专利名称：分层注聚管柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物驱采油技术领域，特别地，涉及一种使用同心双管的分层注聚管柱。
背景技术：
目前，聚合物驱采油技术已经成为油田稳产的重要手段。对于非均质地层油田，层间的渗透率往往差异很大。因此，油田生产实践中采取分层注聚工艺和装备，以便针对性地对不同油层进行注聚。
在当下的同心单管分层注聚工艺中，通过同心单管分层管柱进行分层注聚。该同心单管分层管柱的井下部分包括封隔器和环形降压槽配注器。其中，配注器包括配注套和配注芯。该配注芯可由钢丝进行投捞，通过调整配注芯的长度来调整配注的量。配注芯中心留有用于测分层注入量和分层压力的测试通道。由于配注套和配注芯之间的环形间隙的面积大致相当于直径15mm左右的水嘴，因此可以使聚合物溶液在相对的流速下产生压降，一定程度上减缓聚合物溶液的剪切降解。然而，尽管上述做法能够实现一定的分层注聚效果，仍然存在不少问题其一，采用配注器进行分流，配注套和配注芯之间的环形间隙很小，很容易造成堵塞。尤其是采用清水配污水注的注聚工艺时，由于污水水质较差、聚合物溶解不充分等原因，导致环形间隙很容易被堵塞，现场一般只能正常注聚一个多月，堵塞就相当严重，甚至无法进行注聚。
其二，由于聚合物溶液腐蚀性较强，配注器在腐蚀后很难实现正常的投捞。
其三，采用同心单管分层管柱进行分层注聚，其分层测试的问题一直没有解决。虽然能采用水井流量计进行分层测试，但误差太大，所测得的数据根本没法用。这一方面是因为聚合物溶液与污水的粘度不一样，用在污水中标定的流量计来测量聚合物溶液，势必带来很大的误差；另一方面，则是因为采用母液与污水混注工艺，容易造成来液中聚合物含量不均匀，而流量测试时间相对较短，因此不同时刻测得的流量误差液很大。
其四，目前常用的单管配注器的粘度保留率数据，只是一个室内实验的数据，现场没法检验。虽然能实现井下取样，但只能取到配注器前端的数据，经过配注器后的粘度数据目前没有办法取到。
发明内容
本发明的主要目的即在于解决上述问题，并为此确定了地面分流、计量和取样的技术思路，即井筒用同心双管的大通径管柱分层输送聚合物溶液，解决单管堵塞和腐蚀后不易投捞的问题，在地面用流量计直接分层计量、分层取样，测定流量和粘度，解决了单管注入时流量和粘度无法计量的问题。
为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案一种分层注聚管柱，包括输送注聚物的注聚油管，其中，所述注聚管包括外注聚油管以及内置于该外注聚油管中的内注聚油管，以分别在内注聚油管中以及内注聚油管和外注聚油管之间形成通向不同油层的内部流道和外部流道，所述内部流道和外部流道的上端各自通过注聚控制装置与泵站相联通。与现有技术相比，由于采用双流道在地面进行分流，消除了使用井下配注器带来的堵塞和不易投捞等问题。
作为本发明的进一步改进，所述内部流道通过密插补偿器与油层相联通，所述密插补偿器包括管状的补偿密封插管、插头限位器以及设有通孔的滑动密封插头，所述滑动密封插头插入所述补偿密封插管中并与该补偿密封插管可滑动地密封连接，所述插头限位器以可限制滑动密封插头下行位置的方式与所述补偿密封插管相连接。
作为本发明的进一步改进，所述外部流道通过大孔道筛管与油层相联通。
作为本发明的进一步改进，所述注聚控制装置为低剪切阀。
作为本发明的进一步改进，所述内部流道通过上部小四通与泵站相联通，所述低剪切阀即设置于所述上部小四通上。
作为本发明的进一步改进，所述上部小四通上设置有测试阀门。
作为本发明的进一步改进，所述外部流道通过下部小四通与泵站相联通，所述低剪切阀即设置于所述下部小四通上。
作为本发明的进一步改进，所述下部小四通上设置有测试阀门。
作为本发明的进一步改进，所述内注聚油管通过内管悬挂器悬挂。
作为本发明的进一步改进，所述分层注聚管柱还包括连接短节，所述连接短节上端与上部小四通固定连接，下端与下部小四通固定连接，所述内管悬挂器内置于所述连接短节中。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明主要可取得如下有益技术效果采用双流道在地面进行分流，消除了单管注聚使用井下配注器带来的堵塞和不易投捞等问题；采用双流道分层，井下粘度损失小，粘度保留率较高；地面分流采用低剪切阀，分层流量可根据注采动态情况自由调节，减小分层误差，并且可最大限度地减小使用普通的截流阀等其它阀门所带来的聚合物剪切降解严重、聚合物溶液通过阀门后粘度保留率大幅降低的问题；在地面设置测试阀门，可分层连续计量，直接读取测定数据，所测数据真实可靠。
为了便于更为清楚地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步地说明。
图1为本发明分层注聚管柱注聚流程示意图；图2为本发明分层注聚管柱下入油井中时的纵向剖视图。
具体实施例方式
如图1和图2所示，本发明所述的分层注聚管柱包括输送聚合物溶液的注聚油管，其中，所述注聚油管进一步包括外注聚油管15以及内置于该外注聚油管15中的内注聚油管16，以在内注聚油管16中以及内注聚油管16和外注聚油管15之间的环形空间分别形成通向不同油层的内部流道25和外部流道26。与现有技术相比，由于采用双流道在地面进行分流，消除了使用井下配注器带来的堵塞和不易投捞等问题。
所述内部流道25的下端通过密插补偿器与下部注聚油层21相联通。该密插补偿器包括补偿密封插管22、插头限位器23以及滑动密封插头20。补偿密封插管22为管状结构，内壁镀铬并研磨抛光；滑动密封插头20也是管状结构，内设中心通孔201，外壁研磨抛光，能插入补偿密封插管22内，与该补偿密封插管22可滑动地密封连接。内注聚油管16中的聚合物溶液只能通过滑动密封插头20的中心通孔201进入补偿密封插管22下部剩余部分的中心孔后，再流经插头限位器23进入封隔器19分隔密封后的下层空间，最后经油套环空进入下部注聚油层21。所述插头限位器23通过其上部的公扣固定连接于所述补偿密封插管22底部的母扣上，其直径略小于滑动密封插头20，用于限制滑动密封插头20下行的位置，防止滑动密封插头20向下滑出补偿密封插管22。该密插补偿器是实现分层的工具，其所谓“补偿”指的是长度补偿，即指滑动密封插头20进入补偿密封插管22后任意位置都可以密封，这样内注聚油管16的长度调节使用油管调节就可以解决，不需要使用过多的连接短节进行调节，方便了施工。换言之，使用密插补偿器是为了不用使用连接短节调节内注聚油管16长度就能使滑动密封插头20进入补偿密封插管22内，使上下油层的流道分开。
所述外部流道26的下端通过大孔道筛管18与上部注聚油层17相联通。由于采用大孔道筛管18，聚合物溶液流入上部注聚油层17时的流入面积大，相对于小孔道筛管，对聚合物溶液的剪切低，因此通过大孔道筛管18时聚合物的剪切降解非常微小。优选地，大孔道筛管18上的筛管孔眼的直径≥20毫米。此时，聚合物溶液通过大孔道筛管18前后的剪切降解＜10％。与现有技术中采用井下的注配器控制聚合物溶液流量不同，本发明中大孔道筛管18并不控制聚合物溶液的流量，对聚合物溶液流量的控制是通过设置于地面的所述低剪切阀8来控制的。
本发明所述的分层注聚管柱还包括上部小四通2、下部小四通7、内管悬挂器5以及连接短节6。其中形成于内注聚油管16中的内部流道25通过上部小四通2延伸以与来自泵站的内管来聚管线4相联通，在该上部小四通2上设置有低剪切阀3，以控制内管来聚管线4到内部流道25的聚合物溶液的流量。在该上部小四通2上还设置有用于测试粘度等指标数据的测试阀门1。
形成于内注聚油管16和外注聚油管15之间的环形空间处的外部流道26通过下部小四通7与来自泵站的外管来聚管线9相联通，所述低剪切阀8即设置在该下部小四通7上，以控制内管来聚管线9到外部流道26的聚合物溶液的流量。在该下部小四通7上还设置有用于测试粘度等指标数据的测试阀门27。
由于在流量控制环节均采用低剪切阀，因此对聚合物的剪切较小，通过低剪切阀后聚合物溶液的粘度很高，粘度保留率较高，一般可以维持在大于85％的水平。而使用普通的截流阀其粘度保留率则一般小于60％。
所述连接短节6介于上部小四通2和下部小四通7之间。该连接短节6的上端有卡箍头，该卡箍头通过卡箍与上部小四通2的下部固定连接，连接短节6的下部通过卡箍固定连接于下部小四通7上部所设置的卡箍头上。内管悬挂器5内置于连接短节6中，用于悬挂内注聚油管16。
下面结合本发明的安装和生产操作流程更为清楚和完整地描述本发明。
如图2所示，首先将插头限位器23上部的公扣连接在补偿密封插管22底部的母扣上，然后将插头限位器23连同补偿密封插管22一起下入井内。接着将用于封隔上下注聚区段(即封隔上部注聚油层17和下部注聚油层21)的封隔器19下入井中的设定位置，并使得封隔器19通过其底部的公扣与补偿密封插管22的上部母扣相连接。
接下来，下入大孔道筛管18，然后将外注聚油管15一根一根的连续的下入到设计深度，再将外管悬挂器5下部的公扣接在已下入的外注聚油管15的母扣上，上提一定高度，再下放并加压坐牢封隔器19，使得封隔器19上的“0”形胶皮筒膨胀到油层套管上14上。这样封隔器19就将油层套管上14上下空间分成上下两段。
之后，将井口上法兰10用井口螺纹螺合于井口大四通12的上部，再用卡箍将下部小四通7固定在井口上法兰10上部设置的卡箍头上，再用卡箍将连接短节6固定在下部小四通7上部设置的卡箍头上。
再接下来，将滑动密封插头20上部设置的母扣螺纹连接在第一根内注聚油管16的底部公扣上，沿连接短节6、下部小四通7、井口上法兰10、外管悬挂器5、外注聚油管15和封隔器19的轴心中孔将滑动密封插头20插入到补偿密封插管22孔腔中，将内注聚油管16一根一根的通过螺纹连接后下入井内，下放探到插头限位器23后，起出末根内注聚油管16多余的部分，将内管悬挂器5下部的公扣连接于最后一根内注聚油管16上部的母扣上，再将内管悬挂器5下部外沿设置的公扣连接在连接短节6上端设置的母扣上，然后用卡箍将上部小四通2固定在连接短节6上端设置的卡箍头上，最后用卡箍将测试闸门1固定在上部小四通2顶端，用卡箍将低剪切阀3固定在上部小四通2的侧面，并焊接内管来聚管线4与上部小四通2，用卡箍将外管注聚控制闸门8固定在下部小四通7的侧面，并焊接外管来聚管线9与下部小四通7，最后将内管来聚管线4和外管来聚管线9与泵站的总管线连接。
装配完成以后，从总管线连接输送来的聚合物就可以经分流后分别进入内管来聚管线4和外管来聚管线9。其中，内管来聚管线4提供的聚合物溶液经低剪切阀3控制到设计的流量后经由上部小四通2、内管悬挂器5、连接短节6、内注聚油管16、滑动密封插头20的中心通孔201进入补偿密封插管22下部剩余部分的中心孔，再注入封隔器19分隔密封后的下层空间，最后经油套环空进入下部注聚油层21。由于聚合物溶液流经的上部小四通2、内管悬挂器5、连接短节6、内注聚油管16、滑动密封插头20、补偿密封插管22和插头限位器23的内径均较大，上下直径近似相等，没有节流与突变的地方，因此不会造成堵塞，也不会导致聚合物严重的解切。外管来聚管线9提供的聚合物溶液经低剪切阀8控制到设计的流量后经内注聚油管16与下部小四通7、外管悬挂器11、外注聚油管15之间的环行空间和大孔道筛管18的孔洞最后经油套环空注入上部注聚油层17。由于内注聚油管16与外注聚油管15之间的环行空间大概比内注聚油管16的流通面积大1倍还要多，所以也不会造成堵塞。
采用本发明所述的分层注聚管柱，可以提高管柱防腐蚀的能力并降低聚合物溶液中的铁离子浓度，整个注聚过程对聚合物溶液的剪切较低，大大提高了聚合物的粘度保留率，有效实现分层控制，提高了注聚物溶液注聚的层段合格率，从而提高注聚合物液的驱油效果。
权利要求
1.一种分层注聚管柱，包括输送注聚物的注聚油管，其特征在于，所述注聚油管包括外注聚油管以及内置于该外注聚油管中的内注聚油管，以在内注聚油管中以及内注聚油管和外注聚油管之间分别形成通向不同油层的内部流道和外部流道，所述内部流道和外部流道的上端各自通过注聚控制装置与泵站相联通。
2.如权利要求1所述的分层注聚管柱，其中，所述内部流道通过密插补偿器与油层相联通，所述密插补偿器包括管状的补偿密封插管、插头限位器以及设有通孔的滑动密封插头，所述滑动密封插头插入所述补偿密封插管中并与该补偿密封插管可滑动地密封连接，所述插头限位器以可限制滑动密封插头下行位置的方式与所述补偿密封插管相连接。
3.如权利要求2所述的分层注聚管柱，其中，所述外部流道通过大孔道筛管与油层相联通。
4.如权利要求3所述的分层注聚管柱，其中，所述注聚控制装置为低剪切阀。
5.如权利要求4所述的分层注聚管柱，其中，所述内部流道通过上部小四通与泵站相联通，所述低剪切阀即设置于所述上部小四通上。
6.如权利要求5所述的分层注聚管柱，其中，所述上部小四通上设置有测试阀门。
7.如权利要求6所述的分层注聚管柱，其中，所述外部流道通过下部小四通与泵站相联通，所述低剪切阀即设置于所述下部小四通上。
8.如权利要求7所述的分层注聚管柱，其中，所述下部小四通上设置有测试阀门。
9.如权利要求1-8中任何一项权利要求所述的分层注聚管柱，其中，所述内注聚油管通过内管悬挂器悬挂。
10.如权利要求9所述的分层注聚管柱，其中，所述分层注聚管柱还包括连接短节，所述连接短节上端与上部小四通固定连接，下端与下部小四通固定连接，所述内管悬挂器内置于所述连接短节中。
全文摘要
本发明属于聚合物驱采油技术领域，目的在于提供一种可避免堵塞和投捞困难等缺陷的分层注聚管柱。该分层注聚管柱主要包括外注聚油管以及内置于该外注聚油管中的内注聚油管，以在内注聚油管中以及内注聚油管和外注聚油管之间分别形成通向不同油层的内部流道和外部流道，所述内部流道和外部流道的上端各自通过注聚控制装置与泵站相联通。所述内部流道通过密插补偿器与油层相联通，所述外部流道通过大孔道筛管与油层相联通，所述注聚控制装置为低剪切阀。本发明可应用于油田的分层注聚采油生产。
文档编号E21B43/16GK101074602SQ20071013033
公开日2007年11月21日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者张国荣, 刘洋, 顾永涛, 商祥毅, 常方瑞, 黄春, 彭寿斌 申请人:中国石化股份胜利油田分公司孤东采油厂