[實用新型]一種分層注水管柱

有效

• 申請號: 201420655707.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN204252980U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉雙亮;寇微;張曉文;王麗莉;張越;劉樹軍;賀夢琦;楊軒
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20;E21B33/122;E21B34/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;李永強

技術領域

本實用新型屬于分層注水技術領域，尤其涉及一種分層注水管柱。

背景技術

隨著油田的開發，油井邊底水不再活躍，天然能量降低，尤其是一些油田開發進入高含水的減產期，如果繼續依靠天然能量開采，則采油的速度以及采收率都很低，為了提高油層的供油能力，通過注水增壓方法是目前保持地層能量所采用的主要措施。通過油田注水吞吐采油方法來穩定地層中的壓力是提高采收率、延長油田開采期、確保油田穩產高產的重要手段，其本質是在油田開發中后期階段采取水驅油的開采方式，將地下水或原油中分離出來的游離水注入到油層中，其作用主要是維持地下油層壓力，保證注采平衡，即通過注入水來填充采出油的空間。

油田注水大致分為合注和分注兩者工藝。其中合注又稱為籠統注水，其是指在井口采用同一壓力且不對各注水層進行分置處理的注水工藝；該方法的優點是操作簡單，成本較低，缺點是對地下各層壓力缺乏控制，且由于各層滲透性能不同，在對一些油層產生驅油作用的同時，對另外一些油層則有可能產生異常高壓，導致注入水突進，隨著注水時間的延長，注入水主要進入滲透率較大的油層，嚴重時甚至造成水淹油層。因此，合注適用于層系較少、且各層滲透率基本相似的儲層。而隨著油田開采到中后期，由于各油層的開采時間與開采力度不同，導致層間矛盾加劇，所述層間矛盾加劇是指層間滲透率差異大，各層允許流體通過的能力不同，使用合注已經不能滿足要求，此時解決層間矛盾常用的方法是采用分注，所謂分注是根據各油層注水驅油通過能力的差異，在不同油層的相應部位安裝大小不等的水嘴調控注入層的給水壓力，達到合理分配注水量壓力，以滿足各油層有足夠壓力驅油的目的。

目前，在常規套管如5in，及7in套管中的分注工藝已應用成熟，而諸如4in的套管卻仍采用籠統注水方式。究其原因，是由于套管管徑減小，造成套管環形空間縮小，進行分層注水所需的重要井下工具—封隔器，徑向尺寸排列矛盾突出，造成4in小套管分層注水工藝的配套工具研制變的較為困難。具體地，由于封隔器在井下進行作業時，需有坐封機構、鎖定機構、密封機構和解封機構，必要時還要有錨定機構及返洗機構，這些機構相互關聯，配合工作，造成封隔器的結構較為復雜精細，機構相互之間的動作傳遞需要有一定的空間，這就要求封隔器在徑向上須有預定的尺寸。而4in套管中形成的環形空間較常規套管小，在保證注水量的前提下，即封隔器內徑不可能太小，否則無法滿足注水需求，這樣預留給上述機構的徑向空間將十分有限，在保證基本的坐封、鎖定、密封和解封的功能的前提下，實現這些功能的結構的尺寸將相應的變小，且尺寸變小后的機構又必須保證一定的精度，因此4in小套管中配套使用的封隔器研制較為困難。此外，阻礙封隔器尺寸變小的另一個因素是，尺寸較小的封隔器的坐封效果較差。就常用的Y341壓縮型封隔器而言，其基本坐封原理是從井口的管柱加壓，液壓經管柱傳到封隔器，推動坐封活塞擠壓膠筒，使其發生脹鼓而坐封。使膠筒脹鼓變形并最終坐封在套管上，需對其施加較大擠壓力，由公式可知：

F＝P·S

其中：F-擠壓力；

P-壓強；

S-承壓面積。

地面泵組能夠泵輸的壓強P是一定的，因此擠壓力F與承壓面積S呈正比例關系。很顯然，尺寸較小的封隔器的承壓面積S較小，直接導致擠壓力F變小，坐封效果變差。

綜上所述，由于現有技術中尚無與4in小套管相配置的封隔器，導致4in小套管分層注水工藝難以實現。

實用新型內容

針對現有技術針對4in小套管難以實現分層注水的問題，本實用新型提供一種分層注水管柱。該分層注水管柱解決4in小套管分層注水的思路是將承壓特點不同的兩個封隔器串接在一起，形成一個封隔單元，使封隔單元中兩個不同的封隔器分別承上下壓，達到4in小套管分層注水的目的。

本實用新型提供的技術方案如下：

一種分層注水管柱，包括：

能伸入油氣井套管中的管柱，所述管柱具有在伸入所述套管中時，靠近所述油氣井井口的第一端，和遠離所述井口的第二端，所述管柱與所述套管之間形成套管環空；

設置于靠近所述第二端的單向閥，所述單向閥能限制在所述管柱中的液體向所述套管環空中流動；

設置在所述第一端和所述單向閥之間的第一封隔器，所述第一封隔器具有單向卡瓦的錨定總成，所述錨定機構的單向卡瓦能使所述第一封隔器錨定于所述套管上，所述第一封隔器能依靠重力坐封；

設置于所述第一封隔器與所述單向閥之間的第二封隔器，所述第二封隔器具有坐封機構，所述第二封隔器能通過液壓坐封。