專(zhuān)利名稱(chēng)：大排量單管分層注聚配注方法及其注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海上油田防砂完井注入井大排量分層注入聚合物溶液的配注工
藝方法和低剪切高保粘的注入裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，通過(guò)在海上油田的多個(gè)注聚試驗(yàn)區(qū)的試驗(yàn)表明，油層物性非均質(zhì)性導(dǎo)致 油田注聚井層間矛盾越來(lái)越明顯。為了解決這些生產(chǎn)矛盾，采用聚合物溶液分段注入技術(shù) 是提高聚驅(qū)效果的最佳技術(shù)方案之一，該聚合物溶液分段注入技術(shù)將成為聚合物驅(qū)提高采 收率的重要技術(shù)關(guān)鍵。 陸地油田籠統(tǒng)聚驅(qū)技術(shù)已經(jīng)較為成熟地被應(yīng)用，雖采用籠統(tǒng)注入方式能夠一定程 度地調(diào)整層間矛盾，取得增油效果，但在油層垂向非均質(zhì)性嚴(yán)重的情況下，隨著開(kāi)發(fā)層段油 層層數(shù)增多及層間、層內(nèi)矛盾的增大，聚合物驅(qū)油效果受到影響，為了提高聚合物驅(qū)油的整 體開(kāi)發(fā)效果，減緩注聚過(guò)程中的層間干擾，提高聚合物的利用率，必須進(jìn)行細(xì)分注聚。實(shí)踐 證明，采用傳統(tǒng)細(xì)分注水的配水器進(jìn)行聚合物分注時(shí)，聚合物溶液經(jīng)過(guò)配水器水嘴剪切降 解嚴(yán)重，粘度損失率達(dá)50%以上，影響聚驅(qū)效果。 目前，國(guó)內(nèi)一些油田也有采用井下單管分層注聚工具或單管多層分層配注的技術(shù) 方案，諸如(l)大慶油田已開(kāi)發(fā)的井下單管分層注聚工具，可實(shí)現(xiàn)2-3層分注，可控制單層 注入量20 150mVd，聚合物溶液的剪切降解率小于4. 2%，控制壓差3. OMPa。 (2)勝利油 田采用的單管多層分層配注，其配注器適應(yīng)排量范圍為25 200mVd，分注層數(shù)達(dá)3層，可 控制壓差為3. OMPa左右，聚合物溶液的剪切降解率小于8%。 (3)河南油田采用的聚合物 驅(qū)井下單管多層分層配注，分注層數(shù)達(dá)3層，在單層流量180mVd時(shí)，可以產(chǎn)生3. 6MPa以上 的壓降，使聚合物剪切降解率小于6% 。 另外，公告號(hào)是CN2923998，其公告日是2007年7月18日的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利 中公開(kāi)了一種分層注聚配注器，由固定部分和活動(dòng)部分組成；其固定部分由上部接頭、分注 工作筒和下部接頭組成，分注工作筒的上、下端分別與上、下部接頭相聯(lián)接，在分注工作筒 上開(kāi)有若干配注孔；活動(dòng)部分是配注芯，配注芯由錐管和細(xì)長(zhǎng)管組成，細(xì)長(zhǎng)管位于錐管的下 方；在配注芯的管體外制有若干環(huán)形切槽，形成環(huán)形連續(xù)擴(kuò)縮管結(jié)構(gòu)；分層注聚配注器采 用獨(dú)特的配注芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以確保粘度保留率大于95%以上，實(shí)現(xiàn)了分層注聚，通過(guò)調(diào)整 配注芯的長(zhǎng)度可控制配注量的大小，配注量為20 200mVd。 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)均不能滿(mǎn)足海上油田單層最大注聚量400mVd，分注層數(shù)在 2-6段細(xì)分注聚的要求。另外，海上油田采用防砂完井方式，但針對(duì)陸地油田所開(kāi)發(fā)的分層 注聚工具不能應(yīng)用于海上油田。隨著注聚工作開(kāi)展的廣度和深度，為了更好地發(fā)揮聚合物 驅(qū)油的效果，目前，急需開(kāi)發(fā)針對(duì)結(jié)合海上油田注入井油藏特點(diǎn)和完井特點(diǎn)進(jìn)行聚驅(qū)單管 分層注聚工藝技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，為了滿(mǎn)足海上油田日益迫切的大排量分層注入聚合物溶液的 需求，本發(fā)明提供一種大排量單管分層注聚注入裝置，利用該注入裝置進(jìn)行配注可以解決 在現(xiàn)有技術(shù)中海上油田籠統(tǒng)注聚導(dǎo)致聚合物溶液主要進(jìn)入高滲透層所造成中、低滲透層波 及程度低，驅(qū)油效果差的難題。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的多管分層注聚技術(shù)往往受到管柱摩阻及 管柱組合特定性等客觀條件的限制，不能滿(mǎn)足海上油田大排量、多層段注入聚合物的需求， 而且多管分注造價(jià)高昂。利用上述本發(fā)明注入裝置進(jìn)行單管分層注聚配注方法具有高保粘 率、大排量、多層段量的特點(diǎn)，可以解決海上油田注聚目前面臨的困難，從而提高聚合物的 利用率和驅(qū)油效果。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明大排量單管分層注聚注入裝置予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方
案是包括密封地設(shè)置在分層注聚工作筒內(nèi)的分層注聚配注芯子，所述分層注聚工作筒包
括設(shè)置在外工作筒內(nèi)的內(nèi)工作筒和與外工作筒固連的鎖定環(huán)；所述內(nèi)工作筒的內(nèi)壁設(shè)置有
環(huán)形螺旋降壓槽；所述分層注聚配注芯子由的彈性打撈頭、密封定位筒、分層配注芯子和導(dǎo)
向頭構(gòu)成；所述分層配注芯子固定在分層注聚工作筒上，以實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的定位
和鎖定，其固定結(jié)構(gòu)采用防上竄鎖定結(jié)構(gòu)和止落鎖定結(jié)構(gòu)，所述分層配注芯子與帶有環(huán)形
螺旋降壓槽的內(nèi)工作筒配合，在分層配注芯子與內(nèi)工作筒之間形成一環(huán)形螺旋降壓管道；
注入口設(shè)置在所述環(huán)形螺旋降壓管道的頂端且與分層注聚工作筒筒壁貫穿；進(jìn)液口設(shè)置在
所述環(huán)形螺旋降壓管道的底端且與分層配注芯子的中心孔相通；所述分層配注芯子和所述
分層注聚工作筒之間的密封結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述分層配注芯子和內(nèi)工作筒之間的兩組T形
密封盤(pán)根與軸肩固定結(jié)構(gòu)的配合，從而實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的密封；所述外工作筒與內(nèi)
工作筒之間設(shè)置有工作通道，通過(guò)節(jié)流控制不同層段的配注量以實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配。 本發(fā)明大排量單管分層注聚注入裝置，其中，所述環(huán)形螺旋降壓槽為多頭結(jié)構(gòu)。所
述環(huán)形螺旋降壓槽的斷面形狀為半圓形，以降低對(duì)聚合物溶液的剪切作用，從而達(dá)到降壓
保粘。所述工作通道為橋式通道。所述分層注聚配注芯子中彈性打撈頭的外壁上設(shè)置有止
落定位臺(tái)階，所述鎖定環(huán)通過(guò)與所述止落定位臺(tái)階的配合，以實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的定
位和錨釘。所述外工作筒的底部設(shè)置有密封變扣接頭，用于不同層段之間注入裝置的連接。 利用上述注入裝置的分層注聚配注方法，包括以下步驟 步驟一、根據(jù)分層注聚層段數(shù)，備好相應(yīng)數(shù)量的注入裝置和插入密封組合； 步驟二、首先，將與分層注聚層段數(shù)對(duì)應(yīng)的帶有儲(chǔ)存式電子壓力計(jì)的驗(yàn)封芯子裝
入每級(jí)對(duì)應(yīng)的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套的注聚油管和各層所
用的帶有驗(yàn)封芯子的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下入到分注井中的設(shè)計(jì)位置，
并座好井口油管掛和采油樹(shù)；利用礫石充填防砂完井管柱內(nèi)的變徑臺(tái)階，在防砂封隔器內(nèi)
定位、密封； 步驟三、分層段壓力驗(yàn)封利用防上串鎖定結(jié)構(gòu)和止落鎖定結(jié)構(gòu)將驗(yàn)封芯子固定 在分層配注工作筒上，使驗(yàn)封芯子兩端軸肩固定的上T形密封盤(pán)根將地層注入口與注聚油 管之間完全封閉，且存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)的測(cè)試口通過(guò)壓力測(cè)試通道與地層壓力保持暢通； 從井口向注聚油管中先后變排量的注入依次達(dá)到3Mpa、5Mpa和10MPa三個(gè)壓力點(diǎn)，鋼絲作 業(yè)撈出每一級(jí)驗(yàn)封芯子，并回放驗(yàn)封芯子中壓力計(jì)的測(cè)試曲線(xiàn)，根據(jù)上述壓力測(cè)試曲線(xiàn)確 定是否驗(yàn)封；如果壓力計(jì)讀數(shù)平穩(wěn)、且不隨施加的壓力變化而變化時(shí)，說(shuō)明驗(yàn)封合格，以此確認(rèn)注聚管柱是否串層； 步驟四、進(jìn)行流量調(diào)配測(cè)各層段注聚指示曲線(xiàn)，根據(jù)地質(zhì)油藏要求的各層注入量 和井口設(shè)計(jì)的注入壓力，確定分層配注芯子的長(zhǎng)度；通過(guò)鋼絲作業(yè)分別自下而上地向?qū)?yīng) 分層注聚工作筒內(nèi)投入上述選擇好長(zhǎng)度的分層配注芯子；用井下流量計(jì)對(duì)每層進(jìn)行流量測(cè) 試，根據(jù)需要調(diào)整配注芯子的組合，以達(dá)到改變分層配注芯子的長(zhǎng)度，使之與分層配注工作 筒配合形成一定長(zhǎng)度的有效環(huán)形螺旋降壓管道，通過(guò)節(jié)流來(lái)調(diào)整不同層段的配注量；
步驟五、滿(mǎn)足配注要求，結(jié)束作業(yè)。 本發(fā)明大排量單管分層注聚配注方法，其中，所述的分層注聚層段數(shù)為2至6層； 一個(gè)注入裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)層段的注聚工藝，以方便現(xiàn)場(chǎng)配注量的調(diào)節(jié)。所述流量計(jì)采用外流 式存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)，其最大量程為2000mVd，其最大外徑為35mm，該流量計(jì)兩端設(shè)置有扶 正器，所述扶正器由三片彈簧片構(gòu)成，該扶正器能夠在內(nèi)徑為62mm至76mm的油管中扶正， 并能順利穿越內(nèi)徑為40mm的分層注聚注入裝置。 本發(fā)明大排量單管分層注聚配注方法中所采用的流量測(cè)試方法是鋼絲作業(yè)工具 攜帶測(cè)試儀器和導(dǎo)向頭依次連接成測(cè)試工具串，將測(cè)試工具串下入井中，并穿過(guò)分層配注 芯子的中心孔下入到井底，逐級(jí)上提測(cè)試儀器串，使其停留在兩個(gè)分層段之間的注聚油管 中進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試完所有目的層的注聚總流量、對(duì)應(yīng)地層的注入壓力和溫度；然后，利 用遞減法計(jì)算出單層配注量，上述的一次鋼絲作業(yè)即可完成多層段的流量、壓力和溫度的 測(cè)試，從而減少重復(fù)作業(yè)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 (1)由于本發(fā)明單管分層注聚配注方法采用在注聚井中下入注聚油管和分層注聚 注入裝置組成的注聚管柱，其中，注入裝置可以根據(jù)需要調(diào)整配注芯子的組合達(dá)到改變分 層配注芯子長(zhǎng)度，與分層配注工作筒配合形成一定長(zhǎng)度的有效環(huán)形螺旋降壓管，通過(guò)節(jié)流 來(lái)控制不同層段的配注量，實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配。 (2)本發(fā)明配注方法具有高保粘、大排量、2-6層的多層段細(xì)分注聚的特點(diǎn)，在保 粘率> 90%的情況下，其單層最大排量可達(dá)到400m3/d。 (3)本發(fā)明配注方法中與測(cè)試工藝配套的電磁流量計(jì)具有小直徑(最大外徑 35mm)、大排量(0-2000m3/d)、三參數(shù)(溫度、流量、壓力)特點(diǎn)，在該流量計(jì)兩端的扶正器由 3彈簧片構(gòu)成，既能夠在內(nèi)徑為62mm至76mm的油管中扶正，還能順利穿越內(nèi)徑為40mm的分 層注聚注入裝置。


圖1是海上油田防砂完井單管分層注聚工藝管柱結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2-1是本發(fā)明大排量單管分層注聚注入裝置軸向剖視圖； 圖2-2是圖2-1中內(nèi)工作筒上A-A所示位置的剖面圖； 圖3-1是圖2-1中所示分層注聚工作筒軸向剖視圖； 圖3-2是圖3-1中內(nèi)工作筒上B-B所示位置的剖面圖； 圖4是圖2-1中所示分層注聚配注芯子軸向剖視放大圖； 圖5是本發(fā)明大排量單管分層注聚配注方法流程圖； 圖6是本發(fā)明大排量單管分層注聚工藝驗(yàn)封示意 圖7是本發(fā)明大排量單管分層注聚配注方法中采用的流量測(cè)試方法流程圖；
圖8是本發(fā)明大排量單管分層注聚工藝測(cè)試示意圖。
下面是本發(fā)明說(shuō)明書(shū)附圖中附圖標(biāo)記的說(shuō)明100———注聚油管200——-洗井滑套
300———定位密封400——-一級(jí)分層注聚注入裝置
500 、700——插入密封600-:二級(jí)分層注聚注入裝置
800———三級(jí)分層注聚注入裝置 900——-巨堵1——-外工作筒2——-鎖定環(huán)3——-彈性打撈頭4——-內(nèi)工作筒5——-密封連接筒6——-分層配注芯子7——-導(dǎo)向頭8——-密封變扣接頭9——-環(huán)形螺旋降壓槽10——上密封面10,——下密封面11——一止落定位臺(tái)階12——防上竄鎖定臺(tái)13——上T形密封盤(pán) 13'——下T形密封盤(pán)14—一工作筒橋式通道15—一壓力計(jì)16——-驗(yàn)封芯子17——注入口18—進(jìn)液口19——壓力測(cè)試通道20—壓力平衡孔101-——流體流動(dòng)方向102—流量計(jì)103———扶正器
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
圖1示出了分層注聚層段數(shù)為3的防砂完井單管分層注聚工藝管柱結(jié)構(gòu)，圖2-1 和圖2-2示出了本發(fā)明大排量單管分層注聚注入裝置的結(jié)構(gòu)，該注入裝置包括密封地設(shè)置 在分層注聚工作筒內(nèi)的分層注聚配注芯子，所述分層注聚工作筒如圖3-l和圖3-2所示，包 括外工作筒1、內(nèi)工作筒4和與外工作筒固連的鎖定環(huán)2 ;所述內(nèi)工作筒4的內(nèi)壁設(shè)置有環(huán) 形螺旋降壓槽9 ;所述分層注聚配注芯子如圖4所示，由相互密封連接的彈性打撈頭3、密 封定位筒5、分層配注芯子6和導(dǎo)向頭7構(gòu)成，所述分層配注芯子6固定在分層注聚工作筒 上，以實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的定位和錨釘，其固定結(jié)構(gòu)采用防上竄鎖定結(jié)構(gòu)和止落鎖定 結(jié)構(gòu)，所述防上竄鎖定結(jié)構(gòu)包括所述彈性打撈頭3上部設(shè)置的防上竄鎖定臺(tái)12，所述防上 竄鎖定臺(tái)12和所述鎖定環(huán)2配合形成防上串鎖定結(jié)構(gòu)；所述止落鎖定結(jié)構(gòu)包括所述彈性打 撈頭3下部設(shè)置的止落定位臺(tái)階11 ，所述止落定位臺(tái)階11與內(nèi)工作筒4上口錐面配合形成 止落鎖定結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明中的分層配注芯子6內(nèi)通徑大，方便大流量的聚合物溶液的注入和流量測(cè) 試作業(yè)，并采用中心投撈，提高了在大斜度井中的投撈成功率。本發(fā)明中，可以根據(jù)需要調(diào) 整配注芯子的組合以達(dá)到改變配注芯子長(zhǎng)度，所述分層配注芯子6與帶有環(huán)形螺旋降壓槽 9的內(nèi)工作筒4配合，在分層配注芯子6與內(nèi)工作筒4之間形成一定長(zhǎng)度的有效環(huán)形螺旋降 壓管道，通過(guò)節(jié)流控制不同層段的配注量以實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配的目的。在內(nèi)工作筒4的內(nèi)壁上 加工環(huán)形螺旋降壓槽9，可以簡(jiǎn)化分層配注芯子6的結(jié)構(gòu)，使其具有投撈方便、成功率高的 優(yōu)點(diǎn)。所述環(huán)形螺旋降壓槽9為多頭，從而可以擴(kuò)大聚合物溶液在環(huán)形螺旋降壓槽內(nèi)的過(guò) 流面積和過(guò)流量，所述環(huán)形螺旋降壓槽9的斷面形狀為半圓形，此流線(xiàn)型的結(jié)構(gòu)可以降低 對(duì)聚合物溶液的剪切作用，進(jìn)一步達(dá)到降壓保粘作用。
本發(fā)明注入裝置的注入口 17設(shè)置在所述環(huán)形螺旋降壓管頂端且與分層注聚工作 筒筒壁貫穿；本發(fā)明注入裝置的進(jìn)液口 18設(shè)置在所述環(huán)形螺旋降壓管底端且與分層配注 芯子6的中心孔相通，本發(fā)明采用分層注聚的聚合物溶液低進(jìn)高出，如圖2-l所示，即注入 口 17高于進(jìn)液口 18，因此，可以避免有機(jī)雜質(zhì)沉淀堵塞注入口。所述分層配注芯子6和所 述分層注聚工作筒之間的密封結(jié)構(gòu)采用設(shè)置在所述分層配注芯子6和內(nèi)工作筒4之間的上 T形密封盤(pán)根13與彈性打撈頭3和密封定位筒5之間的軸肩形成的固定結(jié)構(gòu)的配合，可以 有效的防止了 T型密封盤(pán)根的脫落，從而在分層配注芯子6與分層注聚工作筒之間分別形 成上密封面10實(shí)現(xiàn)了分層配注芯子6的密封；同理，在驗(yàn)封過(guò)程中，驗(yàn)封芯子16與分層注 聚工作筒之間的密封也是采用相同的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，上T形密封盤(pán)根13與彈性打撈頭3 和密封定位筒5之間軸肩所形成的固定結(jié)構(gòu)配合，下T形密封盤(pán)根13'與導(dǎo)向頭7和驗(yàn)封 芯子16之間軸肩所形成的固定結(jié)構(gòu)配合，可以有效的防止了上、下T型密封盤(pán)根13、13'的 脫落，從而在驗(yàn)封芯子16與分層注聚工作筒之間分別形成上、下密封面10、10'實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)封 芯子16的密封。所述外工作筒1與內(nèi)工作筒4之間設(shè)置有工作通道，所述工作通道為工作 筒橋式通道14，該橋式通道可以保證分層配注芯子鋼絲投撈作業(yè)時(shí)，工具上、下壓力平衡， 投撈阻力小，作業(yè)安全。 如圖2-1所示，所述外工作筒1的底部設(shè)置有密封變扣接頭8，用于不同層段之間 注入裝置的連接。 以圖1所示的三層段數(shù)分層注聚配注為例，描述本發(fā)明大排量單管分層注聚配注 方法予以實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是該方法包括以下步驟，如圖5所示 步驟一、根據(jù)分層注聚層段數(shù)為3，備好三層段所用的注入裝置和插入密封組合， 即一級(jí)分層注聚注入裝置400、二級(jí)分層注聚注入裝置600和三級(jí)分層注聚注入裝置800， 該插入密封組合包括位于頂層位置的定位密封300和各層段之間的插入密封500及位于最 底層段底部的盲堵900。 步驟二、首先，將與分層注聚層段數(shù)對(duì)應(yīng)的帶有儲(chǔ)存式電子壓力計(jì)15的驗(yàn)封芯子 16裝入每級(jí)對(duì)應(yīng)的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套200的分層注聚 油管100和各層所用的帶有驗(yàn)封芯子16的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下入到 分注井中的設(shè)計(jì)位置，并座好井口油管掛和采油樹(shù)；利用礫石充填防砂完井管柱內(nèi)的變徑 臺(tái)階，在防砂封隔器內(nèi)定位、密封；上述各注入裝置和插入密封組合部件的順序如圖1所 示，自上而下為位于頂層的定位密封300、一級(jí)分層注聚注入裝置400、插入密封500、二級(jí) 分層注聚注入裝置600、插入密封700、三級(jí)分層注聚注入裝置800和位于注聚油管100底 端的盲堵900 ;選用適當(dāng)規(guī)格尺寸的注聚油管100以確保注聚井實(shí)現(xiàn)安全有效作業(yè)，降低作 業(yè)成本。其油管尺寸偏大，會(huì)增大作業(yè)成本；而油管尺寸偏小，又會(huì)增大沿程阻力，甚至無(wú) 法滿(mǎn)足注入量。因此，要實(shí)現(xiàn)注聚井的正常配注，必須根據(jù)作業(yè)井情況選擇適當(dāng)?shù)淖⒕塾?管。由于分層注聚工具尺寸的限制和海上油田大排量的注入要求，根據(jù)全井注聚的實(shí)際情 況(如參考井深、注入量、注入聚合物溶液等相關(guān)參數(shù))選擇合適的注聚油管是非常重要 的。通常，海上油田分層注聚工藝一般選用2-7/8"(內(nèi)徑62mm)和3-1/2"(內(nèi)徑76mm)油 管。 步驟三、分層段壓力驗(yàn)封其驗(yàn)封過(guò)程是如圖6所示，分層驗(yàn)封芯子16上的防上 竄鎖定臺(tái)階12和與外工作筒1固連的鎖定環(huán)2配合形成防上串鎖定結(jié)構(gòu)；驗(yàn)封芯子16上的止落定位臺(tái)階11和內(nèi)工作筒4上端口的錐臺(tái)配合形成止落鎖定結(jié)構(gòu)，從而將驗(yàn)封芯子16 固定在分層配注工作筒上；此時(shí)，在驗(yàn)封芯子16兩端軸肩處固定的上T形密封盤(pán)根13將地 層注入口 17與注聚油管之間完全封閉，且存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)15的測(cè)試口通過(guò)壓力測(cè)試通 道19與地層壓力保持暢通。 從井口向注聚油管中先后變排量的注水，依次達(dá)到3Mpa、5Mpa和10MPa三個(gè)壓力 點(diǎn)，注入上述各壓力點(diǎn)過(guò)程中，每達(dá)到一壓力后，待該壓力點(diǎn)穩(wěn)定io分鐘后，再注水達(dá)到下 一個(gè)的壓力點(diǎn)；鋼絲作業(yè)撈出每一級(jí)驗(yàn)封芯子16，并回放分層驗(yàn)封芯子中壓力計(jì)15的測(cè)試 曲線(xiàn)，根據(jù)上述壓力測(cè)試曲線(xiàn)確定是否驗(yàn)封。如果壓力計(jì)讀數(shù)平穩(wěn)、且不隨施加的壓力變化 而變化時(shí)，說(shuō)明驗(yàn)封合格，從而，確認(rèn)注聚管柱是否串層。 步驟四、本發(fā)明中，當(dāng)聚合物溶液粘度一定時(shí)，起保粘降壓作用的環(huán)形螺旋降壓管 道的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其保粘率愈低；當(dāng)環(huán)形螺旋降壓管道的長(zhǎng)度一定時(shí)，聚合物溶液的粘度越 高，其保粘率愈低。另外，聚合物溶液通過(guò)每一級(jí)注入裝置后都能夠產(chǎn)生一定的壓降，且壓 降的大小與環(huán)形螺旋降壓管道的長(zhǎng)度及溶液粘度有關(guān)，即當(dāng)環(huán)形螺旋降壓管道的長(zhǎng)度一 定時(shí)，聚合物溶液粘度越高，從而所產(chǎn)生的壓降也越大；同理，當(dāng)聚合物溶液粘度一定時(shí)，環(huán) 形螺旋降壓管道的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所產(chǎn)生的壓降也越大。在進(jìn)行流量調(diào)配過(guò)程中，首先，測(cè)各層 段注聚指示曲線(xiàn)，然后，根據(jù)地質(zhì)油藏要求的各層注入量和井口設(shè)計(jì)的注入壓力，確定分層 配注芯子6的長(zhǎng)度；通過(guò)鋼絲作業(yè)分別自下而上地向?qū)?yīng)分層注聚工作筒內(nèi)投入上述選擇 好長(zhǎng)度的分層配注芯子6 ;用井下流量計(jì)對(duì)每層進(jìn)行流量測(cè)試，并根據(jù)需要調(diào)整分層注聚 配注芯子單元(一個(gè)配注芯子由多個(gè)不同長(zhǎng)度的配注單元組合而成)的組合以達(dá)到改變配 注芯子長(zhǎng)度，與分層配注工作筒2配合形成一定長(zhǎng)度的有效環(huán)形螺旋降壓管道，通過(guò)節(jié)流 來(lái)調(diào)整不同層段的配注量，直到滿(mǎn)足配注要求。 本發(fā)明中，利用外流式存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)對(duì)每層進(jìn)行流量、壓力及溫度的測(cè)試，在 地面對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行回放；檢查各分注層段是否達(dá)到油藏的設(shè)計(jì)配注要求；選擇適當(dāng)規(guī)格 尺寸的流量計(jì)是對(duì)聚合物利用率的有效度量。通常，流量計(jì)的選擇受制于以下條件l)聚 合物溶液為非牛頓流體，其黏附性的特點(diǎn)致使油管中心流速突進(jìn)，容易產(chǎn)生測(cè)試誤差；2) 聚合物溶液容易受溫度、壓力的影響較大；3)測(cè)試流量較大(單層最大排量可達(dá)到400m3/ d)，分層注聚層段數(shù)多(如2-6層)；4)分層注聚注入裝置的測(cè)試通徑為40mm。綜合以上 的各種條件，流量計(jì)102最好選擇外流式存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)，其主要特點(diǎn)是小直徑35mm、 大排量0-2000mVd、三參數(shù)(溫度、流量、壓力)；如圖8所示，流量計(jì)102兩端的扶正器64 可以由3彈簧片構(gòu)成，流體流動(dòng)方向如箭頭101所示，該扶正器103既能夠在內(nèi)徑為76mm或 62mm的注聚油管100中扶正，還可以順利地穿越內(nèi)徑為40mm的分層配注芯子；流量計(jì)102 的測(cè)試方法可以選擇外流式測(cè)試方式，即測(cè)試儀器串在注聚油管中心，聚合物溶液從測(cè)試 儀器表面流過(guò)時(shí)進(jìn)行測(cè)試作業(yè)，這種測(cè)試方式可以解決由于聚合物溶液黏附性作用致使油 管中心流速突進(jìn)產(chǎn)生的測(cè)試誤差，以降低流量計(jì)對(duì)聚合物溶液的剪切。
根據(jù)外流式存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)的特點(diǎn)和非牛頓流體聚合物溶液的特性，本發(fā)明采 用的流量測(cè)試方法，如圖7所示鋼絲作業(yè)工具攜帶測(cè)試儀器和導(dǎo)向頭依次連接成測(cè)試工 具串，將該測(cè)試工具串下入井中，并穿過(guò)分層注聚配注芯子的中心孔下入到井底，逐級(jí)上提 測(cè)試儀器串，使其停留在兩個(gè)分層段之間的油管中進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試完所有目的層的注 聚總流量、對(duì)應(yīng)地層的注入壓力和溫度，然后利用遞減法計(jì)算出單層配注量，一次鋼絲作業(yè)即可完成多層段的流量、壓力、溫度測(cè)試，減少了重復(fù)作業(yè)。 步驟五、如果沒(méi)有達(dá)到配注要求，則返回上述步驟四，通過(guò)調(diào)整分層配注芯子的長(zhǎng) 度改變注入量，直到每個(gè)層段都滿(mǎn)足配注要求為止。 從圖1中可以看出，本發(fā)明配注方法中，一個(gè)注入裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)注入層段的注聚 工藝，以方便現(xiàn)場(chǎng)配注量的調(diào)節(jié)。 利用本發(fā)明大排量單管分層注聚注入裝置實(shí)現(xiàn)本發(fā)明大排量單管分層注聚配注 的工作過(guò)程是將如圖2-1所示的注入裝置的兩端用插入密封(定位密封300和兩個(gè)插入 密封500、700)進(jìn)行連接，利用礫石充填防砂完井管柱內(nèi)的變徑臺(tái)階，在防砂封隔器內(nèi)定位 密封；根據(jù)地質(zhì)油藏提供的分層注聚層段數(shù)要求，投入不同級(jí)數(shù)的分層注聚工作筒，實(shí)現(xiàn)一 對(duì)一的分層目的。如圖2-1所示，分層注聚配注芯子上有防上串鎖定臺(tái)階12、止落臺(tái)階11 和密封件，當(dāng)分層注聚配注芯子投入分層注聚工作筒后，分層配注芯子6上的防上串鎖定 臺(tái)階12和與外工作筒1固連的鎖定環(huán)2配合形成防上串鎖定結(jié)構(gòu)；分層配注芯子6上的止 落臺(tái)階11和內(nèi)工作筒4上端口的錐面止落臺(tái)階配合形成止落鎖定結(jié)構(gòu)，把分層配注芯子6 固定在分層注聚工作筒上；此時(shí)，密封件(上T型密封盤(pán)根13)坐落在橋式通道的密封面10 上，建立起目的層注入通道。當(dāng)注入聚合物溶液流經(jīng)工具時(shí)， 一部分聚合物溶液通過(guò)分層注 聚配注芯子6的中心通道流過(guò)，其余部分聚合物溶液流經(jīng)分層注聚工作筒上的橋式通道進(jìn) 入變扣接頭8的上部，和分層配注芯子6中心流過(guò)的聚合物溶液匯合，需注入目標(biāo)層的聚合 物溶液從分層配注芯子的底部進(jìn)入分層配注芯子6與分層注聚工作筒間形成的多頭環(huán)形 螺旋降壓管道到達(dá)注入層；其余分聚合物溶液下行注入其他層，滿(mǎn)足分層注聚對(duì)大排量注 入聚合物溶液的要求。 本發(fā)明解決了海上油田籠統(tǒng)注聚導(dǎo)致聚合物溶液主要進(jìn)入高滲透層，造成中、低 滲透層波及程度低，驅(qū)油效果差的難題。與現(xiàn)有的多管分層注聚技術(shù)相比由于，多管分層 注聚技術(shù)往往受到管柱摩阻及管柱組合特定性等客觀條件的限制，不能滿(mǎn)足海上油田大排 量、多層段注入聚合物的需求，而且多管分層注聚造價(jià)高昂。本發(fā)明注聚配注方法具有高保 粘率、大排量、多層段量的特點(diǎn)，可以解決海上油田注聚目前面臨的困難，提高了聚合物的 利用率和驅(qū)油效果。 盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方 式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā) 明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保 護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種大排量單管分層注聚注入裝置，包括密封地設(shè)置在分層注聚工作筒內(nèi)的分層注聚配注芯子，還包括注入口和進(jìn)液口，其特征在于所述分層注聚工作筒包括設(shè)置在外工作筒(1)內(nèi)的內(nèi)工作筒(4)和與外工作筒固連的鎖定環(huán)(2)；所述內(nèi)工作筒(4)的內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)形螺旋降壓槽(9)；所述分層注聚配注芯子由的彈性打撈頭(3)、密封定位筒(5)、分層配注芯子(6)和導(dǎo)向頭(7)構(gòu)成；所述分層配注芯子(6)固定在分層注聚工作筒上，以實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的定位和鎖定，其固定結(jié)構(gòu)采用防上竄鎖定結(jié)構(gòu)和止落鎖定結(jié)構(gòu)；所述分層配注芯子(6)與帶有環(huán)形螺旋降壓槽(9)的內(nèi)工作筒(4)配合，在分層配注芯子(6)與內(nèi)工作筒(4)之間形成一環(huán)形螺旋降壓管道；所述注入口(17)設(shè)置在所述環(huán)形螺旋降壓管道的頂端且與分層注聚工作筒筒壁貫穿；所述進(jìn)液口(18)設(shè)置在所述環(huán)形螺旋降壓管道的底端且與分層配注芯子(6)的中心孔相通；所述分層配注芯子(6)和所述分層注聚工作筒之間的密封結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述分層配注芯子(6)和內(nèi)工作筒(4)之間的兩組T形密封盤(pán)根與軸肩固定結(jié)構(gòu)的配合，從而實(shí)現(xiàn)分層注聚配注芯子的密封；所述外工作筒(1)與內(nèi)工作筒(4)之間設(shè)置有工作通道，通過(guò)節(jié)流控制不同層段的配注量以實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述環(huán)形螺旋 降壓槽(9)為多頭結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述環(huán)形 螺旋降壓槽(9)的斷面形狀為半圓形，以降低對(duì)聚合物溶液的剪切作用，從而達(dá)到降壓保 粘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述工作通道 為橋式通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述防上竄鎖定結(jié)構(gòu)包括所述彈性打撈頭(3)上部設(shè)置的防上竄鎖定臺(tái)(12)，所述防上竄鎖定臺(tái)(12)和 所述鎖定環(huán)(2)配合形成防上串鎖定結(jié)構(gòu)；所述止落鎖定結(jié)構(gòu)包括所述彈性打撈頭(3)下 部設(shè)置的止落定位臺(tái)階(ll)，所述止落定位臺(tái)階(11)與內(nèi)工作筒(4)上口錐面配合形成止 落鎖定結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述外工作筒 (1)的底部設(shè)置有密封變扣接頭(8)，用于不同層段所用分層注聚工作筒之間的連接。
7. —種利用如權(quán)利要求1所述注入裝置的大排量單管分層注聚配注方法，其特征在 于，包括以下步驟步驟一、根據(jù)分層注聚層段數(shù)，備好相應(yīng)數(shù)量的注入裝置和插入密封組合； 步驟二、首先，將與分層注聚層段數(shù)對(duì)應(yīng)的帶有儲(chǔ)存式電子壓力計(jì)(15)的驗(yàn)封芯子 (16)裝入每級(jí)對(duì)應(yīng)的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套(200)的注聚 油管(100)和各層所用的帶有驗(yàn)封芯子(16)的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下 入到分注井中的設(shè)計(jì)位置，并座好井口油管掛和采油樹(shù)；利用礫石充填防砂完井管柱內(nèi)的變徑臺(tái)階，在防砂封隔器內(nèi)定位、密封；步驟三、分層段壓力驗(yàn)封利用防上串鎖定結(jié)構(gòu)和止落鎖定結(jié)構(gòu)將驗(yàn)封芯子(16)固定 在分層配注工作筒上，使驗(yàn)封芯子(16)兩端軸肩固定的上T形密封盤(pán)根(13)將地層注入 口 (17)與注聚油管(100)之間完全封閉，且存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)(15)的測(cè)試口通過(guò)壓力測(cè) 試通道(19)與地層壓力保持暢通；從井口向注聚油管(100)中先后變排量的注入依次達(dá)到 3Mpa、5Mpa和10MPa三個(gè)壓力點(diǎn)，鋼絲作業(yè)撈出每一級(jí)驗(yàn)封芯子(16)，并回放驗(yàn)封芯子中壓 力計(jì)(15)的測(cè)試曲線(xiàn)，根據(jù)上述壓力測(cè)試曲線(xiàn)確定是否驗(yàn)封；如果壓力計(jì)(15)讀數(shù)平穩(wěn)、 且不隨施加的壓力變化而變化時(shí)，說(shuō)明驗(yàn)封合格，以此確認(rèn)注聚管柱(100)是否串層；步驟四、進(jìn)行流量調(diào)配測(cè)各層段注聚指示曲線(xiàn)，根據(jù)地質(zhì)油藏要求的各層注入量和井 口設(shè)計(jì)的注入壓力，確定分層配注芯子的長(zhǎng)度；通過(guò)鋼絲作業(yè)分別自下而上地向?qū)?yīng)分層 注聚工作筒內(nèi)投入上述選擇好長(zhǎng)度的分層配注芯子；用井下流量計(jì)對(duì)每層進(jìn)行流量測(cè)試， 根據(jù)需要調(diào)整配注芯子的組合，以達(dá)到改變分層配注芯子的長(zhǎng)度，使之與分層配注工作筒 配合形成一定長(zhǎng)度的有效環(huán)形螺旋降壓管道，通過(guò)節(jié)流來(lái)調(diào)整不同層段的配注量；步驟五、滿(mǎn)足配注要求，結(jié)束作業(yè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，所述的分 層注聚層段數(shù)為2至6層；一個(gè)注入裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)層段的注聚工藝，以方便現(xiàn)場(chǎng)配注量的調(diào) 節(jié)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，所述流量 計(jì)采用外流式存儲(chǔ)式電磁流量計(jì)，其最大量程為2000mVd，其最大外徑為35mm，該流量計(jì)兩 端設(shè)置有扶正器(103)，所述扶正器(103)由三片彈簧片構(gòu)成，該扶正器(103)能夠在內(nèi)徑 為62mm至76mm的油管中扶正，并能順利穿越內(nèi)徑為40mm的分層注聚注入裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，步驟四 中采用的流量測(cè)試方法是鋼絲作業(yè)工具攜帶測(cè)試儀器和導(dǎo)向頭(7)依次連接成測(cè)試工具 串，將測(cè)試工具串下入井中，并穿過(guò)分層配注芯子(6)的中心孔下入到井底，逐級(jí)上提測(cè)試 儀器串，使其停留在兩個(gè)分層段之間的注聚油管(100)中進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試完所有目的 層的注聚總流量、對(duì)應(yīng)地層的注入壓力和溫度；然后，利用遞減法計(jì)算出單層配注量，上述 的一次鋼絲作業(yè)即可完成多層段的流量、壓力和溫度的測(cè)試，從而減少重復(fù)作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大排量單管分層注聚注入裝置，包括密封地設(shè)置在分層注聚工作筒內(nèi)的分層注聚配注芯子、高于進(jìn)液口位置的注入口；分層注聚工作筒包括設(shè)置在外工作筒內(nèi)的內(nèi)工作筒和與外工作筒固連的鎖定環(huán)；內(nèi)工作筒的內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)形螺旋降壓槽；分層配注芯子固定在分層注聚工作筒上，分層配注芯子與帶有環(huán)形螺旋降壓槽的內(nèi)工作筒配合，從而形成一環(huán)形螺旋降壓管道；內(nèi)外工作筒之間設(shè)置有工作通道，通過(guò)節(jié)流控制不同層段的配注量以實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配。本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)了一種大排量單管分層注聚注配注方法。本發(fā)明單管分層注聚配注方法具有高保粘率、大排量、多層段量的特點(diǎn)，解決了海上油田注聚目前面臨的困難，提高了聚合物的利用率和驅(qū)油效果。
文檔編號(hào)E21B47/00GK101705812SQ20091022845
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者劉敏, 姚智翔, 徐國(guó)雄, 牛貴鋒, 程心平 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司