自適應(yīng)控水管柱，包括油管、設(shè)于油管末端的導(dǎo)向堵絲和設(shè)于油管上的丟手接頭，導(dǎo)向堵絲和丟手接頭之間的層段均設(shè)有自適應(yīng)控水裝置，所述自適應(yīng)控水裝置由井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥連接組成；本發(fā)明還提供了一種油井自適應(yīng)控水方法，步驟如下：1）安裝自適應(yīng)控水管柱；2）下入自適應(yīng)控水管柱；3）自適應(yīng)控水。本發(fā)明在油井生產(chǎn)過程中能夠有效阻止因某一層段見水突進(jìn)，倒灌入其他層段，影響其他層段出液，同時(shí)，不需要因油井見水采取找堵水措施，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)成本，提高原油采收率達(dá)5%。
【專利說明】一種油井自適應(yīng)控水管柱及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田采油【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種油井自適應(yīng)控水管柱及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]油井出水是油田開發(fā)過程中普遍存在的問題，它給油井正常生產(chǎn)、油氣集輸和油田開發(fā)等工作帶來嚴(yán)重影響，特別是對(duì)于水驅(qū)(注水井、邊水及底水)油田。
[0003]由于油層物性不均勻以及開發(fā)方案和開發(fā)措施不當(dāng)?shù)仍?，使水在縱向和橫向上不均勻，造成油田過早水淹，油田采收率降低。同時(shí)，由于地層大量出水沖刷地層，造成地層出砂坍塌，使油井停產(chǎn)甚至報(bào)廢。在水驅(qū)油田開采后期，油井出水是不可避免的，對(duì)出水油井，必須對(duì)高含水層采取堵水措施，封堵高含水層，開采低含水層，以達(dá)到穩(wěn)油控水、增產(chǎn)降耗的目的。
[0004]目前，對(duì)見水油井首先通過找水技術(shù)找出出水層段，再通過機(jī)械(封隔器卡封)或化學(xué)堵水方式對(duì)出水層段進(jìn)行封堵來控水，采用這種方法不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各層段實(shí)際生產(chǎn)情況及油井含水變化，往往是在井口發(fā)現(xiàn)含水上升后或是出現(xiàn)暴行水淹后才采取的事后處理措施。若某一層段出水量較大，改層段壓力降高于其他層段，存在出水層段水倒灌入產(chǎn)油層段，抑制其他層段正常產(chǎn)液。另外采用這種方式至少需要兩趟管柱，現(xiàn)場(chǎng)施工工作量大，措施施工周期長(zhǎng)，大大影響了油井采油時(shí)率和產(chǎn)能的發(fā)揮。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各層段實(shí)際生產(chǎn)情況及油井含水變化，影響油井采油時(shí)率的問題。
[0006]為此，本發(fā)明提供了一種油井自適應(yīng)控水管柱，包括油管、設(shè)于油管末端的導(dǎo)向堵絲和設(shè)于油管上的丟手接頭，所述導(dǎo)向堵絲和丟手接頭之間的層段均設(shè)有與封隔器連接的自適應(yīng)控水裝置，所述自適應(yīng)控水裝置由井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥連接組成，所述自適應(yīng)控水裝置的數(shù)量與層段數(shù)相等；
所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀由壓力傳感器、流量測(cè)試儀、含水測(cè)試儀、監(jiān)測(cè)儀主板依次電連接組成，所述自調(diào)節(jié)控制閥由供電電池組、控制閥主板、微處理器、微電機(jī)、驅(qū)動(dòng)桿、自調(diào)節(jié)閥球依次電連接組成，所述驅(qū)動(dòng)桿與自調(diào)節(jié)閥球之間設(shè)有密封圈，所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀通過監(jiān)測(cè)儀主板和自調(diào)節(jié)控制閥的控制閥主板電連接，自調(diào)節(jié)控制閥另一端與油管連接，與油管連接部位設(shè)有側(cè)向進(jìn)液通道。
[0007]所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥連接，所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)層段地層壓力、溫度以及層段液體流量、流速、含水參數(shù)，并進(jìn)行分析判斷；
所述自調(diào)節(jié)控制閥接收井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀的分析結(jié)果信號(hào)，通過微處理器22驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令來控制閥門開度的大小。
[0008]本發(fā)明還提供了一種油井自適應(yīng)控水方法，包括以下步驟:
步驟I)安裝自適應(yīng)控水管柱:根據(jù)層段數(shù)在油管的導(dǎo)向堵絲和丟手接頭之間設(shè)置對(duì)應(yīng)數(shù)量的自適應(yīng)控水裝置，按照丟手接頭、封隔器、井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀、自調(diào)節(jié)控制閥、導(dǎo)向堵絲依次連接，并預(yù)設(shè)每個(gè)層段自調(diào)節(jié)控制閥的開度；
步驟2)下入自適應(yīng)控水管柱:將自適應(yīng)控水管柱下入井內(nèi)，待封隔器下到預(yù)定位置進(jìn)行坐封將各層段卡開，下入抽油泵開使抽油；
步驟3)自適應(yīng)控水:各井下監(jiān)測(cè)儀對(duì)對(duì)應(yīng)層段產(chǎn)出液進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)產(chǎn)出液含水情況進(jìn)行分析判斷，當(dāng)對(duì)應(yīng)層段含水量不變時(shí)，則不需要調(diào)整自調(diào)節(jié)控制閥的開度，繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)監(jiān)測(cè)；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量增大，則需要調(diào)小自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令以減小閥門開度；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量減小，則需要調(diào)大自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令來增大閥門開度，依此循環(huán)工作，控制高含水層段出液。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:在油井正常生產(chǎn)過程中，將等見水后再進(jìn)行找堵水治理的措施改變?yōu)樘崆邦A(yù)防，即在新投或者未見水之前將自調(diào)節(jié)控制閥安裝在各層段，采用封隔器卡封各產(chǎn)液層段，以井下各層段產(chǎn)液動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)為依據(jù)，在不動(dòng)原有管柱的情況下隨時(shí)根據(jù)產(chǎn)液動(dòng)態(tài)變化情況判斷主產(chǎn)油層和高含水層，控制每個(gè)層的產(chǎn)液量和產(chǎn)出壓力，對(duì)高含水層進(jìn)行嚴(yán)格控制而不是封堵，利用電子開關(guān)技術(shù)控制開關(guān)器開度的大小，控制高含水層段產(chǎn)液，使各層段壓力保持平衡，充分挖掘中、低含水層的剩余油潛力，達(dá)到穩(wěn)油控水的目的，并實(shí)現(xiàn)油井自適應(yīng)找水、堵水一體化，提高原油采收率達(dá)5%。
[0010]下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的油井自適應(yīng)控水管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是自調(diào)節(jié)控制閥控制流程圖；
圖3是自適應(yīng)控水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1、導(dǎo)向堵絲；2、丟手接頭；3、自適應(yīng)控水裝置；4、第一層段封隔器5、第一層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀；6、第一層段自調(diào)節(jié)控制閥；7、第二層段封隔器；8、第二層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀；9、第二層段自調(diào)節(jié)控制閥；10、第三層段封隔器；11、第三層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀；12、第三層段自調(diào)節(jié)控制閥；13、抽油泵；14、油管；15、壓力傳感器；16、流量測(cè)試儀；17、含水測(cè)試儀；18、檢測(cè)儀主板；19、過流通道；20、供電電池組；21、控制閥主板；22、微處理器；23、微電機(jī)；24、驅(qū)動(dòng)桿；25、密封圈；26、自調(diào)閥球；27、側(cè)向進(jìn)液通道。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各層段實(shí)際生產(chǎn)情況及油井含水變化，影響油井采油時(shí)率的問題。本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的油井自適應(yīng)控水管柱，包括油管、設(shè)于油管末端的導(dǎo)向堵絲I和設(shè)于油管上的丟手接頭2，導(dǎo)向堵絲I和丟手接頭2之間的層段均設(shè)有與封隔器連接的自適應(yīng)控水裝置3，自適應(yīng)控水裝置3由井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥組成，所述自適應(yīng)控水裝置3的數(shù)量與層段數(shù)相等；
井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥連接，井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)層段地層壓力、溫度以及層段液體流量、流速、含水參數(shù)，并進(jìn)行分析判斷； 自調(diào)節(jié)控制閥接收井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀的分析結(jié)果信號(hào)，通過微處理器22驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令來控制閥門開度的大小。
[0014]如圖3所示，井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀主要包括流量、含水、壓力測(cè)試部分，其下部通過螺紋與油管14連接，井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀由壓力傳感器15、流量測(cè)試儀16、含水測(cè)試儀17、監(jiān)測(cè)儀主板18依次通過螺紋連在中心管上，地層流體經(jīng)由油管內(nèi)部的中心管流過測(cè)試儀，并由中心管上的過流通道19進(jìn)入油管與中心管的環(huán)形空間；產(chǎn)液測(cè)試儀部分所采集的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在監(jiān)測(cè)儀主板18中，并由主板上的微處理器將信息處理后通過電纜將數(shù)據(jù)傳輸至自調(diào)節(jié)控制閥的微處理器22上，井下監(jiān)測(cè)儀與自調(diào)節(jié)控制閥之間由螺紋連接，內(nèi)部由ο型膠圈進(jìn)行密封。
[0015]自調(diào)節(jié)控制閥主要由供電電池組20、控制閥主板21、微處理器22、微電機(jī)23、驅(qū)動(dòng)桿24、密封圈25、自調(diào)節(jié)閥球26、側(cè)向進(jìn)液通道27組成，上部與油管21通過絲扣連接。其中供電電池組20為自調(diào)節(jié)控制閥的動(dòng)力來源，為驅(qū)動(dòng)閥體運(yùn)動(dòng)、控制閥主板21運(yùn)行進(jìn)行供電；控制閥主板21將測(cè)試儀所采集處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，由控制閥主板21上的微處理器22向微電機(jī)23提供控制閥開度大小指令，微電機(jī)23驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿24做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)自調(diào)節(jié)閥球26旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)閥體開度來控制側(cè)向進(jìn)液通道27的大小，從而根據(jù)井下產(chǎn)液情況自動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥大小，實(shí)現(xiàn)控水增油的目的。
[0016]本實(shí)施例以一口 3段水平采油井采用自適應(yīng)控水管柱，如圖1所示，該自適應(yīng)控水管柱從上至下依次為丟手接頭2、第一層段封隔器4、第一層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀5、第一層段自調(diào)節(jié)控制閥6、第二層段封隔器7、第二層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀8、第二層段自調(diào)節(jié)控制閥9、第三層段封隔器10、第三層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀11、第三層段自調(diào)節(jié)控制閥12、導(dǎo)向絲堵I。
[0017]各層段井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀主要對(duì)當(dāng)前層段產(chǎn)液動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)當(dāng)前產(chǎn)液層段的產(chǎn)液動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)液層段含水情況來判斷油井實(shí)際生產(chǎn)情況，并通過含水變化值來調(diào)整自調(diào)節(jié)控制閥開度大小，使對(duì)應(yīng)層段產(chǎn)液發(fā)生變化，進(jìn)而控制高含水層段出液，平衡各層段產(chǎn)液，使各層段壓力保持平衡，達(dá)到穩(wěn)油控水的目的。
[0018]在自調(diào)節(jié)控制閥自動(dòng)調(diào)節(jié)過程中，首先需要根據(jù)油井井況對(duì)其含水變化值對(duì)應(yīng)控制閥開度進(jìn)行預(yù)設(shè)，待正常生產(chǎn)監(jiān)測(cè)到含水變化時(shí)，對(duì)控制閥開度進(jìn)行調(diào)整，后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中含水變化值大小調(diào)整控制閥開度，當(dāng)含水變化較大時(shí)，如含水大于90%后，自調(diào)節(jié)控制閥開度達(dá)到最小狀態(tài)，給高含水層段留有泄壓通道，防止高含水層段向其它層段串流；當(dāng)含水變化較小時(shí)，保持控制閥原有開度。
[0019]本發(fā)明將井下油井產(chǎn)液動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與井下自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)油井自身情況變被動(dòng)為主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)找堵水技術(shù)一體化，達(dá)到自適應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水的目的，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可提高原油采收率5%。
[0020]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1油井自適應(yīng)控水管柱的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種油井自適應(yīng)控水方法，包括以下步驟:
步驟I)安裝自適應(yīng)控水管柱:根據(jù)層段數(shù)在油管的導(dǎo)向堵絲I和丟手接頭2之間設(shè)置對(duì)應(yīng)數(shù)量的自適應(yīng)控水裝置3，按照丟手接頭2、封隔器、井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀、自調(diào)節(jié)控制閥、導(dǎo)向堵絲I依次連接，并預(yù)設(shè)每個(gè)層段自調(diào)節(jié)控制閥的開度；
步驟2)下入自適應(yīng)控水管柱:將自適應(yīng)控水管柱下入井內(nèi)，待封隔器下到預(yù)定位置進(jìn)行坐封將各層段卡開，下入抽油泵13開使抽油；
步驟3)自適應(yīng)控水:各井下監(jiān)測(cè)儀對(duì)對(duì)應(yīng)層段產(chǎn)出液進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)產(chǎn)出液含水情況進(jìn)行分析判斷，當(dāng)對(duì)應(yīng)層段含水量不變時(shí)，則不需要調(diào)整自調(diào)節(jié)控制閥的開度，繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)監(jiān)測(cè)；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量增大，則需要調(diào)小自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器22驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令以減小閥門開度；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量減小，則需要調(diào)大自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器22驅(qū)動(dòng)微電機(jī)執(zhí)行指令來增大閥門開度，依此循環(huán)工作，控制高含水層段出液，見圖2。
[0021]實(shí)施油井自適應(yīng)控水方法后，在油井生產(chǎn)過程中能夠有效阻止因某一層段見水突進(jìn)，倒灌入其他層段，影響其他層段出液，同時(shí)，不需要因油井見水采取找堵水措施，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)成本。
[0022]本實(shí)施例沒有具體描述的部分都屬于本【技術(shù)領(lǐng)域】的公知常識(shí)和公知技術(shù)，此處不再一一詳細(xì)說明。
[0023]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種油井自適應(yīng)控水管柱，包括油管、設(shè)于油管末端的導(dǎo)向堵絲(I)和設(shè)于油管上的丟手接頭(2)，其特征在于:所述導(dǎo)向堵絲(I)和丟手接頭(2)之間的層段均設(shè)有與封隔器連接的自適應(yīng)控水裝置(3)，所述自適應(yīng)控水裝置(3)由井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀和自調(diào)節(jié)控制閥連接組成，所述自適應(yīng)控水裝置(3)的數(shù)量與層段數(shù)相等； 所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀由壓力傳感器(15)、流量測(cè)試儀(16)、含水測(cè)試儀(17)、監(jiān)測(cè)儀主板(18 )依次電連接組成，所述自調(diào)節(jié)控制閥由供電電池組(20 )、控制閥主板(21)、微處理器(22 )、微電機(jī)(23 )、驅(qū)動(dòng)桿(24 )、自調(diào)節(jié)閥球(26 )依次電連接組成，所述驅(qū)動(dòng)桿(24 )與自調(diào)節(jié)閥球(26)之間設(shè)有密封圈(25)，所述井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀通過監(jiān)測(cè)儀主板(18)和自調(diào)節(jié)控制閥的控制閥主板(21)電連接，自調(diào)節(jié)控制閥另一端與油管(14 )連接，與油管(14 )連接部位設(shè)有側(cè)向進(jìn)液通道(27 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述一種油井自適應(yīng)控水管柱，其特征在于:所述的井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)層段地層壓力、溫度以及層段液體流量、流速、含水參數(shù)，并進(jìn)行分析判斷； 所述自調(diào)節(jié)控制閥接收井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀的分析結(jié)果信號(hào)，通過微處理器(22 )驅(qū)動(dòng)微電機(jī)(23)執(zhí)行指令來控制閥門開度的大小。
3.一種油井自適應(yīng)控水方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)安裝自適應(yīng)控水管柱:根據(jù)層段數(shù)在油管的導(dǎo)向堵絲(I)和丟手接頭(2)之間設(shè)置對(duì)應(yīng)數(shù)量的自適應(yīng)控水裝置(3)，按照丟手接頭(2)、封隔器、井下產(chǎn)液監(jiān)測(cè)儀、自調(diào)節(jié)控制閥、導(dǎo)向堵絲(I)依次連接，并預(yù)設(shè)每個(gè)層段自調(diào)節(jié)控制閥的開度； 步驟2)下入自適應(yīng)控水管柱:將自適應(yīng)控水管柱下入井內(nèi)，待封隔器下到預(yù)定位置進(jìn)行坐封將各層段卡開，下入抽油泵(13)開使抽油； 步驟3)自適應(yīng)控水:各井下監(jiān)測(cè)儀對(duì)對(duì)應(yīng)層段產(chǎn)出液進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)產(chǎn)出液含水情況進(jìn)行分析判斷，當(dāng)對(duì)應(yīng)層段含水量不變時(shí)，則不需要調(diào)整自調(diào)節(jié)控制閥的開度，繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)監(jiān)測(cè)；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量增大，則需要調(diào)小自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器(22 )驅(qū)動(dòng)微電機(jī)(23 )執(zhí)行指令以減小閥門開度；當(dāng)對(duì)應(yīng)層段出現(xiàn)含水量減小，則需要調(diào)大自調(diào)節(jié)控制閥的開度，將分析結(jié)果發(fā)指令給自調(diào)節(jié)控制閥，通過微處理器(22)驅(qū)動(dòng)微電機(jī)(23)執(zhí)行指令來增大閥門開度，依此循環(huán)工作，控制高含水層段出液。
【文檔編號(hào)】E21B43/12GK104481470SQ201410819634
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】羅有剛, 甘慶明, 呂億明, 牛彩云, 王百, 李大建, 李亞洲, 朱洪征, 崔文昊, 常莉靜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司