井下分层开采管柱

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1、井下分层开采管柱 分层开采是在非均质多油层油田注水开发中，解决层间、层内、平面层间、层内、平面三大矛盾，已取得较好开发效果的正确方法。井下分层工作的实现，主要靠各种井下工具所组成的不同类型的分层管柱来完成。1 1、油井高产液层抑制低产液层出液，出现油层动用程度低。、油井高产液层抑制低产液层出液，出现油层动用程度低。2 2、由于层间非均质性，部分注水井水窜，使油井形成水淹。、由于层间非均质性，部分注水井水窜，使油井形成水淹。3 3、注水井不同层系启动压力不同，造成吸水剖面严重不均，注水井不同层系启动压力不同，造成吸水剖面严重不均，对应油井生产情况日益恶化。对应油井生产情况日益恶化。根据生产井的开

2、采油层情况，通过根据生产井的开采油层情况，通过井下工艺管柱把各个目的层分开，调节井下工艺管柱把各个目的层分开，调节各生产层不同的生产压差，实现不同的各生产层不同的生产压差，实现不同的产量和注水量。产量和注水量。1、分层配水、分层配水 在不同的地质条件下，进行分层注水的工具主要指各种形式的分层配水器和相配套的封隔器等。分层配水，是指在同一口注水井中，利用封隔器将多油层分隔为若干个层段，在加强中、低渗透率油层注水的同时，通过调整井下配水堵塞器水嘴的节流损失，降低注水压差，对高渗透率油层进行控制注水，以此来调节不同渗透率油层吸水量的差异。配水器主要分三种形式：空心活动式配水器（空心活动式配水器（KH

3、D）（工作筒、堵塞器）（工作筒、堵塞器）固定式配水器（固定式配水器（KGD）偏心活动式配水器（偏心活动式配水器（KPX）（工作筒、堵塞器）（工作筒、堵塞器）（4）KGD油管堵塞器。油管堵塞器。2、分层配产、分层配产 在不同的地质条件下，进行分层定量采油的工具主要指各种形式的分层配产器和相配套的封隔器等。分层配产就是根据油田开发的技术要求，在井内下入封隔器把油层分成几个开采层段。对各个不同层段下配产器，装不同直径的井下油嘴，控制不同的生产压差，以求得不同的产量。1、KQS 110配产器配产器 2、KPX113配产器配产器3、分层配水管柱、分层配水管柱1、固定式2、空心活动式3、偏心活动式套管封隔

4、器节流器单流球阀配注层配注层配注层配注层配注层配注层测试球座测试球座1、固定式2、空心活动式3、偏心活动式配注层配注层配注层空心活动式配水器封隔器筛 管丝 堵单流球阀1、固定式2、空心活动式3、偏心活动式配注层配注层配注层偏心活动式配水器封隔器筛 管丝 堵单流球阀Y341-114-X-JH1-90/15 4、分层采油管柱、分层采油管柱配产层配产层配产层套管配产器封隔器丝堵1、同心配产管柱2、偏心配产管柱5、机械采油管柱、机械采油管柱大庆油田目前所采用的机械采油可分为下列三种形式：抽油泵井采油管柱螺杆泵井采油管柱潜油电泵井采油管柱油管抽油杆抽油泵帽型活门脱卡工作筒筛管丝堵抽油泵井采油管柱螺杆泵井

5、采油管柱潜油电泵井采油管柱抽油杆扶正器油管扶正器螺杆泵转子 螺杆泵定子 油管锚筛管丝堵油 层抽油泵井采油管柱螺杆泵井采油管柱潜油电泵井采油管柱油层油层套管油管电泵电缆测压阀单流阀电泵分离器保护器电机扶正器滑套活门封隔器封隔器筛管支撑卡瓦抽油泵生产层堵水层生产层6、机械卡堵水生产管柱、机械卡堵水生产管柱1、整体式堵水生产管柱、整体式堵水生产管柱结构组成：结构组成：该堵水管柱与生产管柱合为一体，其下部为堵水管柱，上部为泵抽管柱。适用范围：适用范围：该管柱适用于56mm以下无自喷能力的深井堵水，最多只能封堵两个层段。工艺特点：工艺特点：该类管柱随生产管柱一同起下，施工简便，但堵水管柱的寿命取决于生产

6、管柱的生产周期，并且在泵抽时，管柱上下蠕动，影响封隔器的密封性。目前这类管柱用量在逐渐减少。抽油泵筛管丢手接头配产器封隔器工作筒生产层生产层堵水层丝堵2、平衡式堵水生产管柱、平衡式堵水生产管柱应用方法：应用方法：需调整堵水层位，只要下入打捞管柱将堵水管柱捞住后，直接上提封隔器即可解封。当用于定向井堵水时，在堵水封隔器两端加刚性扶正器，以保证封隔器居中，提高了封隔器在定向井中的密封率。堵水层光油管通过，生产层装有爆破阀，完成封隔器坐封后，提高油管压力打开爆破阀，实现油套连通。工艺特点：工艺特点：该管柱无卡瓦支撑，结构简单，起下安全，封隔器密封性能好，平均使用寿命两年以上。解封可靠，能封堵多个高含

7、水层。适用范围：适用范围：该管柱用于机采井堵水，也可应用于定向井堵水。对于83mm以上有杆泵井的堵水，选用有活门平衡丢手堵水管柱，对于70mm以下有杆泵井的堵水选用无活门平衡丢手堵水管柱。生产层堵水层生产层抽油泵Y445114封隔器Y341114封隔器筛管偏心配水器丢手接头3、卡瓦悬挂式堵水生产管柱、卡瓦悬挂式堵水生产管柱 该堵水管柱与生产管柱脱开，堵水管柱由双向卡瓦封隔器悬挂，进行水力坐封，封堵高含水层。管柱结构如图管柱结构如图工艺特点：工艺特点：该堵水管柱与生产管柱脱开，可任意多级使用，封堵多个高含水层。由于封隔器处于自由悬挂状态，坐封时，封隔器居中，密封率高，泵抽生产和检泵作业对堵水管柱

8、无影响。缺点是管柱结构复杂，施工周期长，易砂卡。适用范围：适用范围：该管柱适用于大泵井和电泵井多层堵水。应用方法：应用方法：由于该类堵水管柱为卡瓦悬挂式，施工时可不必冲砂至人工井底，管柱下至预定位置后，通过水力实现坐封、丢手；可封堵多个高含水层段，上提管柱实现解封。对于出砂严重，易造成封隔器胶筒以上部分钢体砂埋，致使封隔器解卡难的井，可选用Y445型可取可钻封隔器。该封隔器具有可取和可钻双重性能。封隔器自身带有卡瓦用于悬挂整体堵水管柱和Y341型封隔器配套使用可封堵任意层，并实现不压井起下作业。需要起出管柱时，下入专用打捞工具，上提管柱即可将封隔器解封，如果少数井出现封隔器不解封的现象，可以下

9、入专用钻铣工具将封隔器的锁紧机构钻铣掉，使之解封。4、可钻式封隔器堵水生产管柱、可钻式封隔器堵水生产管柱生产层堵水层生产层抽油泵Y443114封隔器Y443114封隔器插入管柱插入密封段管柱结构：管柱结构：工艺特点：工艺特点：通过调整插入密封系统，能进行分层堵水，分层改造（酸化、压裂）。由于插入系统的外径小，起下简便，只要套管内径变小到允许起下插入系统，就可对油井进行堵水或改造措施，因此该管柱具有多功能的特点。不足之处是如果更改封隔器位置，只能钻铣，工作量大。适用范围：适用范围：该类管柱适用于封堵层系、堵底水、套变井堵水及修复加固后的套损井堵水。应用方法：应用方法：可钻式封隔器是一种永久式封隔

10、器，可用管柱或电缆投送，并可多级使用。这种封隔器的工作压差、工作温度是任何可取式封隔器不可比拟的（工作压差达100MPa，工作温度达150）。逐级下入可钻式封隔器到生产层段与堵水层段之间的夹层，坐封丢手。封隔器可以单级使用，也可多级使用，可以代替水泥塞用于封堵下部高含水层，中心管畅通，并下端带活门单级使用，坐于油层顶界上部，可关闭油层。用于电泵及有杆泵井不压井检泵作业，在与密封段插入管柱配套使用时，封隔器内孔有光滑密封面与插入管柱上的插入密封段的密封圈配合，封隔器内孔上部有扩大的母扣用以与插入管上的弹簧爪咬紧，防止两者相对产生纵向位移。利用插入管柱的这些特点，可以封堵一个或几个射孔井段，达到堵

11、水目的，同时也可以起油管锚作用，用于提高有杆泵泵效。5、可调层机械堵水生产管柱、可调层机械堵水生产管柱液压可调层堵水生产管柱液压可调层堵水生产管柱1）一次性调两层堵水管柱）一次性调两层堵水管柱生产层生产层认为出水层疑出水层封隔器管壁单流阀液压开关（关）泄压器筛管球座丢手接头（开）液压开关管柱结构管柱结构工艺特点：工艺特点：在选层正确时，可以正常封堵；在选层失误时，可不必作业返工，在地面直接调整封堵层位。堵水管柱具有无卡瓦平衡丢手管柱的优点。井口设备不增加。管柱必须支撑人工井底。最上一级封隔器必须卡在射孔井段以上。适用范围：适用范围：一次性调二层堵水管柱适用于有两个层段条件相差甚微，其中只有一个

12、层段是高含水层，而且地面无法判断高含水层的油井堵水。工作原理：工作原理：根据地质方案将油层分成若干段，用封隔器管柱将各层段分开，在认为是出水层处安装关闭状态的液压开关，在认为可能是出水层处安装开启状态的液压开关，在认为不是高含水层处安装管柱单流阀。下泵完井生产，此时对应关闭状态开关的油层被封堵，其它油层处于生产状态，地面计量观察堵水效果。如果堵水效果好则说明堵层正确。如果堵水效果不好则要进行堵层调整，首先关闭生产阀门和清蜡阀门，然后经油套管环空打压，液压作用在液压开关的滑套上，使滑套下行，改变液压开关的工作状态，达到不用作业一次性调整两个堵水层的目的。液压可调层堵水生产管柱液压可调层堵水生产管

13、柱2）一次性调多层堵水管柱）一次性调多层堵水管柱生产层生产层生产层生产层封隔器2泄压器多功能堵水器多功能堵水器丢手接头1泄压器管柱结构管柱结构工艺特点：工艺特点：堵水器可以多级使用，最小卡距3.0m，可以实现一次调多层的目的，但不能反复调层。堵水器与泄压器配套使用，可以实现不压井作业，达到洗井不压油层的目的。其不足之处在于：调层顺序受到限制，不具备重复调整的功能。适用范围：适用范围：适用于多层见水的油井堵水。应用方法：应用方法：管柱支撑人工井底；堵水器只能动作一次，不能反复动作；释放时要逐级加压，不可一次将压力提到最高。工作原理：工作原理：根据地质方案将油层分成若干段，用封隔器管柱将各层段分开

14、。射孔井段以上卡一级上覆封隔器，对应各层段安装多功能堵水器（堵水器的状态可以根据油井的情况确定是开启还是关闭），释放封隔器完毕后向油管内投入43mm钢球，完井后正常启抽生产。如果堵水效果好，则说明堵层正确，如果效果不好则要进行调层。调层时，首先关闭生产闸门和清蜡闸门，然后经油套环空打压，液压首先作用在第一级多功能堵水器的滑套上，使滑套下行，改变第一级堵水器的工作状态，钢球落到第二级堵水器上，液压使第二级堵水器滑套下行，改变第二级堵水器的状态后，钢球落到第三级堵水器上，以此类推，最后钢球落在2号泄压器上，完成了多功能堵水器工作状态的一次性调整。液压可调层堵水生产管柱液压可调层堵水生产管柱3）液压

15、滑轨可调层堵水管柱）液压滑轨可调层堵水管柱生产层封隔器液压滑轨开关筛管球座丢手接头生产层生产层管柱结构：管柱结构：工艺特点：工艺特点：最多可使用三级，最小卡距3.0m。可实现反复调层，提高了堵水成功率。管柱支撑人工井底；释放时要逐级加压，不可一次将压力提到最高。适用范围：适用范围：适用于各种泵抽管柱，调层方便，适应性强。每次只能封堵一个层，生产两个层，不能满足多层高含水油井堵水的需要。工作原理：工作原理：下井时一次下入三级液压滑轨开关，地面预先设置好三级开关的工作状态顺序分别为开开开关、开开关开、关关开开，只有第三级开关处于关闭状态，其余两级开关均处于打开状态。当第一次调层时，在压力作用下三级

16、开关的工作状态顺序分别为开开关开、关关开开、开开开关，只有第二级开关处于关闭状态；当第二次调层时，三级开关的工作状态顺序分别为关关开开、开开开关、开开关开，只有第一级开关处于关闭状态。如果在打压调层一次，三级开关的工作状态顺序均将回到下井时初始状态，以后在打压调层将进行第二次循环，依次完成三个堵层的反复调整。管柱组成：管柱组成：该堵水管柱主要有带有滑套开关的悬挂式机械堵水管柱及新型移位开关仪移位开关仪两部分组成。两者配合可在不动管柱的条件下，实现70mm以下泵抽管柱堵层与生产层的任意反复调整。生产层生产层生产层Y445（3）114 封隔器滑套开关丢手接头Y341114封隔器机械可调层堵水生产管

17、柱机械可调层堵水生产管柱1）悬挂式细分堵水管柱）悬挂式细分堵水管柱工艺特点：工艺特点：滑套开关可多级使用，在不动管柱的条件下，可反复调层，成本低，实用性强。两级滑套开关之间的最小卡距可达3.0m。该技术可与分层测试工艺配套，对分析油水井连通情况，调整区块开发方案具有指导意义，并能够验证封隔器的密封性，使调层工作更有针对性，从而提高细分机械堵水工艺成功率。堵水管柱处于悬挂状态，密封率高。适用范围：适用范围：Y445型封隔器具有可取可钻“双重”解封及防砂卡功能，扩大与提高了技术应用的范围及可靠性。适用于70mm以下泵抽井的多层细分机械堵水。工作原理：工作原理：根据地质方案将油层分成几个层段，并用Y

18、445-114与Y341-114两种封隔器将各个层段卡开，在相应层段管柱上接有滑套开关。机械堵水管柱下至预定深度释放、丢手后，下入70mm以下泵抽管柱；利用钢丝携带新型移位开关仪经油套环空下至井内，将堵水滑套逐级打开，再由油套环空下入小直径压力计至每级滑套开关处完成分层测压及封隔器的验封工作。根据堵水井的动、静态资料，结合堵后分层测压资料，确定相应的高含水和低含水层段。然后，将高含水层段的滑套开关关闭，油井正常生产，地面计量产液及含水。根据堵后的具体生产情况，对堵层与生产层任意调整，直至达到理想的生产效果。机械可调层堵水生产管柱机械可调层堵水生产管柱2）滑套式找水堵水管柱）滑套式找水堵水管柱生

19、产层生产层生产层Y341114 封隔器液压连通器丢手接头滑套开关Y341114 封隔器滑套式找水堵水管柱主要由带有滑套开关的平衡丢手管柱和电动开关测试仪电动开关测试仪两部分组成。堵水管柱由KHT90滑套开关、Y3411142型封隔器、KZJ114型丢手接头及KQS90型连通器等井下工具组成。电动开关测试仪主要由电动开关器、磁性定位器和压力计组成。利用电动开关测试仪与堵水管柱相配合，能完成找水、堵水及不动管柱条件下的堵层调整。管柱组成：管柱组成：工作原理工作原理（滑套式找水堵水管柱的工作原理滑套式找水堵水管柱的工作原理）：）：根据地质方案将油层分成几个层段，并用封隔器管柱将各个层段卡开，在相应层

20、段管柱上带有滑套开关，下井时各级滑套开关均处于关闭状态，与管柱下部的连通器配套使用，可实现不压井作业。堵水管柱尾部支撑在人工井底，坐封封隔器，管柱丢手实现分隔油层的目的，所用Y3411142型封隔器自身带有平衡机构，与具有泄压功能的KQS90型连接器配套使用，可实现丢手堵水管柱的整体平衡。滑套开关是找水堵水管柱的关键工具，通过滑套开关弹簧爪定位体和电动开关器弹簧爪相配合，完成滑套的打开和关闭动作，进而实现相应层段的生产和封堵。工艺特点：工艺特点：用电动开关器实现滑套的打开和关闭。在不动管柱的情况下，可对任一层或几个层进行反复调整。可在地面计量产液和含水量。可实现不压井作业。适用范围：适用范围：

21、该管柱适用于不出砂油井堵水。可以反复调多个堵水层，适用性比较强。工作原理（电动开关测试仪的工作原理）：工作原理（电动开关测试仪的工作原理）：电动开关测试仪主要包括电动开关器，磁性定位器和压力计。电动开关器是电动开关测试仪的主要部分，其工作原理是，将电机的旋转运动转变为顶杆的轴向往复运动，进而完成电动开关器弹簧爪的释放和收拢动作。处于释放状态的电动开关器和滑套开关弹簧爪定位体相配合，实现滑套的打开和关闭动作，磁性定位器和压力计分别用于监测仪器下井深度和流压的变化。工作原理（堵层调整工作原理）：工作原理（堵层调整工作原理）：根据堵水井的动、静态资料，对全井的几个层段进行对比分析，确定出相对的的高含

22、水层段和低含水层段。然后，经机采井油套环空下电动开关测试仪，打开相对低含水层段的滑套开关，油井正常生产，地面计量相应层段的产液量及含水率。根据堵后的具体生产情况，可对堵层进行调整。其具体方法是通过偏心井口，经环空下入电动开关测试仪。利用磁性定位器检测仪器的下入深度，以准确判断出待打开层段的滑套开关所在的位置。将电动开关测试仪置于该级滑套开关以下3m处，地面接通电动开关器电源，弹簧爪完全释放后上提电缆，加仪器顺利通过滑套开关，则证明滑套已打开，油套连通。地面计量该层段的产液量及含水率，根据计量结果，如果需要对堵层进行调整，只要经过环空将仪器下至待关闭滑套开关以上3m处，地面接通电源，电动开关器弹簧爪完全释放后下放电缆，在仪器自重和加重杆的作用下将滑套关闭。仪器顺利通过滑套开关，则证明滑套已被关闭，完成了相应层段的封堵。再将仪器置于待生产层段的滑套开关以下3m，并完成对该级滑套开关的打开动作。地面计量该层段的产液量及含水率。重复上述操作，可逐层找水或堵水。同样，当油井含水变高时，可以不动管柱进行找水和调整堵水层段。