[发明专利]基于油水密度差和旋流的自适应水平井控水工具

说明书

本发明公开了基于油水密度差和旋流的自适应水平井控水工具，第一入口和第二入口内设有翼板，中间孔连接不同直径圆柱体及球体串联的管道，圆柱截面A孔和圆柱截面B孔连接月牙形流道，管道和月牙形流道均与球体相连，油水混合物从第一入口和第二入口流入，途经翼板分离，油从中间孔流入不同直径圆柱体及球体串联的管道，水从圆柱截面A孔和圆柱截面B孔进入月牙形流道，从而进入节流区的球体，径向油流、切向水流相遇致使球体底部水形成涡流，阻挡水的进入。本发明的有益效果是能够延缓水平井水锥的出现时间、有效地控制水突进井筒内、平衡井筒内压差及井筒内流体流速。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，涉及基于油水密度差和旋流的自适应水平井控水工具。

背景技术

目前常用的油田开发井型主要有：直井、定向井、水平井、大位移井等。不同的井型具有不同的适应范围和使用价值；但技术含量高，高产、高效的油田开发井型还是水平井，特殊环境下需要用大位移井技术。水平井或大位移井采油期间井下的环境是动态变化的，流体的类型、流体的密度和粘度、油藏的压力和温度都在变化，所以在完井设计时，流动条件是最难预测的。水平井常常面临一些挑战，比如：1)由于水平井分段的跟-趾部效应产生不均匀井眼压差，容易发生水突进井筒内(水锥)，2)由于井底油藏分布的无规律性，不可能都是均质油藏，有的地方压力大、流速快，有的地方压力小、流速慢；导致：原油渗流进油管内的压力、速度不均衡，影响原油产量和采收率；3)边、底水的存在以及油田注水开发，使得井下油、水分布不均，油井早期见水，原油含水率高，更进一步影响原油产量和采收率。当含水上升、水锥过早出现时，要延缓水平井在采油期间水锥的出现、提高原油采收率、延长油井生产寿命，则需要油藏较均匀向井筒汇流，更要控制油与水进入油管内的压力、流速及含量，主要是减少水的流入速度和含量。

发明内容

本发明的目的在于提供基于油水密度差和旋流的自适应水平井控水工具，本发明的有益效果是能够延缓水平井水锥的出现时间、有效地控制水突进井筒内、平衡井筒内压差及井筒内流体流速、延长油井生产寿命、提高原油采收率。

本发明所采用的技术方案是包括分流区、节流区，分流区的圆周面上有两个相互独立的第一入口和第二入口，分流区设有三个孔，中间孔、圆柱截面A孔和圆柱截面B孔，第一入口和第二入口内设有翼板，中间孔连接不同直径圆柱体及球体串联的管道，圆柱截面A孔和圆柱截面B孔连接月牙形流道，管道和月牙形流道均与球体相连，油水混合物从第一入口和第二入口流入，途经翼板分离，油从中间孔流入不同直径圆柱体及球体串联的管道，水从圆柱截面A孔和圆柱截面B孔进入月牙形流道，从而进入节流区的球体，径向油流、切向水流相遇致使球体底部水形成涡流，阻挡水的进入。

进一步，当水突进井筒内，油水流入所述控水工具分流区，油因粘度高、密度低，受离心力的影响，进入中间孔，随着油水流动阻力的变化，油通过分流区域的中间孔将进入节流区上部的不同直径圆柱体及球体串联的管道沿着管线低速度径向流进节流区的球体并受较小流动限制的效应，最终从控水工具节流区出口流入下一段关联的油管内；水因为密度高、粘度低，受离心力的影响，进入工具侧面的两孔内，迅速从侧面孔流向节流区下部的月牙形流道，月牙形流道出口与球体联通，流体高速度切向流进节流区的球体并受较大流出限制导致水滞留在节流区的球体内旋流，结果减少了地面水采出量。

附图说明

图1是工具俯视图；

图2是工具侧视图；

图3是工具正视图；

图4是工具剖面图。

图中，1.第一入口，2.第二入口，3.中间孔，4.圆柱截面A孔，5.圆柱截面B孔，6.翼板，7.管道，8.月牙形流道，9.球体，10.出口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。