一種適用於海上油田防砂完井的智能分層開採系統的製作方法

2023-12-09 15:58:06

本發明屬於海上油田智能分層開發技術領域，更具體的說，是涉及一種適用於海上油田防砂完井的智能分層開採系統。

背景技術：

隨著渤海油田開發進入高含水階段，一些低含水、低滲透油層不能正常開採，為了解決這些問題，需要對油井實施找水、分層測試、堵水、分層開採等措施。渤海油田以大斜度井、水平井開發為主，油井採用分層防砂完井，生產方式主要是採用電潛泵舉升，分層開採的油井一般是採用Y型管柱，生產層段採用滑套控制，找堵水、分層測試、調層生產時需要通過鋼絲或電纜作業，施工繁瑣、佔井周期長、作業成本高，並且無法實現單層流量、含水率、壓力、溫度等參數的實時監測及單層流量的連續調節，限制了油井分層開發的效果。現有的油井分層開採技術均存在一些問題，並且不適用於渤海油田的井況條件。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種適用於海上油田防砂完井的智能分層開採系統，由找水、分層測試、堵水、分層開採一體化管柱及地面測調控制系統組成，一次作業即可實現油井找水、分層測試、堵水、分層開採等目的，無需鋼絲或電纜作業，可對單層流量、含水率、壓力、溫度等井下參數進行實時監測與實時控制，克服了原有工藝施工繁瑣、佔井周期長、作業成本高、作業效率低、無法實時監測與控制井下參數等缺陷，從而實現油田低成本、高效開發。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種適用於海上油田防砂完井的智能分層開採系統，包括套管和設置於套管內的封隔器，相鄰兩個所述封隔器之間設置有篩管，相鄰兩個所述封隔器之間形成一個生產層，所述套管內設置有井下一體化管柱，所述井下一體化管柱包括由上至下通過油管依次連接的井口採油樹、井下安全閥、過電纜封隔器、Y接頭、帶孔管、過電纜定位密封、第一智能配產器、第一過電纜插入密封、第二智能配產器、第二過電纜插入密封、第三智能配產器和圓堵，所述過電纜封隔器設置有放氣閥和電纜穿越器，所述Y接頭連接有電潛泵機組，所述電潛泵機組通過動力電纜與電潛泵控制系統相連，所述第一智能配產器、第二智能配產器和第三智能配產器均通過控制電纜連接與PC機相連的地面控制器。

所述過電纜定位密封、第一過電纜插入密封和第二過電纜插入密封均設置於封隔器內部。

所述第一智能配產器、第二智能配產器和第三智能配產器分別對應一個生產層設置。

所述井下安全閥和放氣閥均連接有液控管線，且採用同一根液控管線。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

(1)本發明針對渤海油田分層防砂完井的井況條件進行設計，採用電潛泵Y型分採管柱，可實現電潛泵組舉升井的分層開採，技術適應性強；

(2)本發明採用控制電纜對井下工具供電和信號雙向傳輸，傳輸過程安全可靠性高；

(3)本發明進行一次作業即可實現找水、分層測試、堵水、分層開採等目的，並且在平臺中控即可對各層段生產狀態進行實時監測和實時控制，工藝簡單、無需鋼絲或電纜作業、作業成本低，後期維護管理方便，為平臺其他措施提供更多的作業窗口，從而實現海上油田低成本、高效開發；

(4)本發明能夠對油藏動態進行長期連續監測，實現油井智能分層開採，為油藏開發動態調整提供充足可靠的大數據支持。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明中地面控制器的原理圖。

附圖標記:1、井下安全閥；2、放氣閥；3、電纜穿越器；4、過電纜封隔器；5、Y接頭；6、電潛泵機組；7、帶孔管；8、過電纜定位密封；9、第一智能配產器；10、第一過電纜插入密封；11、第二智能配產器；12、第二過電纜插入密封；13、第三智能配產器；14、圓堵；15、液控管線；16、動力電纜；17、控制電纜；18、井口採油樹；19、電潛泵控制系統；20、地面控制器；21、PC機；22、套管；23、油管；24、封隔器；25、篩管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。

本發明的一種適用於海上油田防砂完井的智能分層開採系統，包括套管22，所述套管22內設置有多個封隔器24，相鄰兩個所述封隔器24之間設置有篩管25，相鄰兩個所述封隔器24之間形成一個生產層，圖1中封隔器24設置了四個，形成三個生產層。

所述套管22內設置有井下一體化管柱，所述井下一體化管柱針對渤海油田分層防砂完井的特點進行設計，整體採用電潛泵Y型智能分採一體化管柱。所述井下一體化管柱包括由上至下通過油管23依次連接的井口採油樹18、井下安全閥1、過電纜封隔器4、Y接頭5、帶孔管7、過電纜定位密封8、第一智能配產器9、第一過電纜插入密封10、第二智能配產器11、第二過電纜插入密封12、第三智能配產器13和圓堵14。所述井下安全閥1是油管通道安全控制工具，與井下液控管線15相連接，通過地面液壓控制其打開與關閉，正常生產時處於打開狀態，關井或有溢流井噴時可關閉油管通道，起到生產安全控制的作用。

所述過電纜封隔器4是油套環空安全控制工具，液壓坐封、上提解封，所述過電纜封隔器4設置有放氣閥2和電纜穿越器3，所述電纜穿越器3實現井下動力電纜16和控制電纜17的穿越，所述放氣閥2同樣與井下液控管線15相連，通過地面液壓控制其打開和關閉，正常生產時處於打開狀態，使油套環空與井口連通，可釋放過電纜封隔器4以下油套環空內的氣體，以確保電潛泵機組6正常運轉，當出現緊急情況時地面卸壓可使其關閉，起到控制油套環空安全的作用，所述放氣閥2和井下安全閥1採用同一根液控管線15控制，兩者同開同關。

所述Y接頭5是渤海油田實現電潛泵機組6舉升分層開採的重要配套工具，所述Y接頭5上部與油管23相連，下部有兩個接頭，一個接頭用來連接電潛泵機組6，另一個接頭用來連接下部分層管柱。所述電潛泵機組6通過動力電纜16與地面電潛泵控制系統19相連，所述動力電纜16是用來為井下電潛泵機組6供電及數據傳輸，穿越井口採油樹18後與電潛泵控制系統19相連，所述電潛泵控制系統19可以為井下電潛泵機組6供電，並對電潛泵機組6工作狀態進行監測，確保電潛泵機組6正常工作。

所述帶孔管7在過電纜定位密封8上部，連通油管與油套環空，為井下流體提供流動通道。所述過電纜定位密封8、第一過電纜插入密封10和第二過電纜插入密封12均設置於封隔器24內部，所述過電纜定位密封8、第一過電纜插入密封10和第二過電纜插入密封12實現層間分隔，均設計有電纜穿越通道，以便井下控制電纜17通過。

所述第一智能配產器9、第二智能配產器11和第三智能配產器13結構相同，均是井下一體化管柱的核心部分，主要由多相流流量計、壓力計、含水率計、測量控制模塊、數據處理模塊、電機執行機構等部分組成，集成了流量、含水率、壓力、溫度等參數的測試功能。所述第一智能配產器9、第二智能配產器11和第三智能配產器13分別對應一個生產層設置。所述第一智能配產器9、第二智能配產器11和第三智能配產器13均通過控制電纜17連接地面控制器20，所述地面控制器20和PC機21等部分構成地面測調控制系統。所述控制電纜17用來為井下第一智能配產器9、第二智能配產器11和第三智能配產器13供電並實現信號雙向傳輸，穿越井口採油樹18後與地面控制器20相連。所述地面控制器20主要由開關電源、主控板、通訊板、驅動板、顯示板及附件等部分組成，其一端與井下控制電纜17相連，另一端與PC機21相連，可通過PC機21向地面控制器20發送指令，並由地面控制器20接收井下第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13傳來的信號，完成採集信號和控制信號的調製解調及信號的傳輸，實現與井下第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13之間的通訊，從而實現單層生產參數的實時監測與實時控制，達到找水、分層測試、堵水、分層開採等目的，根據井下參數的具體情況，制定出油井的最佳生產制度，圖2為地面控制器20的原理示意圖。

按照設計方案組配井下一體化管柱，並下入井下一體化管柱到位，井口打壓完成過電纜封隔器4座封，施工中按照要求做好電纜穿越與保護，管柱驗封合格後，恢復井口，開井生產。油井作業結束後，通過PC機21由地面控制器20向井下第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13發送指令，使每一生產層段對應的智能配產器油嘴均處於完全打開狀態，穩定生產幾天，可直接獲取各個層段的流量、含水率、油嘴前後壓力、溫度等生產參數，通過分析確定出高含水層，實現找水和分層測試目的，為生產參數調整提供可靠依據。如果需要得到地層壓力恢復曲線，可由地面向第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13發送指令，關閉對應層段的智能配產器油嘴，從而測得相應地層壓力恢復曲線。根據測得的生產參數，結合油藏開發人員的分析判斷，確定出合理的生產制度，可根據需要任意調節對應層段的智能配產器油嘴開度大小，控制單層含水量及產液量，以達到最佳生產狀態。此外，也可以在地面PC機21中對井下第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13的工作狀態進行設置，使其按照設置好的狀態進行工作，如果實際生產狀態偏離設置狀態，第一智能配產器9、第二智能配產器11、第三智能配產器13可自動進行調節，恢復至設置工作狀態，整套系統實現了油井智能化分層開發。

儘管上面結合附圖對本發明的功能及工作過程進行了描述，但本發明並不局限於上述的具體功能和工作過程，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。