[实用新型]存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统，，属于石油和天然气开采领域。这里的油气井是指油气田开发中广义的油气井，包括油井、气井、天然气井、注入井、注水井、注蒸汽热采井、蒸汽吞吐井、蒸汽注入井、深井和超深井，水平井，大斜度井，定向井，直井等。

背景技术

油气田开发中需要向井下注入工作剂，以改善井下生产状况。井下注入的工作剂包括以下几类：

（1）堵塞剂，包括胶、水泥、降渗剂；

（2）地层砂固结剂；

（3）贵重工作剂，包括除垢剂、解堵剂；

（4）需要限量的工作剂，如氧化剂；

目前向油气井中注入上述工作剂，油田都是采用从地面通过地面注入设备（比如泵车等）向油气井中直接注入工作剂。以井下注胶为例，该注入方式采用了注入管和设置在注入口两端的封隔器两部分构成注胶管柱，上部连接作业管柱至地面，通过地面设备向井内注入胶体，胶体再通过上千米的作业管柱，经过封隔器和注入管构成的封闭环空，将胶注入到生产管柱外环空和地层的目标位置；封隔器是采用扩张式封隔器，封隔注入口两端。首先注入压力液使扩张封隔器扩张座封，其中使用定压阀控制管内压力，使压力达到甚至超过封隔器的坐封压力；因此，井下注液管系统包括注液管和封隔系统。封隔系统包括封隔器，扩张式封隔器需要配套使用能使封隔器胀封的定压阀和回缩的泄油器。

这种注胶方式在中国实用新型专利“油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构及方法（申请号201410013598.8）”做了比较详细的描述，这种方法就是向充填环的目标层段注入阻流介质，形成阻流环。这种阻流环是流体难以渗透甚至无法渗透的封隔段。该专利也提出了一种方法，该方法就是在注入层段两端设置封隔器，然后通过注入管串和设置在管串上的注入口将阻流介质注入充填环。

如图1所示，图1中：1-1为地面注入设备；1-2为井口；1-3为普通过滤器管柱；1-4为砾石充填层；1-5为实际注入长度；1-6为设计注入长度；1-7为控流筛管；1-8为封隔颗粒；1-9为产油层；1-10为阻流环；1-11为出水层；1-12为裸眼井壁；1-13为作业管柱；1-14为搅拌罐。同时，这种注入方法是通过整个管串向目标层段注入，一般管串长度在上千米甚至几千米，阻流介质通过如此长的管路进入目标层段，也造成阻流介质的极大浪费。另外，从井口注液的方法需要在地面设立大型配液罐进行搅拌制液，既要占用大量资源又操作不便。

上述的注入方式还存在的问题如下：

（1）不能够定量，存在过量注入和欠量注入；过量注入会造成井下环空中工作剂的过量注入，对环空和开采层面造成影响，胶的注入过量则会严重影响采油采气的生产过程，如胶体注入过量，胶就会进入油层，影响油从地层流出，降低开采效率；欠量注入则不能够达到注入的作业目的；

（2）胶体沿注入管长距离输送，会受到作业管柱内杂质的污染，对胶性能产生不利影响；影响工作液的工作效能，比如胶粘性能大幅度下降，对注胶作业的效果产生不利影响；

（3）工作液在输送管长距离输送，工作液被污染进而污染地层导致地层产量下降，对采油和采气的正常作业带来不利影响；

（4）用胶量大，地面配胶设备体积大，该方式注胶必须通过长距离的注胶管注入，造成胶的大量浪费；

（5）该方式在多层同时注入时，又存在无法分层控制注入胶量的问题。因为不同层，需要的胶量差别很大，为了达到较好的效果，一般都采用分层注胶，即注一层，移动一次管柱，作业工作量大，注入作业的效率低，不能够满足高效率作业的要求。

以直井注胶为例，直井有五层，油层厚3米，具有三个隔层，隔层分别为2米厚，井深为3000米，该井为砾石充填井，若胶环高度为2米，真正有效的需求量是20L，但采用地面注胶的方式就需要上千升胶，因为要考虑到上千米管壁上损失的胶量。并且该方式需要地面泵送设备将胶注入井下，注入胶量精度不能够精确控制，容易造成污染；沿途管线内壁脏东西污染，如铁锈等会对胶液造成污损，化学剂性能大幅度下降；采用前置液和后置液段塞式输送胶液，就会出现前置液和后置液分别于胶液互相混合的问题。拖动注胶管柱时一次定位精度低，误差较大，不能够满足井下注入作业的位置精度要求；这种作业方式一次只能够将胶液注入到某一层，注一层需要拖动一层，施工作业时间较长；地面注胶设备体积大，注入作业的操作过程复杂。