[發明專利]一種智能流入控氣裝置及方法

有效

• 申請號: 201710411387.3
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN106996281B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李海濤;崔小江;葛梁茜子;李斌斌;劉權;王坤;趙靜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種智能流入控氣裝置。裝置主要由流動室、導壓孔、入口油嘴、封包、鋸齒型可動構件、關閉結構組成。可以根據油井實際生產要求，設定允許通過入口油嘴的最大氣量Q_max。當通過氣量Q不超過設定的最大氣量Q_max時，裝置正常工作；當氣量Q達到設定最大氣量Q_max時，裝置關閉，不再允許流體通過。該裝置工作原理為氣體在入口油嘴中的流量達到最大氣量Q_max時，氣體在入口油嘴中達到臨界流動；入口油嘴前端壓力P₁與后端壓力P₂之比為臨界壓力比，由臨界壓力比控制該裝置關閉。本發明可運用在氣頂油藏以及注氣生產的直井、水平井、斜井中，能夠及時關閉超過規定氣量的氣體流動通道，增加油田經濟效益，提高油藏采收率。

技術領域

本發明涉及油井控氣技術領域。更具體而言，本發明涉及可至少被用于提高氣頂油藏和注氣生產油藏氣體流量控制能力的裝置及方法。

背景技術

目前國內能夠自噴開采的油田大都已經被開發，剩下一些難以開采的油藏，這些油藏大多都需要采用注入能量的方式進行開發，例如注入氣體。在向油藏注氣的過程中，由于氣體與地層原油物理性質相差大(例如氣的密度、粘度低)，使得氣體相對于地層原油更容易流動。進一步在油層中發生氣錐、氣竄現象，比原油更易流入井筒而被采出。氣體大量產出的同時，井口注入壓力會升高，甚至有可能超過原來設計的安全壓力，給生產帶來風險。

傳統的流入控制裝置(Inflow Control Devices簡稱ICD)，在氣體快到達井筒時，能夠延緩油井見氣時間，但油井一旦見氣，裝置就不再有效果。這樣在注入井和生產井，或氣頂和生產井之間會產生一條氣體快速通道，使氣體從注入井、氣頂流入生產井被直接采出，產油量急劇下降。注入氣或氣頂氣不能繼續向油層下方驅替，驅油面積減少，波及系數降低，最終導致油藏采收率低。

針對上訴傳統ICD在氣體突破后不再起作用的問題，后續研究者對ICD進行了改進。研究了幾種自動流入控制裝置(Auto Inflow Control Devices簡稱AICD)。例如：浮動圓盤型AICD、平衡片型AICD^[1]。這些AICD，一般是根據油氣粘度差異大，油氣在流過裝置時會產生不同的壓差，并且氣的壓差大于油的壓差。利用這個附加壓差，在生產時油比氣更容易通過裝置。比如浮動圓盤型AICD依據伯努利方程中流體動態壓力與局部壓力損失之和恒定的理論，流經裝置的不同流體粘度變化影響裝置內圓盤的開度。當相對粘度較高的油流經裝置時，圓盤開度較大；當相對粘度較低的氣流經裝置時，圓盤因粘度變化引起的壓降自動減小開度。而平衡片型AICD利用阿基米德原理，根據油、氣之間的密度差異來控制平衡片的開啟和關閉，該浮片型AICD目前僅處在室內研究階段，還未在現場進行應用。

油井見氣后，上述AICD不能及時關閉，處于一種打開、關閉的循環中，產量會忽高忽低，無法保持穩定生產。針對這些裝置不能解決有效封堵超過規定氣量的流動通道，以及不能及時關閉問題，設計了一種智能流入控氣裝置，該裝置至少適用于自帶氣頂與注氣生產的直井、斜井、定向井、水平井。

參考文獻：[1]梁丹，康曉東，楊俊茹，王旭東.水平井控氣技術在海上氣頂油藏應用研究[J].石油化工高等學校學報，2017，(01):49-53.

發明內容

本發明針對現有AICD不能有效關閉氣體突破油藏后流道問題，提供一種智能流入控氣裝置。該裝置可以有效地控制流入氣體。

智能流入控氣裝置部件組成特征，主要包括：流動室，所述室有一個入口和一個出口，入口與第一流動通道相連，出口與油管相連；腔體，其安裝在所述室內部，將流動室分為第二流動通道和腔體內部；導壓孔，其為所述腔體頂部開的兩個孔；入口油嘴，其為所述腔體下部開的兩個圓孔；封包，其安裝在所述腔體內部，將腔體內部分為上下兩部分；彈簧，其在所述封包內，兩端分別連接所述腔體頂部下壁面和所述封包底板上表面；鋸齒型可動構件，其安裝在封包底板下表面，并可以隨封包底板移動；關閉結構，其安裝在所述腔體內壁面。