一种水平井找堵水一体化方法.pdf

本发明提供了一种水平井找堵水一体化方法，步骤包括：1、井斜角大于45°及水平井段采用接箍倒角油管，全部开关处于打开状态；2、从油管打压，压力通过杆式泵支撑座传到泵下油管，可控皮碗封隔器胶筒在液压作用下释放张开，实现座封；3、井口取样，分析产出液中示踪剂的类型及含量，确定出水段；4、从井口将套管注满水，然后根据指令打压，压力波经单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭。当需要再次封堵时，地面重复上面的操作逐级关闭。找堵水管柱由封隔器、置放不同型号的示踪剂装置、控水开关等组成，每段生产层位采用封隔器卡开，可根据产出液中示踪剂判断出水段，关闭对应段开关，实现找堵一体化的目的。

1.  一种水平井找堵水一体化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：处理井筒：该步骤包括通井、冲砂洗井及刮削套管；
步骤2：连接管柱：在井斜角大于45°及水平井段采用接箍倒角油管，全部开关处于打开状态；
步骤3：下入管柱：从下到上依次通过油管依次连接各生产层位装置，每段生产层位装置从下到上由油基示踪剂装置、控水开关、水基示踪剂装置通过油管连接组成，其中油基示踪剂装置和水基示踪剂装置均为一环形筒，上下两端与油管相连；每段生产层位装置之间采用可控皮碗封隔器经油管连接，管柱的最下端通过油管连接堵头，最上边的生产层位装置通过油管从下至上依次连接可控皮碗封隔器、伸缩节以及单流阀抽油泵，单流阀抽油泵通过油管连接至井口；其中油基示踪剂装置及水基示踪剂装置置放不同型号的示踪剂；生产过程中，与井下流体接触，油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响；
步骤4：座封封隔器：从油管打压，通过杆式泵支撑座，即后投凡尔球泵泵筒、球座，压力传到泵下油管，可控皮碗封隔器胶筒在液压作用下释放张开，实现座封；
步骤5：完井生产：下杆式泵或后投凡尔球泵投球下抽油杆完井；
步骤6：判断出水段：井口取样，从产出液中测试油基示踪剂和水基示踪剂的类型及浓度，确定产出液中水、油的浓度，在此基础上得到产出液体的油水比例，确定出水段；
步骤7：封堵出水段：从井口将套管注满水，然后根据指令打压，其中该打压的压力大于2-5MPa，压力波经单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭；当需要再次封堵时，地面重复以上的操作逐级关闭。

2.  如权利要求1所述的一种水平井找堵水一体化方法，其特征在于，所述可控皮碗封隔器的封隔器胶筒为可控式，胶筒收缩时最大外径小于套管内径不影响管柱的下入，胶筒释放时最大外径大于套管内径在井下实现过盈密封；皮碗封隔器由上接头连接皮碗，皮碗连接下接头构成，下接头里设有一活塞缸筒,实现液压坐封和解封以及多级使用。

3.  如权利要求1所述的一种水平井找堵水一体化方法，其特征在于，所述控水开关由筒状的短节（12）以及设于该短节内的电池、压力计（20）、微处理器、驱动机构（14）、连杆（15）、封堵开关（17）构成，其中电池分别与压力计（20）、微处理器、驱动机构（14）电连接并供电；微处理器分别与压力计（20）、驱动机构（14）连接；驱动机构（14）连接连杆（15），连杆（15）连接封堵开关（17）；该控水开关与设有层位采油通道和上下层位串通采油通道，内部设计安装有单向阀的连接座通过丝口相互连接为一体而构成。

4.  如权利要求1所述的一种水平井找堵水一体化方法，其特征在于，所述示踪剂为固体示踪剂，包括油基示踪剂和水基示踪剂，按照1:1比例混合装在环形筒内，放置在对应生产层段，生产过程中，与井下流体接触，其中油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响。

5.  如权利要求1所述的一种水平井找堵水一体化方法，其特征在于，所述单流阀抽油泵采用杆式泵或后投凡尔球泵，管柱下到设计位置后上提使伸缩节补偿距离处于中间位置，防止可控皮碗封隔器蠕动。

一种水平井找堵水一体化方法
技术领域
本发明涉及油田开发中的井下找堵水方法技术领域，特别涉及一种水平井找堵水一体化方法，应用于水平井找水及封堵高含水段等。
背景技术
随着水平井开发规模不断扩大，在提高油田采收率同时面临随开发时间延长油井见水的问题，见水后油井产能迅速下降，亟需开展找水措施，才能有针对性的实施堵水。传统的水平井机械找水技术采用封隔器密封测试层段，由开关器控制生产，找到出水位置。该方法须待地层流体排出井筒后方能取样，对于改造段数较多的水平井，措施周期过长。目前常用的找堵水方法存在以下不足：
①先分段生产，判断高含水段；
②下入封隔器及管柱进行封堵，作业时间长，工序复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种水平井找堵水一体化方法，实现水平井正常生产，井口取样，根据示踪剂类型及含量判断出水段，出水段开关根据指令进行操作，实现找堵水一体化工艺，为水平井控水稳油措施提供可靠依据。
本发明的技术方案是：一种水平井找堵水一体化方法，包括如下步骤：
步骤1：处理井筒：该步骤包括通井、冲砂洗井及刮削套管；
步骤2：连接管柱：在井斜角大于45°及水平井段采用接箍倒角油管，全部开关处于打开状态；
步骤3：下入管柱：从下到上依次通过油管依次连接各生产层位装置，每段生产层位装置从下到上由油基示踪剂装置、控水开关、水基示踪剂装置通过油管连接组成，其中油基示踪剂装置和水基示踪剂装置均为一环形筒，上下两端与油管相连；每段生产层位装置之间采用可控皮碗封隔器经油管连接，管柱的最下端通过油管连接堵头，最上边的生产层位装置通过油管从下至上依次连接可控皮碗封隔器、伸缩节以及单流阀抽油泵，单流阀抽油泵通过油管连接至井口；其中油基示踪剂装置及水基示踪剂装置置放不同型号的示踪剂；
步骤4：座封封隔器：从油管打压，通过杆式泵支撑座，即后投凡尔球泵泵筒、球座，压力传到泵下油管，可控皮碗封隔器胶筒在液压作用下释放张开，实现座封；
步骤5：完井生产：下杆式泵或后投凡尔球泵投球下抽油杆完井；
步骤6：判断出水段：井口取样，从产出液中测试油基示踪剂和水基示踪剂的类型及浓度，确定产出液中水、油的浓度，在此基础上得到产出液体的油水比例，确定出水段；
步骤7：封堵出水段：从井口将套管注满水，然后根据指令打压，其中该打压的压力大于2-5MPa，压力波经单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭；当需要再次封堵时，地面重复以上的操作逐级关闭。
上述可控皮碗封隔器的封隔器胶筒为可控式，胶筒收缩时最大外径小于套管内径不影响管柱的下入，胶筒释放时最大外径大于套管内径在井下实现过盈密封；皮碗封隔器主要由上接头组件、皮碗组件和下接头组件依次连接构成，下接头组件里设有一活塞缸筒,实现液压坐封和解封以及多级使用。
上述控水开关由筒状的短节以及设于该短节内的电池、压力计、微处理器、驱动机构、连杆、封堵开关构成，其中电池分别与压力计、微处理器、驱动机构电连接并供电；微处理器分别与压力计、驱动机构连接；驱动机构、连杆以及封堵开关依次连接；该控水开关与设有层位采油通道和上下层位串通采油通道，内部设计安装有单向阀的连接座通过丝口相互连接为一体而构成。
上述示踪剂为固体示踪剂，包括油基示踪剂和水基示踪剂，按照1:1比例混合装在环形筒内，放置在对应生产层段，生产过程中，与井下流体接触，其中油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响。
上述单流阀抽油泵采用杆式泵或后投凡尔球泵，管柱下到设计位置后上提使伸缩节补偿距离处于中间位置，防止可控皮碗封隔器蠕动。
本发明的有益效果：本发明提供的这种水平井找堵水一体化方法，在找水过程中全井合排，可根据产出液中示踪剂判断出水段，关闭出水段开关，实现找堵水一体化的目的。本发明采用井下示踪剂方式，判断高含水层段，并及时有效封堵高含水段。井下封隔器，从井口将套管注满水，然后根据指令打压，压力波由单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭。当需要再次封堵时，地面重复上面的操作逐段关闭出水段。本发明利用油管将油基示踪剂装置、控水开关、水基示踪剂装置、可控皮碗封隔器带入目的层，封隔器密封测试层段，一趟管柱完成找堵水功能，测试效率高，工序简单。可应用于中高含水水平井判断出水位置后，智能封堵高含水层段，进而采取控水稳油措施。
附图说明
图1为水平井找堵水一体化方法的管柱总体结构示意图；
图2为水平井找堵水一体化管柱结构图；
图3为水平井液压控制指令波形图；
图4为控水开关结构图。
附图标记说明：１、抽油泵;２、单流阀;３、伸缩节;４、可控皮碗封隔器一;５、水基示踪剂A;６、控水开关一;７、油基示踪剂B;８、可控皮碗封隔器二;９、水基示踪剂X;10、控水开关N;11、油基示踪剂Y；12、短节;13、电路部分;14、驱动机构;15、连杆;16、密封胶圈;17、封堵开关;18、出液孔;19、变扣接头;20、压力计;21、进液孔;22、连通孔;23、连接座。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1：
参见图1及图2，本发明提供了一种水平井找堵水一体化方法，包括如下步骤：
步骤1：处理井筒：该步骤包括通井、冲砂洗井及刮削套管；
步骤2：连接管柱：在井斜角大于45°及水平井段采用接箍倒角油管，全部开关处于打开状态；
步骤3：下入管柱：从下到上依次通过油管依次连接各生产层位装置，每段生产层位装置从下到上由油基示踪剂装置、控水开关、水基示踪剂装置通过油管连接组成，其中油基示踪剂装置和水基示踪剂装置均为一环形筒，上下两端与油管相连；每段生产层位装置之间采用可控皮碗封隔器经油管连接，管柱的最下端通过油管连接堵头，最上边的生产层位装置通过油管依次连接可控皮碗封隔器、伸缩节以及单流阀抽油泵，单流阀抽油泵通过油管连接至井口；其中油基示踪剂装置及水基示踪剂装置置放不同型号的示踪剂；其中胶筒收缩时最大外径小于套管内径不影响管柱的下入，胶筒释放时最大外径大于套管内径在井下实现过盈密封；如图所示，本实施例的管柱从上至下依次由如下部分构成：抽油泵1、单流阀2、伸缩3、可控皮碗封隔器一4、水基示踪剂A5、控水开关一6、油基示踪剂B7、......可控皮碗封隔器二8、水基示踪剂X9、控水开关N10、油基示踪剂11以及堵头。
步骤4：座封封隔器：从油管打压，通过杆式泵支撑座，即后投凡尔球泵泵筒、球座，压力传到泵下油管，可控皮碗封隔器胶筒在液压作用下释放张开，实现座封；附图3为水平井液压控制指令波形图。
步骤5：完井生产：下杆式泵或后投凡尔球泵投球下抽油杆完井；
步骤6：判断出水段：井口取样，分析产出液中示踪剂的类型及含量，确定出水段；即从产出液中测试油基示踪剂和水基示踪剂的类型及浓度，确定产出液中水、油的浓度，在此基础上得到产出液体含水（油水比例），确定出水段；
步骤7：封堵出水段：从井口将套管注满水，然后根据指令打压，其中该打压的压力大于压力门槛2-5MPa，该压力门槛为预测工具下深处压力，压力波经单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭；当需要再次封堵时，地面重复以上的操作逐级关闭。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述可控皮碗封隔器的封隔器胶筒为可控式，胶筒收缩时最大外径小于套管内径不影响管柱的下入，胶筒释放时最大外径大于套管内径在井下实现过盈密封；皮碗封隔器主要由上接头组件、皮碗组件和下接头组件依次连接构成，下接头组件里设有一活塞缸筒,实现液压坐封和解封以及多级使用。
如图4所示，控水开关主要由筒状的短节12，以及设于该短节内的电池、压力计20、微处理器、驱动机构14、连杆15、封堵开关17构成，其中电池分别与压力计20、微处理器、驱动机构14电连接并供电；微处理器分别与压力计20、驱动机构14连接；驱动机构14、连杆15以及封堵开关17依次连接；该控水开关与设有层位采油通道和上下层位串通采油通道，内部设计安装有单向阀的连接座通过丝口相互连接为一体而构成。图中具体标出了位于控水开关上端的短节12、包括电池、微处理器在内的电路部分13、驱动机构14、连杆15、由活塞及活塞缸组成的封堵开关17、密封活塞及活塞缸的密封胶圈16、位于活塞缸侧壁上的出液孔18、连接短节12和连接座23的变扣接头19、层位采油通道的进液孔21、串通采油通道的连通孔22以及位置位于控水开关下端的压力计20、等各组成部分，其中封堵开关17为一活塞；该控水开关结构详见专利：井下智能开关器，其专利号：ZL200720084805。所述驱动机构的具体结构请参见专利：一种井下智能开关器，其专利号：ZL2012203805761，该专利中的封堵开关驱动结构与本实施例中的相同，此处不再详述。
①通过压力波形控制开关的状态，在地面注入一组相应的脉冲式压力波，对应的开关接受压力信号，根据信号自动控制开关；
②每级开关有不同的压力控制编码，能够准确接受压力波信号；
③开关带有单流阀，确保打压时油管内密封。
智能开关器开关指令“打压—卸压—打压”操作；开关器接收并识别指令后，按指令要求产生动作，打开需要生产的层，关闭不需要生产的层。
所述示踪剂为固体示踪剂，包括油基示踪剂和水基示踪剂，示踪剂固化后装在环形筒内，放置在对应生产层段，生产过程中，与井下流体接触，其中油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响。所述单流阀抽油泵采用杆式泵或后投凡尔球泵，管柱下到设计位置后上提使伸缩节补偿距离处于中间位置，防止可控皮碗封隔器蠕动。
所述示踪剂为固体示踪剂，包括油基示踪剂和水基示踪剂，按照1:1比例混合装在环形筒内，放置在对应生产层段，生产过程中，与井下流体接触，其中油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响。
所述单流阀抽油泵采用杆式泵或后投凡尔球泵，管柱下到设计位置后上提使伸缩节补偿距离处于中间位置，防止可控皮碗封隔器蠕动。
下面将结合本发明附图，以长庆油田一口水平井为例对本发明中井下分段取样控制方法进行清楚、完整地描述。
该水平井为一口压裂水平井，压裂改造5段，通过分析注采井网及开采现状将其划分为3段进行井下分段取样找水。
步骤Ⅰ：处理井筒。该井斜深3090m，水平段长度800m，套管内径124.26mm，用Φ118mm×1.5m通井规通井至人工井底，反洗冲砂，冲砂洗井至人工井底，用Φ134mm套管刮削器对全井段套管内壁进行刮削。
步骤Ⅱ：连接管柱。从下到上依次由堵头+油管+油基示踪剂装置+控水开关+水基示踪剂装置+可控皮碗封隔器+油管+…+可控皮碗封隔器+伸缩节+单流阀+抽油泵+油管至井口。井斜角大于45°及水平井段采用接箍倒角油管，全部开关处于打开状态。
示踪剂工作原理：
示踪剂固化后装在环形筒内，放置在对应生产层段，生产过程中，与井下流体接触，油基示踪剂溶于油，水基示踪剂溶于水，不同型号的示踪剂互不影响。
控水开关工作原理：
①通过压力波形控制开关的状态，在地面注入一组相应的脉冲式压力波，对应的开关接受压力信号，根据信号自动控制开关；
②每级开关有不同的压力控制编码，能够准确接受压力波信号；
③开关带有单流阀，确保打压时油管内密封。
步骤Ⅲ：下入管柱。抽油泵采用杆式泵或后投凡尔球泵，管柱下到设计位置后上提使伸缩节补偿距离处于中间位置，防止封隔器蠕动。
本实施例所用控水开关结构（附图4），其由控制部分和电路部分组成。上述控制部分包括驱动机制、连杆、出液孔、变扣接头、进液孔、连通孔、连接座等组成。
上述控水开关开关指令“打压—卸压—打压”操作。开关器接收并识别指令后，按指令要求产生动作，打开需要生产的层，关闭不需要生产的层。
步骤Ⅳ：座封封隔器。从油管打压，压力通过杆式泵支撑座（后投凡尔球泵泵筒、球座）传到泵下油管，可控皮碗封隔器胶筒在液压作用下释放张开，实现座封。
步骤Ⅴ：完井生产。下杆式泵或后投凡尔球泵投球下抽油杆完井。
步骤Ⅵ：判断出水层段。井口取样，分析产出液中示踪剂的类型及含量，确定出水段。
步骤Ⅶ：封堵出水段。从井口将套管注满水，然后根据指令打压，压力波经单流阀传入抽油泵入端油管，出水段开关接到指令后自动关闭。当需要再次封堵时，地面重复上面的操作逐级关闭。
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。