超臨界co2井下分層注氣管柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開(kāi)采中使用的井下注氣技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及超臨界0)2井下分層注氣管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]石油開(kāi)采過(guò)程中，為了使油從油層中流出，需要給地層補(bǔ)充能量，這一般采用向地層中注水或注氣的辦法。
[0003]二氧化碳(CO2)驅(qū)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外油田開(kāi)發(fā)一種重要接替技術(shù)，它不但能提高油田采收率，還有利于CO2減排，保護(hù)環(huán)境，因此得到了各油田的重視和應(yīng)用。目前井下注CO2都是采用的多油層合注工藝。由于油藏的非均質(zhì)性，地質(zhì)學(xué)家提出了分層注氣的要求。對(duì)于多薄油層的分注來(lái)說(shuō)，各層的配注量可能很小。0)2在井下處于超臨界狀態(tài)，其粘度接近氣體的粘度。小流量和低粘度給井下分層測(cè)試和調(diào)整配注量帶來(lái)了困難。
[0004]超臨界C02井下分層注氣并沒(méi)有現(xiàn)成的技術(shù)，可以借鑒的測(cè)試與控制技術(shù)是中國(guó)專利局2012年09月19日授權(quán)公告了一種“同心一體化測(cè)調(diào)注水工藝及裝置”，其專利申請(qǐng)日是2009年09月04日，專利申請(qǐng)?zhí)柺?00910018261.5，該專利公開(kāi)了這樣一種分層注水技術(shù):在井下安裝分層注水管柱，對(duì)應(yīng)每個(gè)油層安裝一個(gè)可調(diào)整注水孔大小的同心配水器，然后從油管內(nèi)下入一種一體化測(cè)試儀，通過(guò)測(cè)試儀測(cè)試并調(diào)整各個(gè)油層的配注量。如果把這個(gè)技術(shù)應(yīng)用于井下超臨界0)2分層注氣，它存在以下問(wèn)題:一是CO2對(duì)井下油套管的腐蝕嚴(yán)重，需要在封隔器以上的油套環(huán)空替滿防腐油套管保護(hù)液，而目前的注水管柱在注水過(guò)程中需要不時(shí)地洗井，所使用的封隔器都是能夠洗井的類型，如K344型，它不能把防腐保護(hù)液長(zhǎng)期地封隔在封隔器以上的套管中；二是CO2注入和停注過(guò)程中，溫度的變化很大，油管的長(zhǎng)度也相應(yīng)地變化很大，對(duì)井下封隔器的破壞就會(huì)很?chē)?yán)重；三是一體化測(cè)試儀的測(cè)試方式是水從流量計(jì)的側(cè)環(huán)空中流過(guò)，這種測(cè)試方式對(duì)大流量的注水來(lái)說(shuō)是滿足要求的，但對(duì)小流量的CO2來(lái)說(shuō)，就難以測(cè)準(zhǔn)。四是為了洗井，原技術(shù)管柱底部安裝有單向閥，如果用于注氣，在井口因意外失控時(shí)，CO2氣體就會(huì)從此單向閥噴出井口，存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明了超臨界0)2井下分層注氣管柱及操作方法，解決了注氣過(guò)程中因溫度變化大引起的管柱的長(zhǎng)度變化大對(duì)封隔器的損壞問(wèn)題、防腐保護(hù)液的注入與保持問(wèn)題、小流量0)2的測(cè)試準(zhǔn)確性問(wèn)題和注氣安全問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0007]超臨界CO2井下分層注氣管柱，油管安裝在套管內(nèi)，頂部封隔器、層間封隔器、可調(diào)配氣器和盲堵用油管相連，頂部封隔器安裝在油層以上部位，層間封隔器安裝在兩個(gè)油層之間，對(duì)應(yīng)每個(gè)油層安裝一個(gè)可調(diào)配氣器，盲堵連接在管柱尾部，測(cè)調(diào)儀與電纜相連，電纜下在油管內(nèi)，測(cè)調(diào)儀位于可調(diào)配氣器內(nèi)且可在各可調(diào)配氣器間移動(dòng)，在頂部封隔器以上還連接有滑套，可調(diào)配氣器的配氣孔設(shè)有單向閥，氣體流動(dòng)方向是由內(nèi)向外；配氣孔以上部位設(shè)有內(nèi)光管段，測(cè)調(diào)儀包括擠壓密封段，擠壓密封段上的膠筒與內(nèi)光管段相密封。
[0008]優(yōu)選實(shí)施例一，頂部封隔器是Y445型封隔器。
[0009]優(yōu)選實(shí)施例二，單向閥機(jī)構(gòu)包括套在配氣孔外的閥套和壓住閥套的彈簧。
[0010]優(yōu)選實(shí)施例三，單向閥機(jī)構(gòu)是在配氣孔中設(shè)置向上的錐孔并在其中設(shè)置球。
[0011 ] 優(yōu)選實(shí)施例四，所述的擠壓密封段，其殼體中部有變徑臺(tái)肩，膠筒和擠壓套順次套在殼體外且位于變徑臺(tái)肩下；殼體內(nèi)設(shè)下孔，電機(jī)固定在下孔的頂部，電機(jī)的輸出軸設(shè)外螺紋，螺母安裝在輸出軸上，內(nèi)襯套套在電機(jī)外且其外壁與下孔內(nèi)壁相密封，在殼體下孔的側(cè)壁設(shè)側(cè)孔，側(cè)孔位于內(nèi)襯套的上下兩個(gè)密封圈之間，連接塊安裝在側(cè)孔內(nèi)且與內(nèi)襯套和擠壓套相連接固定，螺母與內(nèi)襯套相連接固定；螺母設(shè)過(guò)電纜孔，驅(qū)動(dòng)電纜從過(guò)電纜孔中穿過(guò)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:一方面，由于在分層注氣管柱上采用了 Y445型頂部封隔器，在頂部封隔器以上安裝了滑套，這解決了環(huán)空防腐保護(hù)液的替入和保持問(wèn)題，也解決了管柱的長(zhǎng)度變化對(duì)封隔器的損壞問(wèn)題，問(wèn)題是這樣解決的，通過(guò)開(kāi)關(guān)滑套可以替入防腐保護(hù)液，Y445型頂部封隔器封隔了油套環(huán)空，使防腐保護(hù)液保持在頂部封隔器以上，同時(shí)，完井過(guò)程中坐封封隔器后下壓油管，富余的油管長(zhǎng)度可以抵消因注氣溫度下降造成的油管縮短，因而不會(huì)因油管長(zhǎng)度變化損壞封隔器。另一方面，由于在測(cè)調(diào)儀上設(shè)置了擠壓密封段，迫使被測(cè)0)2全部通過(guò)進(jìn)氣孔進(jìn)入測(cè)調(diào)儀的內(nèi)流道，解決小流量測(cè)試難的問(wèn)題，并可以提高測(cè)試精度。
【附圖說(shuō)明】
[0013]前面簡(jiǎn)單地描述了本發(fā)明，接下來(lái)參考描述本發(fā)明的以下具體實(shí)施例的圖紙進(jìn)一步、詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明。這些圖紙只描述了該發(fā)明的一些典型的實(shí)施例，因此不能認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。在這些圖紙中:
[0014]圖1是本發(fā)明的超臨界CO2井下分層注氣管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的可調(diào)配氣器與測(cè)調(diào)儀工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖2中K部的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見(jiàn)圖1和圖2，超臨界CO2井下分層注氣管柱，油管2安裝在套管I內(nèi)，頂部封隔器4、層間封隔器6、可調(diào)配氣器5和盲堵10用油管相連，頂部封隔器4安裝在油層以上部位，層間封隔器6安裝在兩個(gè)油層之間，對(duì)應(yīng)每個(gè)油層安裝一個(gè)可調(diào)配氣器5，盲堵10連接在管柱尾部，測(cè)調(diào)儀8與電纜7相連，電纜7下在油管內(nèi)，測(cè)調(diào)儀8位于可調(diào)配氣器5內(nèi)且可在各可調(diào)配氣器間移動(dòng)，在頂部封隔器4以上還連接有滑套3?？烧{(diào)配氣器5的配氣孔11設(shè)有單向閥機(jī)構(gòu)，氣體流動(dòng)方向是由內(nèi)向外；配氣孔11以上部位設(shè)有內(nèi)光管段12。測(cè)調(diào)儀8包括擠壓密封段22，擠壓密封段22上的膠筒9與內(nèi)光管段12相密封。
[0018]電纜7是用絞車(chē)下入，電纜地面一端與地面控制儀相連，地面控制儀完成井下數(shù)據(jù)的采集和對(duì)井下可調(diào)配氣器5的調(diào)整，這是常規(guī)技術(shù)，在專利“同心一體化測(cè)調(diào)注水工藝及裝置(專利申請(qǐng)?zhí)柺?00910018261.5)”中有說(shuō)明。
[0019]在油田上，為了解決井下油管柱因溫度和壓力的變化所引起的伸縮而損壞封隔器的問(wèn)題，一般的解決辦法是在封隔器的上部加一個(gè)補(bǔ)償器，所謂的補(bǔ)償器其實(shí)就是一個(gè)內(nèi)外筒套在一起的伸縮短節(jié)。如果在注氣管柱中采用補(bǔ)償器就存在一個(gè)問(wèn)題，注氣井的溫度變化大，可能在注和停之間的溫度變化超過(guò)20°C，對(duì)油管的影響大，油井深時(shí)，如超過(guò)3000m井深，油管的長(zhǎng)度變化可能超過(guò)0.7m，這樣大的伸縮和反復(fù)的變化對(duì)補(bǔ)償器的密封是嚴(yán)重的考驗(yàn)，如果出現(xiàn)密封件損壞，在封隔器以上就會(huì)出現(xiàn)CO2泄漏，這對(duì)注氣安全是一個(gè)嚴(yán)重的威脅。為了解決這個(gè)問(wèn)題，頂部封隔器4采用Y445型或Y441型封隔器。Y445型或Y441型封隔器是雙錐體結(jié)構(gòu)，封隔器可以雙向受力，封隔器坐封后，從井口下壓油管增加井內(nèi)油管的長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)償注氣過(guò)程中油管長(zhǎng)度的變化。Y445型或Y441型封隔器既承受了上部油管的下壓載荷，也承受下部的注氣壓力。由于注氣井的腐蝕性，井下封隔器可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能損壞而難以解封的問(wèn)題，使用Y445型封隔器就更為合適，這種封隔器可以先丟手起出上部油管柱再解封封隔器。
[0020]由于CO2對(duì)金屬的嚴(yán)重腐蝕性，為了保護(hù)井下油套管，在注氣井的油套環(huán)空中都要注入環(huán)空防腐保護(hù)液，這一措施需要在完井時(shí)完成，現(xiàn)有的同心一體化測(cè)調(diào)注水工藝所使用的可洗井封隔器是不能實(shí)現(xiàn)這一要求的，可洗井封隔器不能把防腐保護(hù)液長(zhǎng)期地封隔在封隔器以上。如果僅僅把現(xiàn)有的同心一體化測(cè)調(diào)注水工藝所使用的可洗井封隔器換為Y445型封隔器也不能實(shí)現(xiàn)防腐保護(hù)液的替入，這是因?yàn)椋烧{(diào)配氣器5的配氣孔11較小，用它洗井和替入環(huán)空保護(hù)液可能會(huì)損壞它。為了簡(jiǎn)化完井工藝，可調(diào)配氣器5在下井時(shí)是處于關(guān)閉狀態(tài)的，這樣，下井的管柱就沒(méi)有進(jìn)液孔，造成空油管下井的