超临界co2井下分层注气管柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油开采中使用的井下注气技术领域，特别是涉及超临界0)2井下分层注气管柱。
【背景技术】
[0002]石油开采过程中，为了使油从油层中流出，需要给地层补充能量，这一般采用向地层中注水或注气的办法。
[0003]二氧化碳(CO2)驱已经成为国内外油田开发一种重要接替技术，它不但能提高油田采收率，还有利于CO2减排，保护环境，因此得到了各油田的重视和应用。目前井下注CO2都是采用的多油层合注工艺。由于油藏的非均质性，地质学家提出了分层注气的要求。对于多薄油层的分注来说，各层的配注量可能很小。0)2在井下处于超临界状态，其粘度接近气体的粘度。小流量和低粘度给井下分层测试和调整配注量带来了困难。
[0004]超临界C02井下分层注气并没有现成的技术，可以借鉴的测试与控制技术是中国专利局2012年09月19日授权公告了一种“同心一体化测调注水工艺及装置”，其专利申请日是2009年09月04日，专利申请号是200910018261.5，该专利公开了这样一种分层注水技术:在井下安装分层注水管柱，对应每个油层安装一个可调整注水孔大小的同心配水器，然后从油管内下入一种一体化测试仪，通过测试仪测试并调整各个油层的配注量。如果把这个技术应用于井下超临界0)2分层注气，它存在以下问题:一是CO2对井下油套管的腐蚀严重，需要在封隔器以上的油套环空替满防腐油套管保护液，而目前的注水管柱在注水过程中需要不时地洗井，所使用的封隔器都是能够洗井的类型，如K344型，它不能把防腐保护液长期地封隔在封隔器以上的套管中；二是CO2注入和停注过程中，温度的变化很大，油管的长度也相应地变化很大，对井下封隔器的破坏就会很严重；三是一体化测试仪的测试方式是水从流量计的侧环空中流过，这种测试方式对大流量的注水来说是满足要求的，但对小流量的CO2来说，就难以测准。四是为了洗井，原技术管柱底部安装有单向阀，如果用于注气，在井口因意外失控时，CO2气体就会从此单向阀喷出井口，存在安全隐患。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，发明了超临界0)2井下分层注气管柱及操作方法，解决了注气过程中因温度变化大引起的管柱的长度变化大对封隔器的损坏问题、防腐保护液的注入与保持问题、小流量0)2的测试准确性问题和注气安全问题。
[0006]本发明采用了如下的技术方案:
[0007]超临界CO2井下分层注气管柱，油管安装在套管内，顶部封隔器、层间封隔器、可调配气器和盲堵用油管相连，顶部封隔器安装在油层以上部位，层间封隔器安装在两个油层之间，对应每个油层安装一个可调配气器，盲堵连接在管柱尾部，测调仪与电缆相连，电缆下在油管内，测调仪位于可调配气器内且可在各可调配气器间移动，在顶部封隔器以上还连接有滑套，可调配气器的配气孔设有单向阀，气体流动方向是由内向外；配气孔以上部位设有内光管段，测调仪包括挤压密封段，挤压密封段上的胶筒与内光管段相密封。
[0008]优选实施例一，顶部封隔器是Y445型封隔器。
[0009]优选实施例二，单向阀机构包括套在配气孔外的阀套和压住阀套的弹簧。
[0010]优选实施例三，单向阀机构是在配气孔中设置向上的锥孔并在其中设置球。
[0011 ] 优选实施例四，所述的挤压密封段，其壳体中部有变径台肩，胶筒和挤压套顺次套在壳体外且位于变径台肩下；壳体内设下孔，电机固定在下孔的顶部，电机的输出轴设外螺纹，螺母安装在输出轴上，内衬套套在电机外且其外壁与下孔内壁相密封，在壳体下孔的侧壁设侧孔，侧孔位于内衬套的上下两个密封圈之间，连接块安装在侧孔内且与内衬套和挤压套相连接固定，螺母与内衬套相连接固定；螺母设过电缆孔，驱动电缆从过电缆孔中穿过。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:一方面，由于在分层注气管柱上采用了 Y445型顶部封隔器，在顶部封隔器以上安装了滑套，这解决了环空防腐保护液的替入和保持问题，也解决了管柱的长度变化对封隔器的损坏问题，问题是这样解决的，通过开关滑套可以替入防腐保护液，Y445型顶部封隔器封隔了油套环空，使防腐保护液保持在顶部封隔器以上，同时，完井过程中坐封封隔器后下压油管，富余的油管长度可以抵消因注气温度下降造成的油管缩短，因而不会因油管长度变化损坏封隔器。另一方面，由于在测调仪上设置了挤压密封段，迫使被测0)2全部通过进气孔进入测调仪的内流道，解决小流量测试难的问题，并可以提高测试精度。
【附图说明】
[0013]前面简单地描述了本发明，接下来参考描述本发明的以下具体实施例的图纸进一步、详细地叙述本发明。这些图纸只描述了该发明的一些典型的实施例，因此不能认为是限制本发明的范围。在这些图纸中:
[0014]图1是本发明的超临界CO2井下分层注气管柱的结构示意图。
[0015]图2是本发明的可调配气器与测调仪工作状态结构示意图。
[0016]图3是图2中K部的放大图。
【具体实施方式】
[0017]参见图1和图2，超临界CO2井下分层注气管柱，油管2安装在套管I内，顶部封隔器4、层间封隔器6、可调配气器5和盲堵10用油管相连，顶部封隔器4安装在油层以上部位，层间封隔器6安装在两个油层之间，对应每个油层安装一个可调配气器5，盲堵10连接在管柱尾部，测调仪8与电缆7相连，电缆7下在油管内，测调仪8位于可调配气器5内且可在各可调配气器间移动，在顶部封隔器4以上还连接有滑套3。可调配气器5的配气孔11设有单向阀机构，气体流动方向是由内向外；配气孔11以上部位设有内光管段12。测调仪8包括挤压密封段22，挤压密封段22上的胶筒9与内光管段12相密封。
[0018]电缆7是用绞车下入，电缆地面一端与地面控制仪相连，地面控制仪完成井下数据的采集和对井下可调配气器5的调整，这是常规技术，在专利“同心一体化测调注水工艺及装置(专利申请号是200910018261.5)”中有说明。
[0019]在油田上，为了解决井下油管柱因温度和压力的变化所引起的伸缩而损坏封隔器的问题，一般的解决办法是在封隔器的上部加一个补偿器，所谓的补偿器其实就是一个内外筒套在一起的伸缩短节。如果在注气管柱中采用补偿器就存在一个问题，注气井的温度变化大，可能在注和停之间的温度变化超过20°C，对油管的影响大，油井深时，如超过3000m井深，油管的长度变化可能超过0.7m，这样大的伸缩和反复的变化对补偿器的密封是严重的考验，如果出现密封件损坏，在封隔器以上就会出现CO2泄漏，这对注气安全是一个严重的威胁。为了解决这个问题，顶部封隔器4采用Y445型或Y441型封隔器。Y445型或Y441型封隔器是双锥体结构，封隔器可以双向受力，封隔器坐封后，从井口下压油管增加井内油管的长度来补偿注气过程中油管长度的变化。Y445型或Y441型封隔器既承受了上部油管的下压载荷，也承受下部的注气压力。由于注气井的腐蚀性，井下封隔器可能会出现结构功能损坏而难以解封的问题，使用Y445型封隔器就更为合适，这种封隔器可以先丢手起出上部油管柱再解封封隔器。
[0020]由于CO2对金属的严重腐蚀性，为了保护井下油套管，在注气井的油套环空中都要注入环空防腐保护液，这一措施需要在完井时完成，现有的同心一体化测调注水工艺所使用的可洗井封隔器是不能实现这一要求的，可洗井封隔器不能把防腐保护液长期地封隔在封隔器以上。如果仅仅把现有的同心一体化测调注水工艺所使用的可洗井封隔器换为Y445型封隔器也不能实现防腐保护液的替入，这是因为，可调配气器5的配气孔11较小，用它洗井和替入环空保护液可能会损坏它。为了简化完井工艺，可调配气器5在下井时是处于关闭状态的，这样，下井的管柱就没有进液孔，造成空油管下井的