水平井智能控水完井管柱.pdf

本实用新型水平井智能控水完井管柱涉及一种水平井完井管柱。其目的是为了提供一种能够随着井下各段含水率多少进行自动实时调节，限制高含水的油水混合液进入油管的完井管柱。本实用新型智能控水管柱包括套管管柱、悬挂封隔器、若干管外封隔器和若干智能控水复合筛管，若干管外封隔器和若干智能控水复合筛管间隔固定，并固定连接在套管管柱上，且管外封隔器与水平井内地层部分接触密封，智能控水复合筛管包括基管、自调节流动控制阀和筛管，基管的周向管壁上开设有若干阀安装孔，每个阀安装孔内安装有自调节流动控制阀，筛管固定安装在基管外部，筛管与基管之间形成的滤液流道与自调节流动控制阀的进液口相连通。

权利要求书
1.  一种水平井智能控水完井管柱，其特征在于：包括套管管柱(1)、悬挂封隔器(2)、 若干管外封隔器(3)和若干智能控水复合筛管(11)，所述套管管柱(1)通过悬挂封隔器(2) 悬挂固定在技术套管(4)的下端，所述若干管外封隔器(3)和若干智能控水复合筛管(11) 间隔固定，并固定连接在套管管柱(1)上，且管外封隔器(3)与水平井内地层部分接触密 封，每个智能控水复合筛管(11)位于相邻的两个管外封隔器(3)之间，智能控水复合筛管 (11)包括基管(111)、自调节流动控制阀(112)和筛管(113)，所述基管(111)的两端 分别与管外封隔器(3)相连接，基管(111)的周向管壁上开设有若干阀安装孔，每个阀安 装孔内安装有自调节流动控制阀(112)，所述筛管(113)固定安装在基管(111)外部，筛 管(113)与基管(111)之间形成滤液流道(114)，所述滤液流道(114)与自调节流动控制 阀(112)的进液口相连通。

2.  根据权利要求1所述的水平井智能控水完井管柱，其特征在于：所述套管管柱(1) 上安装有砾石充填工具(13)和充填开关滑套(14)，所述套管管柱(1)与水平井内地层之 间充填有砾石(5)。

3.  根据权利要求2所述的水平井智能控水完井管柱，其特征在于：所述砾石充填工具(13) 位于套管管柱(1)底部。

4.  根据权利要求1或2所述的水平井智能控水完井管柱，其特征在于：所述管外封隔器 (3)为机械式封隔器、液压式封隔器或遇油/水膨胀式封隔器。

5.  根据权利要求1所述的水平井智能控水完井管柱，其特征在于：所述自调节流动控制 阀(112)位于基管(111)的一侧，筛管(113)的两端与基管(111)之间通过固定环(115) 固定连接。

6.  根据权利要求1所述的水平井智能控水完井管柱，其特征在于：所述套管管柱(1) 底部设置有引鞋(15)。

说明书水平井智能控水完井管柱
技术领域
本实用新型涉及一种水平井完井管柱，特别是涉及一种采用智能控水装置实现水平井智 能控水的完井管柱。
背景技术
随着石油勘探开发技术的发展，采用水平井技术开发油气田，已经成为提高油田采收率、 单井产量、开采剩余油、降低吨油成本的一项有效技术手段。水平井增大了井筒与油藏的接 触面积，能更好地开发薄油层或垂向渗透率较大的油藏，在开采油气资源中的作用日趋重要。 而目前国内水平井多数已进入中高含水期，水平井生产见水后产量迅速下降。有些油田的大 部分水平井开采不久甚至刚投产就见水，使水平井的采油效益受到严重影响。水平井由于井 眼轨迹的特殊性，一旦出水很难控制。因此，各油田都迫切需要一种有效控制水平井出水， 增加原油产量，延长水平井寿命的控水技术。
目前，应用在油田的水平井控水技术主要有三种：一、分段变密度筛管控水技术：该技 术根据油藏渗透率的变化，改变水平段每段筛管的孔密，利用不同的孔密来调节节流，调整 井底压力剖面，对于均质油藏，减小跟端孔密，增大压差损失；增大趾端孔密，减小压差损 失，以达到均衡生产压差，降低底水锥进速度的目的。二、中心管控水技术：该技术的原理 是在筛管、衬管或射孔完井的基础上，在水平段下挂一个小直径油管，伸入水平井段一定长 度，并用封隔器封闭小油管和套管之间的环形空间，改变水平井跟端的液体流向，使压力剖 面和井筒流入剖面变得平缓。三、ICD控水技术：ICD(Inflow Control Device)是一种均衡 流动控制装置，平衡水平段沿程压力损失，获得油藏沿水平井井筒的近似均匀流入剖面。ICD 装置应用大多与筛管结合，油层流体经筛管进入基管与筛管之间的环形间隙，流入ICD装置， 再进入基管内被采出地面，达到均衡流量控制目的。
但是，目前所采用的这些控水技术都存在两个主要缺点：一、无法根据井下各段油层含 水率多少进行自动和实时调节，分段变密度筛管控水技术需根据油藏渗透率的变化，预先设 计水平段中每段的筛管孔密；中心管控水技术必须事先根据油藏地质特点设计中心管直径和 伸入水平段的长度；ICD控水技术也是根据油藏地质特性预先设计ICD控水阀的数量。二、 现有的水平井控水技术只能定量限制井下混合流体的流入，在先期收集油藏地质数据，进行 数据分析后设计产品和工具参数，期望下井后能达到产液剖面均衡，从而减少水的锥进。但 实际应用中，井下状态是在不停变化的，采用现有的这些控水设备一旦管柱入井，参数无法 调整或更改，根本达不到理想的控水效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够随着井下各段含水率多少进行自动实时调 节，限制高含水的油水混合液进入油管的水平井智能控水完井管柱。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，包括套管管柱、悬挂封隔器、若干管外封隔器和 若干智能控水复合筛管，所述套管管柱通过悬挂封隔器悬挂固定在技术套管的下端，所述若 干管外封隔器和若干智能控水复合筛管间隔固定，并固定连接在套管管柱上，且管外封隔器 与水平井内地层部分接触密封，每个智能控水复合筛管位于相邻的两个管外封隔器之间，智 能控水复合筛管包括基管、自调节流动控制阀和筛管，所述基管的两端分别与管外封隔器相 连接，基管的周向管壁上开设有若干阀安装孔，每个阀安装孔内安装有自调节流动控制阀， 所述筛管固定安装在基管外部，筛管与基管之间形成滤液流道，所述滤液流道与自调节流动 控制阀的进液口相连通。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，其中所述套管管柱上安装有砾石充填工具和充填 开关滑套，所述套管管柱与水平井内地层之间充填有砾石。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，其中所述砾石充填工具位于套管管柱底部。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，其中所述管外封隔器为机械式封隔器、液压式封 隔器或遇油/水膨胀式封隔器。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，其中所述自调节流动控制阀位于基管的一侧，筛 管的两端与基管之间通过固定环固定连接。
本实用新型水平井智能控水完井管柱，其中所述套管管柱底部设置有引鞋。
本实用新型水平井智能控水完井管柱与现有技术不同之处在于本实用新型水平井智能控 水完井管柱采用若干管外封隔器和智能控水复合筛管交替连接在套管管柱上，若干管外封隔 器将套管管柱与水平段地层之间的储层分隔成若干控水段，智能控水复合筛管与管外封隔器 分隔而成的储层相对，智能控水复合筛管中设置有自调节流动控制阀，这种流动控制阀可以 根据流入油水混合液的粘度调整开度，当油水混合液的含水率高粘度小时，自调节流动控制 阀的开度变小，进入的油水混合液流量变小，当油水混合液的含水率低粘度大时，自调节流 动控制阀的开度变大，进入的油水混合液流量变大，利用自调节流动控制阀的特性，可以实 现对分隔后的若干段储层进行分段控制，使含水率低的储层的油水混合液“优先”进入油管， 限制含水率高的储层的油水混合液进入油管的流量。并且，自调节流动控制阀可以随已分段 封隔各段储层的含水率变化对油水混合液的流量连续实时调节，达到水平井分段封隔、智能 化控水的技术效果。
下面结合附图对本实用新型的水平井智能控水完井管柱作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型水平井智能控水完井管柱第一种实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型水平井智能控水完井管柱第二种实施方式的结构示意图；
图3为本实用新型水平井智能控水完井管柱中智能控水复合筛管的主视剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型水平井智能控水完井管柱包括套管管柱1、悬挂封隔器2、若干 管外封隔器3和若干智能控水复合筛管11。套管管柱1通过悬挂封隔器2悬挂固定在技术套 管4的下端，若干管外封隔器3和若干智能控水复合筛管11通过螺纹连接间隔固定，并整体 固定连接在套管管柱1上，且管外封隔器3与水平井内地层部分接触密封，管外封隔器3为 机械式封隔器、液压式封隔器或遇油/水膨胀式封隔器，管外封隔器3的数量根据水平井的长 度等因素决定，相邻的两个管外封隔器3将水平井储层分隔成若干段。每个智能控水复合筛 管11位于相邻的两个管外封隔器3之间，与两个管外封隔器3之间的储层相对。套管管柱1 底部设置有引鞋15。
如图3所示，智能控水复合筛管11包括基管111、自调节流动控制阀112和筛管113， 基管111的两端分别与管外封隔器3螺纹连接。基管111的周向上开设有若干阀安装孔，每 个阀安装孔内安装有自调节流动控制阀112，筛管113的两端与基管111之间通过固定环115 固定连接，自调节流动控制阀112位于基管111的一侧，筛管113与基管111之间形成滤液 流道114，滤液流道114与自调节流动控制阀112的进液口相连通。其中，自调节流动控制阀 112采用的是PCT国际专利申请WO2008/004875A1公开的一种流动控制阀，该控制阀的控 水原理：依据伯努利方程流体动态压力与局部压力损失之和恒定的理论，通过流经装置的不 同流体粘度的变化控制装置内碟片的开度。当相对粘度较高的油水混合液流经阀体时，碟片 开度较大；当相对粘度较低的水或气流经阀体时，碟片因粘度变化引起的压降自动调小开度， 从而到达控水、增油的目的。
本实用新型水平井智能控水完井管柱在下入水平井中之后，悬挂封隔器2和管外封隔器 3坐封在井内，丢手，起出送入工具，完井。管外封隔器3将水平井段的储层分隔成若干段， 每段储层与一个智能控水复合筛管11相对应，油水混合液通过智能控水复合筛管11外部的 筛管113进入滤液流道114，然后通过自调节流动控制阀112进入基管111内被采出地面，自 调节流动控制阀112根据流经的油水混合液粘度调节控制阀的开度，当油水混合液的粘度较 大时(含水率低)，控制阀的开度变大，进入基管111的油水混合液流量提高，当油水混合液 的粘度较小时(含水率高)，控制阀的开度变小，进入基管111的油水混合液流量降低。每个 智能控水复合筛管11根据相对储层的油水混合液含水率自动调节流量，从而达到分段封隔、 智能化控水的目的。
如图2所示，本实用新型水平井智能控水完井管柱第二种实施方式与上一个实施方式的 区别在于：套管管柱1上安装有砾石充填工具13和充填开关滑套14，砾石充填工具13位于 套管管柱1底部。该控水完井管柱在下井后，悬挂封隔器2坐封在井内；打开充填开关滑套 14；丢手，起出送入工具；下入充填管串，与底部的砾石充填工具13结合，通过砾石充填工 具13向套管管柱1与水平井地层之间的环形空间内填充砾石5；充填完成后，关闭充填开关 滑套14；管外封隔器3(遇油/水膨胀式封隔器)坐封；起出充填管串，完井。这种方式的目 的是在智能控水复合筛管11与水平井地层之间充填砾石5，利用砾石5阻止地层中的砂粒堵 塞筛管113，提高开采效率。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的 范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型 的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。