本發(fā)明屬于海上油田智能分層開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種適用于海上油田防砂完井的智能分層開采系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著渤海油田開發(fā)進(jìn)入高含水階段，一些低含水、低滲透油層不能正常開采，為了解決這些問題，需要對油井實(shí)施找水、分層測試、堵水、分層開采等措施。渤海油田以大斜度井、水平井開發(fā)為主，油井采用分層防砂完井，生產(chǎn)方式主要是采用電潛泵舉升，分層開采的油井一般是采用Y型管柱，生產(chǎn)層段采用滑套控制，找堵水、分層測試、調(diào)層生產(chǎn)時需要通過鋼絲或電纜作業(yè)，施工繁瑣、占井周期長、作業(yè)成本高，并且無法實(shí)現(xiàn)單層流量、含水率、壓力、溫度等參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測及單層流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，限制了油井分層開發(fā)的效果?，F(xiàn)有的油井分層開采技術(shù)均存在一些問題，并且不適用于渤海油田的井況條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于海上油田防砂完井的智能分層開采系統(tǒng)，由找水、分層測試、堵水、分層開采一體化管柱及地面測調(diào)控制系統(tǒng)組成，一次作業(yè)即可實(shí)現(xiàn)油井找水、分層測試、堵水、分層開采等目的，無需鋼絲或電纜作業(yè)，可對單層流量、含水率、壓力、溫度等井下參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與實(shí)時控制，克服了原有工藝施工繁瑣、占井周期長、作業(yè)成本高、作業(yè)效率低、無法實(shí)時監(jiān)測與控制井下參數(shù)等缺陷，從而實(shí)現(xiàn)油田低成本、高效開發(fā)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種適用于海上油田防砂完井的智能分層開采系統(tǒng)，包括套管和設(shè)置于套管內(nèi)的封隔器，相鄰兩個所述封隔器之間設(shè)置有篩管，相鄰兩個所述封隔器之間形成一個生產(chǎn)層，所述套管內(nèi)設(shè)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采油樹、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(chǎn)器、第一過電纜插入密封、第二智能配產(chǎn)器、第二過電纜插入密封、第三智能配產(chǎn)器和圓堵，所述過電纜封隔器設(shè)置有放氣閥和電纜穿越器，所述Y接頭連接有電潛泵機(jī)組，所述電潛泵機(jī)組通過動力電纜與電潛泵控制系統(tǒng)相連，所述第一智能配產(chǎn)器、第二智能配產(chǎn)器和第三智能配產(chǎn)器均通過控制電纜連接與PC機(jī)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(shè)置于封隔器內(nèi)部。

所述第一智能配產(chǎn)器、第二智能配產(chǎn)器和第三智能配產(chǎn)器分別對應(yīng)一個生產(chǎn)層設(shè)置。

所述井下安全閥和放氣閥均連接有液控管線，且采用同一根液控管線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

(1)本發(fā)明針對渤海油田分層防砂完井的井況條件進(jìn)行設(shè)計，采用電潛泵Y型分采管柱，可實(shí)現(xiàn)電潛泵組舉升井的分層開采，技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)；

(2)本發(fā)明采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(fā)明進(jìn)行一次作業(yè)即可實(shí)現(xiàn)找水、分層測試、堵水、分層開采等目的，并且在平臺中控即可對各層段生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和實(shí)時控制，工藝簡單、無需鋼絲或電纜作業(yè)、作業(yè)成本低，后期維護(hù)管理方便，為平臺其他措施提供更多的作業(yè)窗口，從而實(shí)現(xiàn)海上油田低成本、高效開發(fā)；

(4)本發(fā)明能夠?qū)τ筒貏討B(tài)進(jìn)行長期連續(xù)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)油井智能分層開采，為油藏開發(fā)動態(tài)調(diào)整提供充足可靠的大數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中地面控制器的原理圖。

附圖標(biāo)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(jī)組；7、帶孔管；8、過電纜定位密封；9、第一智能配產(chǎn)器；10、第一過電纜插入密封；11、第二智能配產(chǎn)器；12、第二過電纜插入密封；13、第三智能配產(chǎn)器；14、圓堵；15、液控管線；16、動力電纜；17、控制電纜；18、井口采油樹；19、電潛泵控制系統(tǒng)；20、地面控制器；21、PC機(jī)；22、套管；23、油管；24、封隔器；25、篩管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明的一種適用于海上油田防砂完井的智能分層開采系統(tǒng)，包括套管22，所述套管22內(nèi)設(shè)置有多個封隔器24，相鄰兩個所述封隔器24之間設(shè)置有篩管25，相鄰兩個所述封隔器24之間形成一個生產(chǎn)層，圖1中封隔器24設(shè)置了四個，形成三個生產(chǎn)層。

所述套管22內(nèi)設(shè)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(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，整體采用電潛泵Y型智能分采一體化管柱。所述井下一體化管柱包括由上至下通過油管23依次連接的井口采油樹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(chǎn)器9、第一過電纜插入密封10、第二智能配產(chǎn)器11、第二過電纜插入密封12、第三智能配產(chǎn)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(guān)閉，正常生產(chǎn)時處于打開狀態(tài)，關(guān)井或有溢流井噴時可關(guān)閉油管通道，起到生產(chǎn)安全控制的作用。

所述過電纜封隔器4是油套環(huán)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(shè)置有放氣閥2和電纜穿越器3，所述電纜穿越器3實(shí)現(xiàn)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(guān)閉，正常生產(chǎn)時處于打開狀態(tài)，使油套環(huán)空與井口連通，可釋放過電纜封隔器4以下油套環(huán)空內(nèi)的氣體，以確保電潛泵機(jī)組6正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時地面卸壓可使其關(guān)閉，起到控制油套環(huán)空安全的作用，所述放氣閥2和井下安全閥1采用同一根液控管線15控制，兩者同開同關(guān)。

所述Y接頭5是渤海油田實(shí)現(xiàn)電潛泵機(jī)組6舉升分層開采的重要配套工具，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(jī)組6，另一個接頭用來連接下部分層管柱。所述電潛泵機(jī)組6通過動力電纜16與地面電潛泵控制系統(tǒng)19相連，所述動力電纜16是用來為井下電潛泵機(jī)組6供電及數(shù)據(jù)傳輸，穿越井口采油樹18后與電潛泵控制系統(tǒng)19相連，所述電潛泵控制系統(tǒng)19可以為井下電潛泵機(jī)組6供電，并對電潛泵機(jī)組6工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，確保電潛泵機(jī)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(huán)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(shè)置于封隔器24內(nèi)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(shí)現(xiàn)層間分隔，均設(shè)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(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11和第三智能配產(chǎn)器13結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)處理模塊、電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成，集成了流量、含水率、壓力、溫度等參數(shù)的測試功能。所述第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11和第三智能配產(chǎn)器13分別對應(yīng)一個生產(chǎn)層設(shè)置。所述第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11和第三智能配產(chǎn)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(jī)21等部分構(gòu)成地面測調(diào)控制系統(tǒng)。所述控制電纜17用來為井下第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11和第三智能配產(chǎn)器13供電并實(shí)現(xiàn)信號雙向傳輸，穿越井口采油樹18后與地面控制器20相連。所述地面控制器20主要由開關(guān)電源、主控板、通訊板、驅(qū)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(jī)21相連，可通過PC機(jī)21向地面控制器20發(fā)送指令，并由地面控制器20接收井下第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13傳來的信號，完成采集信號和控制信號的調(diào)制解調(diào)及信號的傳輸，實(shí)現(xiàn)與井下第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13之間的通訊，從而實(shí)現(xiàn)單層生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測與實(shí)時控制，達(dá)到找水、分層測試、堵水、分層開采等目的，根據(jù)井下參數(shù)的具體情況，制定出油井的最佳生產(chǎn)制度，圖2為地面控制器20的原理示意圖。

按照設(shè)計方案組配井下一體化管柱，并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(hù)，管柱驗(yàn)封合格后，恢復(fù)井口，開井生產(chǎn)。油井作業(yè)結(jié)束后，通過PC機(jī)21由地面控制器20向井下第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13發(fā)送指令，使每一生產(chǎn)層段對應(yīng)的智能配產(chǎn)器油嘴均處于完全打開狀態(tài)，穩(wěn)定生產(chǎn)幾天，可直接獲取各個層段的流量、含水率、油嘴前后壓力、溫度等生產(chǎn)參數(shù)，通過分析確定出高含水層，實(shí)現(xiàn)找水和分層測試目的，為生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整提供可靠依據(jù)。如果需要得到地層壓力恢復(fù)曲線，可由地面向第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13發(fā)送指令，關(guān)閉對應(yīng)層段的智能配產(chǎn)器油嘴，從而測得相應(yīng)地層壓力恢復(fù)曲線。根據(jù)測得的生產(chǎn)參數(shù)，結(jié)合油藏開發(fā)人員的分析判斷，確定出合理的生產(chǎn)制度，可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)對應(yīng)層段的智能配產(chǎn)器油嘴開度大小，控制單層含水量及產(chǎn)液量，以達(dá)到最佳生產(chǎn)狀態(tài)。此外，也可以在地面PC機(jī)21中對井下第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，使其按照設(shè)置好的狀態(tài)進(jìn)行工作，如果實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)偏離設(shè)置狀態(tài)，第一智能配產(chǎn)器9、第二智能配產(chǎn)器11、第三智能配產(chǎn)器13可自動進(jìn)行調(diào)節(jié)，恢復(fù)至設(shè)置工作狀態(tài)，整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了油井智能化分層開發(fā)。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的功能及工作過程進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體功能和工作過程，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。