[發(fā)明專利]一種流體流入控制裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811292508.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111119804A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全勝;李海濤;張峰;李娜;呂瑋;張楠;李明;蔣貝貝;董建國(guó);崔小江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B43/12
• 分類號(hào): E21B43/12
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37224
• 代理人: 董慶田

本發(fā)明公開(kāi)了一種流體流入控制裝置，所述主體中心開(kāi)設(shè)軸向貫通的出口孔，所述主體上表面開(kāi)設(shè)腔室，所述腔室以出口孔中心軸線為中心，即出口孔上端與腔室中心連通，所述主體上表面還開(kāi)設(shè)環(huán)形分流道，所述環(huán)形分流道開(kāi)設(shè)在腔室外圍，所述腔室與環(huán)形分流道之間開(kāi)設(shè)腔室入口，所述主體上表面還開(kāi)設(shè)主體入口槽和入口流道，所述入口流道開(kāi)設(shè)在環(huán)形分流道外圍，所述入口流道內(nèi)端口連接環(huán)形分流道，入口流道外端口連接主體入口槽內(nèi)端口，主體入口槽外端口連通至主體圓周壁外界。所述主體入口槽和環(huán)形分流道還通過(guò)流槽直接連通。該裝置用于水平井（或直斜井）中加強(qiáng)油藏管理、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水、延長(zhǎng)油井壽命，達(dá)到提高油井采收率和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)效益的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)流體調(diào)控技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種流體流入控制裝置。

背景技術(shù)

為了節(jié)約油田開(kāi)采成本，提高原油采收率，越來(lái)越多的油田采用水平井開(kāi)采技術(shù)對(duì)薄層油藏、底水油藏、非常規(guī)油氣藏等進(jìn)行開(kāi)發(fā)。水平井開(kāi)采技術(shù)在一定程度上能夠節(jié)約鉆井成本，提高油田經(jīng)濟(jì)效益。但水平井在不同類型油藏特別是邊水、底水油藏生產(chǎn)過(guò)程中暴露出的問(wèn)題也日益突出，主要表現(xiàn)為邊水、底水、氣頂錐進(jìn)或脊進(jìn)，井筒過(guò)早見(jiàn)水見(jiàn)氣，導(dǎo)致水平井不均衡生產(chǎn)，對(duì)于特高含水油田，還存在含水上升快、產(chǎn)油量降低迅速甚至出現(xiàn)嚴(yán)重“水淹”等問(wèn)題。

為了解決上述由儲(chǔ)層非均質(zhì)性、趾跟效應(yīng)造成的水平井過(guò)早見(jiàn)水、氣問(wèn)題，流體調(diào)控裝置Inflow Control Device，簡(jiǎn)稱ICD逐漸被研究人員應(yīng)用在水平井中。水平井完井段安裝的ICD，會(huì)對(duì)流入ICD的流體產(chǎn)生一個(gè)過(guò)流阻力，使流體產(chǎn)生一個(gè)附加壓降。但由于不同流體之間性質(zhì)存在差異如，油的粘度比水或氣的粘度大，會(huì)使得不同流體流過(guò)ICD時(shí)，產(chǎn)生的附加壓力不同，基本規(guī)律是水、氣的附加壓降大于原油的附加壓降。根據(jù)不同流體附加壓降不同，可以調(diào)控流體分布、減緩底水錐進(jìn)或氣頂氣錐進(jìn)、克服油井過(guò)早見(jiàn)水、氣問(wèn)題。更具體的是可以改變流體流速大小、流動(dòng)方向或者兩者一起改變，從而干擾流體的正常運(yùn)動(dòng)，使水平段產(chǎn)液剖面大致均衡，底水呈理想的均勻水脊緩慢上升，達(dá)到控水的目的。

但上述ICD也存在不足，未能完全解決問(wèn)題。ICD屬于消極控水或氣裝置，不包含可動(dòng)構(gòu)件，作為完井設(shè)備安裝在生產(chǎn)管柱上之前，其尺寸根據(jù)原始油藏條件已經(jīng)被固定，不能再改變，由于油藏狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的，這就使得安裝的ICD可能與油藏不匹配，控水或氣效果不好。

針對(duì)上述ICD在水平井開(kāi)采使用過(guò)程中的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外科研人員研制了自動(dòng)調(diào)控裝置Autonomous Inflow Control Device，簡(jiǎn)稱AICD來(lái)均衡產(chǎn)液剖面，達(dá)到油水界面穩(wěn)定推進(jìn)的目的。目前主要有密度敏感型AICD、流道型AICD、RCP閥、和調(diào)控閥Inflow ControlValve，簡(jiǎn)稱ICV四種自動(dòng)調(diào)控裝置。

密度敏感型AICD的設(shè)計(jì)理論是阿基米德原理，根據(jù)流體的密度調(diào)控裝置，當(dāng)通過(guò)裝置的氣量過(guò)多時(shí)，裝置流動(dòng)通道關(guān)閉；當(dāng)氣錐退去時(shí)，裝置再次正常工作，原油恢復(fù)生產(chǎn)。該裝置可以通過(guò)調(diào)整配重塊數(shù)量來(lái)適應(yīng)具有不同重度原油的油氣藏，同時(shí)，將裝置倒置時(shí)還可以用來(lái)控水。雖然密度敏感閥能在油井見(jiàn)水或見(jiàn)氣后阻礙水或氣的產(chǎn)出，但是該裝置仍然存在著不足，主要表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有運(yùn)動(dòng)部件，可靠性低，且下入過(guò)程中若閥朝向變化容易導(dǎo)致密度敏感板打不開(kāi)，影響閥的性能。

流道型AICD的設(shè)計(jì)理論是二極管原理，根據(jù)不同粘度流體通過(guò)裝置會(huì)產(chǎn)生不同的附加壓差來(lái)調(diào)控流體流量，當(dāng)通過(guò)的是粘度高的原油時(shí)，附加壓降較小，對(duì)流量影響甚微；當(dāng)通過(guò)的是粘度低的水或氣時(shí)，附加壓降很大，不易通過(guò)，水或氣流量減小。該裝置能夠很好的抗沖蝕、抗堵塞，也能在水、氣突破后發(fā)揮作用，但該裝置所適應(yīng)的流體粘度范圍很窄。

RCP閥的設(shè)計(jì)理論為伯努利方程，通過(guò)流經(jīng)閥體的不同流體粘度的變化調(diào)控閥體內(nèi)碟片的開(kāi)度和開(kāi)關(guān)。當(dāng)相對(duì)粘度較高的油流經(jīng)閥體時(shí)，碟片處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)相對(duì)粘度較低的水或氣流經(jīng)閥體時(shí)，碟片因粘度變化引起的壓降自動(dòng)關(guān)閉，從而達(dá)到控水、控氣、增油的目的。但該閥主要用于容易出現(xiàn)氣錐現(xiàn)象的油藏，對(duì)于水錐油藏效果不好。