可变换组合层段分层采油工艺方法及分层组合采油工艺管柱

摘要

本发明公开了一种可变换组合层段分层采油工艺方法及分层组合采油工艺管柱，该方法在完井管柱下安装至少两组以上的配产器(1)、封隔器(3)，每组中的配产器与封隔器连接成为一体；分层组合采油工艺管柱是将完井管柱的油管通过上接头(2)与配产器的中心管(5)连接，配产器的工作筒与封隔器的活塞连接，连接后的配产器与封隔器至少为两组，组与组之间由油管连接，最下面的配产器通过下壳体、下接头连接单流阀。本发明中的配产器的中心管与完井管柱连接，并将不同层段配产器的工作筒进液孔与中心管进液孔通过提升完井管柱进行开与关的组合，实现多层段采油井不同层段数的组合开采；该方法操作简便，井下工具动作可靠，生产成本低。

说明书

一、技术领域

本发明涉及的是石油开发中的机械采油工艺，具体是一种可变换组合层段分层采油工艺方法及分层组合采油工艺管柱。

二、背景技术

石油开发中，分层采油与定期变换采油层段是近年来提出的一项新工艺，它可以有效控制高含水层的生产状况，减少无效开采能耗。以往的可变换分层采油技术中，单纯的机械式调整管柱，由于动作不可靠，存在不能准确开启与关闭层段配产器的问题；而采用电缆控制配产器开启与关闭的井下管柱，存在生产成本过高的问题；采用井下安装蓄电池来控制井下开关的方式存在的主要问题是储存的电量有限，可持续应用时间短。

三、发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种可变换组合层段分层采油工艺方法，通过提升与下放完井管柱的方式，来控制井下多层段分层配产器的开启与关闭；本发明的另一个目的是提供一种分层组合采油工艺管柱，利用这种管柱进行等间距提放，对采油井不同层段进行组合开采，且管柱的可操作性好。

为了实现上述发明的目的本发明采用以下的技术方案予以实现：

可变换组合层段分层采油工艺方法在完井管柱下安装至少两组以上的配产器、封隔器；每个配产器工作筒上最下端的进液孔与中心管进液孔的间隔距离为a或a的整数倍值，配产器工作筒上进液孔之间的间隔距离为a或a的整数倍值；通过等间距提升或下放完井管柱，控制井下多层段分层配产器的开启或关闭进行可变换组合层段分层采油。

分层组合采油工艺管柱包括油管、配产器、上接头、封隔器、下接头、单流阀；油管通过上接头与配产器的中心管连接，配产器的工作筒与封隔器的活塞连接，连接后的配产器与封隔器至少为两组，组与组之间由油管连接，最下面的配产器通过下壳体、下接头连接单流阀；配产器由中心管、工作筒、下壳体构成，中心管上开有进液孔，上端连接上接头，下端与下接头连接，工作筒套装在中心管的外侧，上端连接封隔器的活塞，下端通过下壳体连接下接头，工作筒的筒体上开有至少一个进液孔，筒体内侧与中心管的接触部位装有密封圈分隔进液孔；配产器工作筒上最下端的进液孔与中心管进液孔的间隔距离为a或a的整数倍值，配产器工作筒上进液孔之间的间隔距离为a或a的整数倍值。

其中的间隔距离a为一固定值。

采用上述技术方案的积极效果是：本发明将所使用的分层组合采油工艺管柱中配产器与封隔器连接成为一体，配产器的中心管与完井管柱连接，并将不同层段配产器的工作筒进液孔与中心管进液孔通过提升完井管柱进行开与关的组合，由于封隔器与配产器至少为两组，而且工作筒上最下端的进液孔与中心管进液孔的间隔距离为a或a的整数倍值，配产器工作筒上进液孔之间的间隔距离为a或a的整数倍值。当采油井的管柱完井后，每一层段配产器的中心管进液孔处于关闭状态。工作时，工作筒受封隔器的限制，相对于采油井的套管处于静止状态，而中心管则随完井管柱的提放可以在工作筒内上下滑动，每次提放的长度设定为a或a的整数倍值，通过等距离提放完井管柱的方法，即可控制井下管柱中各个层段配产器的开启与关闭，实现多层段采油井不同层段数的组合开采；该方法操作简便，井下工具动作可靠，生产成本低。

四、附图说明

图1是本发明中配产器与封隔器连接在一起的结构示意图；

图2是本发明中分层组合采油工艺完井管柱的整体结构示意图；

图3、图4、图5分别是本发明中分层组合采油工艺完井管柱工作状态示意图。

图中：1、1a、1b配产器，2、2a、2b上接头，3、3a、3b封隔器，4活塞，5中心管，6、6a、6b工作筒，7、7a、7b、7c、7d、7e工作筒进液孔，8、8a、8b中心管进液孔，9、9a、9b下壳体，10、10a、10b下接头。

五、具体实施方式

实施例1：本实施方式以某一采油井划分为3个采油层段，采用2个层段变换组合开采的方式作具体说明。

可变换组合层段分层采油工艺方法是在完井管柱下安装至少两组以上的配产器与封隔器；每个配产器工作筒上最下端的进液孔与中心管进液孔的间隔距离为a或a的整数倍值，配产器工作筒上进液孔之间的间隔距离为a或a的整数倍值；通过等间距提升或下放完井管柱，控制井下多层段分层配产器的开启或关闭进行可变换组合层段分层采油。

图1是配产器与封隔器连接在一起的结构示意图，图中的配产器由中心管5、工作筒6、下壳体9构成，中心管6上开有进液孔8，上端连接上接头2，下端与下接头10连接。工作筒6套装在中心管5的外侧，筒体上下开有两个进液孔7、7a，工作筒6的内侧与中心管5上、中、下的接触部位分别装有密封圈。

图2是本发明中分层组合采油工艺管柱的整体结构示意图，提供了三个层段内的配产器、封隔器连接后的结构示意，如图所示，分层采油井管柱完井后，在第一个层段内的完井管柱下安装封隔器3、配产器1，在第二层段内的完井管柱下安装封隔器3a、配产器1a，第三层段内的完井管柱下安装封隔器3b、配产器1b。

本实施例中，配产器1工作筒6上开有两个进液孔7、7a，两个进液孔7、7a的间隔距离为a(设a为20cm)，进液孔7a与中心管进液孔8的间隔距离为a(20cm)。配产器1a工作筒6a上两个进液孔7b、7c的间隔距离为2a(2×20cm)，进液孔7c与中心管进液孔8a的间隔距离为a(20cm)。配产器1b工作筒6b上两个进液孔7d、7e的间隔距离为a(20cm)，进液孔7e与中心管进液孔8b的间隔距离为2a(2×20cm)。配产器1a位于配产器1与配产器1b中间，其工作筒6a上进液孔7b、7c的间隔距离是相邻的工作筒6和工作筒6b上的进液孔7、7a和7d、7e的整数倍值2a(2×20cm)，配产器1b工作筒6b最下部的进液孔7e与中心管进液孔8b的间距为2a(2×20cm)，满足了工作筒上最下端的进液孔与中心管进液孔的间隔距离为a或a的整数倍值，配产器工作筒上进液孔之间的间隔距离为a或a的整数倍值的设计要求。

安装时，油管通过上接头2连接中心管5，封隔器3位于上接头2与活塞4之间，活塞4与配产器1的工作筒6连接，下壳体9在工作筒6的下端外侧与下接头10连接，下接头10连接油管，油管连接上接头2a。封隔器3a位于上接头2a与活塞4a之间，活塞4a与配产器1a的工作筒6a连接，下壳体9a在工作筒6a的下端外侧与下接头10a连接，下接头10a连接油管，油管连接上接头2b。封隔器3b位于上接头2b与活塞4b之间，活塞4b与配产器1b的工作筒6b连接，下壳体9b在工作筒6b的下端外侧与下接头10b连接，下接头10b连接单流阀。连接后，封隔器3、配产器1与封隔器3a、配产器1a和封隔器3b、配产器1b成为一体。工作时，工作筒6、6a、6b受封隔器3、3a、3b的限制，相对于采油井的套管处于静止状态。中心管5贯穿于封隔器3、3a、3b，工作筒6、6a、6b中心，与完井管柱成为一体，提升完井管柱则带动中心管5在封隔器3、3a、3b和工作筒6、6a、6b内随完井管柱的提升上下滑动。安装后的配产器1、1a、1b其中心管5的进液孔8、8a、8b分别位于工作筒6、6a、6b的最下部，受密封圈的阻挡，工作筒6、6a、6b的外部液体不能进入中心管5内，配产器1、1a、1b都处于关闭状态。

图3、图4、图5分别是本发明中分层组合采油工艺管柱工作状态示意图，当在井口将完井管柱向上提升距离达到a时，配产器1、1a、1b的中心管进液孔8、8a、8b也随之向上移动距离a。此时，第一层段配产器1的工作筒进液孔7a与中心管进液孔8连通，工作筒6的外部液体进入中心管5的内部。第二层段配产器1a的工作筒6a进液孔7c与中心管进液孔8a连通。第三层段配产器1b的工作筒进液孔7d、7e未打开，仍然处于关闭状态。这时为第一层段与第二层段的组合开采，第三层段则停止开采，具体参阅图3。

当在井口再次将完井管柱向上提升距离达到a(20cm)时，提升总距离达到2a(2×20cm)，配产器1、1a、1b的中心管进液孔8、8a、8b也随之向上移动距离a(20cm)。此时，第一层段配产器1的工作筒进液孔7与中心管进液孔8连通。第二层段配产器1a的工作筒进液孔7b、7c未打开，进入关闭状态；第三层配产器1b的工作筒进液孔7e与中心管进液孔8b连通，形成第一层段与第三层段的组合开采，第二层段停止开采，具体参阅图4。

当在井口第三次将完井管柱向上提升距离达到a(20cm)时，提升总距离达到3a(3×20cm)，配产器1、1a、1b的中心管进液孔都随之再次向上移动距离a(20cm)。此时，第一层段配产器1工作筒进液孔7、7a被关闭；第二层段配产器的工作筒进液孔7b与中心管进液孔8a连通；第三层段配产器1b的工作筒进液孔7d与中心管进液孔8b连通，形成第二层段与第三层段的组合开采，第一层段停止开采，具体参阅图5。

当需要重新组合其它层段开采时，只要在井口下放完井管柱到设计距离a或a的整数倍值，即可调整任意组合层段的开采。如设计方式为3个层段中只开采单一层段，则将每个配产器工作筒上的进液孔设计为1个，3个配产器工作筒上进液孔与中心管进液孔的间隔距离分别为a、2a、3a即可。

根据这一原理，同样可以设计4个层段以上的多种组合开采方式。