[发明专利]一种高效控流筛管的控流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田开采领域用筛管，特别涉及一种高效控流筛管的 控流装置。

背景技术

在石油开采作业中，筛管(又称防砂管)用于油井、气井、注水井、 水平井、直井及定向井的防砂过滤。开采作业时，将筛管下入油井中，筛 管和井壁之间有一环空。如图1所示，筛管包括有一基管1，在基管壁上 均匀分布有通孔作为基管的入口，基管外套装有过滤套2，基管与过滤套 之间的环缝为导流层3，过滤套的两端设有端环4。

大部分油藏的开发是通过水将油往油井驱动，使原油从油藏深部流向 井中，从而采到地面。

实际原油在油藏中的粘度大部分在5-300厘泊，水在油藏中的粘度约 小于1厘泊。由于水的粘度远远小于原油，原油的开采中存在非常严重的 油井出水问题。

如水平井有300米水平段，认为水平段为生产段，原油地下粘度为100 厘泊，水粘度为1厘泊，油水粘度比为100。假设在300米水平段中有30 米出水，该30米就为出水段，由于30米出水段的存在，油井产出液的含 水率就达到90％，如粘度比为300，含水率就达到95％。由此可见由于油 藏的高油水粘度比导致的大量出水严重影响了油田的经济效益。控制油水 粘度差引起的高含水是控水的一个最重要的方面，特别是要控制水接触到 筛管后水的进入量。

同样，由于气和蒸汽的粘度远远小于原油的粘度，气驱油和蒸汽驱油 开采原油也存在气和蒸汽大量产出、进而严重减少产油量，降低采收率的 问题。

目前有一种使用控流筛管来解决以上问题的方法，控流筛管是在筛管 上增加控流装置，该方法是在井中下入控流筛管和封隔器。封隔器将生产 段封隔为独立的几段，即独立的单元，其中一段产出的水不会通过筛管和 井壁的环空窜到其他单元。当出水段出水后，由于水的粘度低，通过地层 渗流的流量会很多倍地大于油的流量，水流量增加时，控流筛管的控流装 置对水的流动阻力会增加，进而在一定程度上限制了水流量的上升幅度， 达到一定程度地降低含水率的目的。

但现有的控流筛管要么对水的控流效果不好，要么大大地降低了油的 产量，要么出现堵塞和控流性能随时间快速下降的问题。对水接触筛管后 的控水效果不甚理想。

还有一种控水方法是在基管入口安装一个或几个相互并联的喷嘴，流 体通过喷嘴进入基管内。这种方法要提高流动阻力，只有通过减少喷嘴的 孔道。但减少喷嘴的孔道会带来喷嘴易磨损的问题，喷嘴磨损后，流量变 化很大。减少喷嘴的孔道带来的另一个问题是喷嘴堵塞的问题。一旦堵塞 后，筛管就不出油，这样的问题是很严重。油井的生产时间要求达到2-20 年，所以筛管喷嘴的耐磨和防堵要求很高。

为了克服上述缺陷，本申请人申请了一种高效控流筛管专利，在筛管 上设置有一个控流装置，所述控流装置的入口与导流层相通，控流装置的 出口与基管入口相通；所述控流装置包括控流流道，所述控流流道由多个 流动单元串联而成，每个流动单元由一个小孔道和一个大孔道相互串联构 成，流动单元的数量在2-500个或500个以上。

使用时，通过筛管端环将过滤套两端与外部隔离，流体只能通过过滤 套才能进入导流层。由于导流层与控流装置的入口相通，控流装置的出口 与基管入口相通，因而在采油生产过程中，流体流过的路线依次是过滤套、 导流层、控流装置入口、控流装置、控流装置出口、基管入口进入基管。 这是唯一的路径，除此之外流体没有其他路径从筛管外流入基管里。

由于所述控流流道为由多个流动单元串联而成，每个流动单元由一个 小孔道和一个大孔道相互串联构成，流动单元的数量在2-500或500以上， 这样使流体在控流装置内部的控流流道内存在多次加速和减速，加速过程 将流体的压能转为动能，减速过程将动能变为热能，消耗了流体的能量， 由于存在速度有小幅度的增加时动能会有大幅度的增加的特性，这样使得 其控流效果非常好。而且，由于动能和流体的粘度无关，所以粘度远远高 于水的原油通过本发明控流流道时，原油的流动阻力不高于或仅略高于水 通过流道时的流动阻力，所以，该控流装置对油的产量的减少的幅度很小， 这样可以在一定程度上起到控制流量较大变化的作用，达到控流的目的。