專利名稱：注水井井下連續(xù)計量分層注水方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注水開發(fā)油田中的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水方法及裝置。
背景技術(shù)：
注水開發(fā)油田實行分層注水的技術(shù)有地面一級兩層分注、井下偏心配水分注、液力投撈。
地面一級兩層分注是一種油、套管分別注水的技術(shù)，該分注技術(shù)存在兩個較大的缺陷一是分注層數(shù)少，只能分注兩層，無法滿足三層或三層以上分注需要，二是油套管分注，無法實現(xiàn)油套環(huán)空保護，套管在長期注水過程中受到嚴重腐蝕，縮短了注水井使用壽命；井下分注技術(shù)采用的主要原理是用某時刻測取的瞬時流量來代表某一階段平均流量，由此判斷認為注水量是該平均流量的累加，如各油田普遍采用的井下偏心配水分注技術(shù)和液力投撈技術(shù)，它存在兩方面的技術(shù)問題無法解決一是偏心水嘴投撈測試困難，掉卡事故頻繁；二是很難測試取得合格的分層配水資料，即使測取的資料合格，因只是瞬時流量合格，也不能代表注入各段地層的總水量符合要求。長期的實踐證明偏心配水分注測取的瞬時流量很不穩(wěn)定，當時合格，過幾小時又不合格了，用瞬時流量折算較長一段時間的累計注入量是不準確的。
地面一級兩層分注技術(shù)雖能分別準確計量兩層注入水量，但其只能注兩層和套管注水受到嚴重腐蝕；井下偏心配水分注技術(shù)雖然能注三層或三層以上和套管不注水，但其各單層注入水量不準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種油管注水、套管不注水，能分三層或三層以上注水，且保證各單層注水量準確、直觀的注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的注水井井下連續(xù)計量分層注水方法①確定注水井分注層，用封隔器隔出分層注水的各井段，每兩個分注目的層間夾層厚度大于2m；②將電子流量計放入井下分注層段，通過井口和井下流量計誤差系數(shù)進行校正；校正系數(shù)＝地面流量計計量總水量/I級儀表水量③.用以下公式計量各分注單層累計水量；I層水量＝(I級儀表水量-II級儀表水量)×校正系數(shù)II層水量＝(II級儀表水量-III級儀表水量)×校正系數(shù)III層水量＝III級儀表水量×校正系數(shù)將一起投入井筒進行注水時，需先投最地層，其次是第二層，最后是第一層。
井下流量計適應(yīng)注水井注入量20m3/d-300m3/d；適用溫度為10℃-80℃；適用工作壓力范圍≤60MP。
本發(fā)明裝置包括套管1、油管2、配水器工作筒3、封隔器5、撈頭6、井下流量計7、配水器8、配水器工作筒水流通道10，套管1內(nèi)有油管2，套管1與油管2之間有封隔器5，油管2內(nèi)有配水器8，配水器8外套有配水器工作筒3，配水器8上裝有井下流量計7，井下流量計7上有撈頭6。
配水器工作筒3上有配水器工作筒水流通道10。
配水器8上有水嘴9。
配水器8上的水嘴9可以是一個以上。
配水器8與配水器工作筒3之間裝有梯形配水器81。
井下連續(xù)計量分注工藝技術(shù)與油田現(xiàn)在普遍使用的井下偏心配水分注工藝技術(shù)和空心配水分注工藝技術(shù)相比有如下優(yōu)點(即該工藝技術(shù)特點，也就是工藝的先進性)。
1、由測試計量瞬時流量改為累計流量計量，同時也可取全周期內(nèi)任意時刻的瞬時流量，屬于技術(shù)創(chuàng)新點。消除了瞬時流量偏差造成分層實際注入量相差較大的影響，提高了分層注入水量的準確程度。
2、分層測試合格用車組天數(shù)由原來的7天以上，降到2-3天即可配注測試合格，提高工效一倍以上。
3、分層配注合格率由原來的50-70％，提高到80％以上，油田公司規(guī)定分層配注合格率為70％。完全可以滿足油田分層配注的需要。
井下連續(xù)計量分注工藝技術(shù)與地面一級兩層分注工藝相比有如下優(yōu)點1、地面分注只能實現(xiàn)兩層分注；井下連續(xù)計量分注工藝技術(shù)可實現(xiàn)二層、三層、四層分注，可更好地滿足油田分層注水需要。
2、地面一級兩層分注，對套管腐蝕嚴重，縮短了水井使用壽命；井下連續(xù)計量分注工藝技術(shù)因是油管中心筒分注，因此不存在此種缺陷。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明單層結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為工作筒3的機構(gòu)示意4為工作筒3的俯視圖。
具體實施井下連續(xù)計量分注技術(shù)應(yīng)用方法步驟1、選擇采用井下連續(xù)分注技術(shù)的注水井根據(jù)注水井井下封隔器要求，兩個分注目的層間夾層厚度不小于2m，才能實現(xiàn)封隔器的有效座封，設(shè)計分注層位時既要根據(jù)地質(zhì)配注的需要，又要滿足座封隔層大于2m的要求。
2、確定選用井下封隔器及其組合根據(jù)需要分層注水的層數(shù)，設(shè)計出各分注層的不同大小尺寸的配水器和流量計，配水器、流量計、工作筒相互配合。繪制出井身結(jié)構(gòu)示意圖，標出各井下工具的準確位置。
3、根據(jù)井身結(jié)構(gòu)示意圖，編寫修井地質(zhì)措施，并按圖施工。
4、校驗封隔器密封性在修井作業(yè)完成后，要驗證井下封隔器的嚴密性，如果座封不嚴，必須返工，重新下入封隔器。
5、井下流量計校驗在地面校驗井下流量計，要求計量誤差≤2％，如計量誤差＞2％，需要對井下流量計進行重新標定，選擇使用合格的流量計。
6、選擇水嘴根據(jù)每層需要注入的水量、水流管損、地層壓力、嘴損曲線和分注工藝的每層水量計算公式，初步選擇大小適宜的水嘴，并將其安裝在配水器上。
7、投放流量計將井下流量計、配水器及水嘴安裝好以后，從注水井油管中自由落體式投放流量計。首先投下底層，其次是上一層，依次投放，直到最上層。在投放的同時，記錄好每層投放的準確時間，及地面水表的準確讀數(shù)。
8、水量調(diào)節(jié)第一次投放好各層流量計1-3天后，用鋼絲繩車撈出井下流量計。首先撈最上層，其次是第二層，依次撈至最底層(與投放流量計順序相反)。
將撈出流量計與計算機連結(jié)，用數(shù)據(jù)回放程序回放出流量計記錄的注入水量，與配注水量比較，若注入量過大，則調(diào)小水嘴，若注水量過小，則調(diào)大水嘴。
調(diào)整水嘴后，流量計工作1-3天后，可重復(fù)上術(shù)操作，直至注水量誤差達到要求，一般水嘴調(diào)整2-3次(初次分注調(diào)整次數(shù)較多，多次測試后調(diào)整次數(shù)就減少)，即可達到注水量誤差要求。當注水量誤差滿足要求后，將流量計重新投入井下，可使其連續(xù)計量至50天后撈出，采集數(shù)據(jù)，對流量計下充電后再次投入井下使用。
井下流量計適應(yīng)注水井注入量20m3/d-300m3/d；適用溫度為10℃-80℃(國內(nèi)油田注水井井下水溫一般40℃左右)；適用工作壓力范圍≤60MP(國內(nèi)油田注水井壓力一般≤45MP)。
設(shè)計出不同內(nèi)徑的工作筒與油管相連接，設(shè)計出不同尺寸的配注器，配套井下流量計與工作筒配合，組成井下連續(xù)計量分注工藝管柱。工作筒內(nèi)徑與配注器外徑緊密配合，工藝管柱最下層的工作筒內(nèi)徑與配注器外徑尺寸最小，第二層較最下層稍大，最上層最大，但是，最上層配注器必須保證能通過油管，其它兩層必須保證能通過封隔器，井下流量計尺寸必須小于或等于配注器尺寸，配水器上接流量計，流量計上接撈頭，采用鋼絲中心投撈。每支配水器8可安裝兩只水嘴9，通過調(diào)換不同尺寸大小的水嘴調(diào)整個單層流量分配比例，流量計采點計數(shù)并儲存，定期撈出流量計并通過計算機回放程序回放數(shù)據(jù)。注入水經(jīng)井口計量進入油管→流進I級配水芯子→水嘴→進入地層↓流進II級配水芯子→水嘴→進入地層↓流進III級配水芯子→水嘴→進入地層則三層分注井各單層水量分別為I層水量＝I級儀表水量-II級儀表水量II層水量＝II級儀表水量-III級儀表水量III層水量＝III級儀表水量如果考慮計量存在的系統(tǒng)性誤差，我們還可以通過井口和井下流量計誤差系數(shù)進行校正。
校正系數(shù)＝地面流量計計量總水量/一級儀表水量I層水量＝(I級儀表水量-II級儀表水量)×校正系數(shù)II層水量＝(II級儀表水量-III級儀表水量)×校正系數(shù)III層水量＝III級儀表水量×校正系數(shù)在實際測試過程中，因井下流量計與地面水表誤差較小，其精度已經(jīng)達到配注誤差要求，分層水量數(shù)據(jù)取實際值，不需校正。
目前，我廠在14口注水井中應(yīng)用了該井下連續(xù)計量分注工藝，分注合格率達80.0％以上?，F(xiàn)舉兩井作為說明該工藝的實施例。
1、1503井根據(jù)油田開發(fā)動態(tài)分析，1503#井需要對兩個層段實行不同注入水量注水，為此我們設(shè)計出了2套配注器尺寸，繪制出該井井身結(jié)構(gòu)示意圖，(該井深1435.4m，封隔器位置1351.73m，封隔器型號KCY-211，井下流量計位置分別在1361.68m和1342.36m)，編寫出修井措施、實施修井作業(yè)、進行封隔器驗封，進行井下流量計地面校驗，投放流量計，調(diào)整水嘴大小(該井上層注水量設(shè)計為30m3/d，下層注水量設(shè)計為40m3/d，最初選用水嘴，上層為φ10mm，下層為φ8mm，通過3次調(diào)整水嘴，最終調(diào)整為上層φ8mm，下層φ6mm，即達到注水量要求)。通過一年多分注，總計投撈測試18次36層，合格29層，分注合格率80.5％。平均測試用1.7天。
2、1444井根據(jù)油田開發(fā)動態(tài)分析，1444#需要對三個層段實行不同注入水量注水，為此我們設(shè)計出了三套配注器尺寸，繪制出該井井身結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖(該井深2260.0m，封隔器位置分別在2126.4m、2182.76m，封隔器型號分別為Y111-114、Y211-114，井下流量計位置分別為在2059.93m，2164.19m、2212.71m，)編寫出修井措施、實施修井作業(yè)，進行封隔器驗封，進行井下流量計地面校驗，投放流量計、調(diào)整水嘴大小(該井上、中、下層設(shè)計時注入水量分別為30m3/d、30m3/d、20m3/d，最初選用水嘴尺寸分別為φ10mm、φ8mm、φ6mm，初次經(jīng)過2次調(diào)整，最后選用水嘴大小為φ8mm、φ6mm、φ4mm，即到達注入水量設(shè)計要求)。通過一年多分注，總計投撈測試7次21層，合格18層，分注合格率85.7％。平均測試用1.6天。
權(quán)利要求
1.一種注水井井下連續(xù)計量分層注水方法，其特征在于①確定注水井分注層，用封隔器隔出分層注水的各井段，每兩個分注目的層間夾層厚度大于2m；②將電子流量計放入井下分注層段，通過井口和井下流量計誤差系數(shù)進行校正；校正系數(shù)＝地面流量計計量總水量/I級儀表水量③.用以下公式計量各分注單層累計水量；I層水量＝(I級儀表水量-II級儀表水量)×校正系數(shù)II層水量＝(II級儀表水量-III級儀表水量)×校正系數(shù)III層水量＝III級儀表水量×校正系數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水方法，其特征在于將一起投入井筒進行注水時，需先投最地層，其次是第二層，最后是第一層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水方法，其特征在于井下流量計適應(yīng)注水井注入量20m3/d-300m3/d；適用溫度為10℃-80℃；適用工作壓力范圍≤60MP。
4.一種注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置，包括套管(1)、油管(2)、配水器工作筒(3)、封隔器(5)、撈頭(6)、井下流量計(7)、配水器(8)、水嘴(9)、配水器工作筒水流通道(10)，套管(1)內(nèi)有油管(2)，套管(1)與油管(2)之間有封隔器(5)，其特征在于油管(2)內(nèi)有配水器(8)，配水器(8)外套有配水器工作筒(3)，配水器(8)上裝有井下流量計(7)，井下流量計(7)上有撈頭(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置，其特征在于配水器工作筒(3)上有配水器工作筒水流通道(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置，其特征在于配水器(8)上有水嘴(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置，其特征在于配水器(8)上的水嘴(9)可以是一個以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水裝置，其特征在于配水器(8)與配水器工作筒(3)之間裝有梯形配水器(81)。
全文摘要
本發(fā)明涉及注水開發(fā)油田中的一種注水井井下連續(xù)計量分層注水方法及裝置，確定注水井分注層，將電子流量計放入井下分注層段，通過井口和井下流量計誤差系數(shù)進行校正；用公式計量各分注單層累計水量；裝置包括井下流量計7、配水器8、水嘴9，油管2內(nèi)有配水器8，配水器8外套有配水器工作筒3，配水器8上裝有井下流量計7，井下流量計7上有撈頭6，可取全周期內(nèi)任意時刻的瞬時流量，消除了瞬時流量偏差造成分層實際注入量相差較大的影響，提高了分層注入水量的準確程度，能分三層或三層以上注水，且保證各單層注水量準確、直觀。
文檔編號E21B43/20GK1427135SQ01144560
公開日2003年7月2日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者蘇紹文, 劉勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司