专利名称：大排量单管分层注聚配注方法及其注入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海上油田防砂完井注入井大排量分层注入聚合物溶液的配注工
艺方法和低剪切高保粘的注入装置。
背景技术：
近年来，通过在海上油田的多个注聚试验区的试验表明，油层物性非均质性导致 油田注聚井层间矛盾越来越明显。为了解决这些生产矛盾，采用聚合物溶液分段注入技术 是提高聚驱效果的最佳技术方案之一，该聚合物溶液分段注入技术将成为聚合物驱提高采 收率的重要技术关键。 陆地油田笼统聚驱技术已经较为成熟地被应用，虽采用笼统注入方式能够一定程 度地调整层间矛盾，取得增油效果，但在油层垂向非均质性严重的情况下，随着开发层段油 层层数增多及层间、层内矛盾的增大，聚合物驱油效果受到影响，为了提高聚合物驱油的整 体开发效果，减缓注聚过程中的层间干扰，提高聚合物的利用率，必须进行细分注聚。实践 证明，采用传统细分注水的配水器进行聚合物分注时，聚合物溶液经过配水器水嘴剪切降 解严重，粘度损失率达50%以上，影响聚驱效果。 目前，国内一些油田也有采用井下单管分层注聚工具或单管多层分层配注的技术 方案，诸如(l)大庆油田已开发的井下单管分层注聚工具，可实现2-3层分注，可控制单层 注入量20 150mVd，聚合物溶液的剪切降解率小于4. 2%，控制压差3. OMPa。 (2)胜利油 田采用的单管多层分层配注，其配注器适应排量范围为25 200mVd，分注层数达3层，可 控制压差为3. OMPa左右，聚合物溶液的剪切降解率小于8%。 (3)河南油田采用的聚合物 驱井下单管多层分层配注，分注层数达3层，在单层流量180mVd时，可以产生3. 6MPa以上 的压降，使聚合物剪切降解率小于6% 。 另外，公告号是CN2923998，其公告日是2007年7月18日的中国实用新型专利 中公开了一种分层注聚配注器，由固定部分和活动部分组成；其固定部分由上部接头、分注 工作筒和下部接头组成，分注工作筒的上、下端分别与上、下部接头相联接，在分注工作筒 上开有若干配注孔；活动部分是配注芯，配注芯由锥管和细长管组成，细长管位于锥管的下 方；在配注芯的管体外制有若干环形切槽，形成环形连续扩縮管结构；分层注聚配注器采 用独特的配注芯结构设计，可以确保粘度保留率大于95%以上，实现了分层注聚，通过调整 配注芯的长度可控制配注量的大小，配注量为20 200mVd。 综上所述，现有技术均不能满足海上油田单层最大注聚量400mVd，分注层数在 2-6段细分注聚的要求。另外，海上油田采用防砂完井方式，但针对陆地油田所开发的分层 注聚工具不能应用于海上油田。随着注聚工作开展的广度和深度，为了更好地发挥聚合物 驱油的效果，目前，急需开发针对结合海上油田注入井油藏特点和完井特点进行聚驱单管 分层注聚工艺技术。
发明内容
针对上述现有技术，为了满足海上油田日益迫切的大排量分层注入聚合物溶液的 需求，本发明提供一种大排量单管分层注聚注入装置，利用该注入装置进行配注可以解决 在现有技术中海上油田笼统注聚导致聚合物溶液主要进入高渗透层所造成中、低渗透层波 及程度低，驱油效果差的难题。另外，现有技术中的多管分层注聚技术往往受到管柱摩阻及 管柱组合特定性等客观条件的限制，不能满足海上油田大排量、多层段注入聚合物的需求， 而且多管分注造价高昂。利用上述本发明注入装置进行单管分层注聚配注方法具有高保粘 率、大排量、多层段量的特点，可以解决海上油田注聚目前面临的困难，从而提高聚合物的 利用率和驱油效果。 为了解决上述技术问题，本发明大排量单管分层注聚注入装置予以实现的技术方
案是包括密封地设置在分层注聚工作筒内的分层注聚配注芯子，所述分层注聚工作筒包
括设置在外工作筒内的内工作筒和与外工作筒固连的锁定环；所述内工作筒的内壁设置有
环形螺旋降压槽；所述分层注聚配注芯子由的弹性打捞头、密封定位筒、分层配注芯子和导
向头构成；所述分层配注芯子固定在分层注聚工作筒上，以实现分层注聚配注芯子的定位
和锁定，其固定结构采用防上窜锁定结构和止落锁定结构，所述分层配注芯子与带有环形
螺旋降压槽的内工作筒配合，在分层配注芯子与内工作筒之间形成一环形螺旋降压管道；
注入口设置在所述环形螺旋降压管道的顶端且与分层注聚工作筒筒壁贯穿；进液口设置在
所述环形螺旋降压管道的底端且与分层配注芯子的中心孔相通；所述分层配注芯子和所述
分层注聚工作筒之间的密封结构为设置在所述分层配注芯子和内工作筒之间的两组T形
密封盘根与轴肩固定结构的配合，从而实现分层注聚配注芯子的密封；所述外工作筒与内
工作筒之间设置有工作通道，通过节流控制不同层段的配注量以实现分层调配。 本发明大排量单管分层注聚注入装置，其中，所述环形螺旋降压槽为多头结构。所
述环形螺旋降压槽的断面形状为半圆形，以降低对聚合物溶液的剪切作用，从而达到降压
保粘。所述工作通道为桥式通道。所述分层注聚配注芯子中弹性打捞头的外壁上设置有止
落定位台阶，所述锁定环通过与所述止落定位台阶的配合，以实现分层注聚配注芯子的定
位和锚钉。所述外工作筒的底部设置有密封变扣接头，用于不同层段之间注入装置的连接。 利用上述注入装置的分层注聚配注方法，包括以下步骤 步骤一、根据分层注聚层段数，备好相应数量的注入装置和插入密封组合； 步骤二、首先，将与分层注聚层段数对应的带有储存式电子压力计的验封芯子装
入每级对应的注入装置的分层注聚工作筒中；然后，将带有洗井滑套的注聚油管和各层所
用的带有验封芯子的分层注聚工作筒和插入密封组合及盲堵下入到分注井中的设计位置，
并座好井口油管挂和采油树；利用砾石充填防砂完井管柱内的变径台阶，在防砂封隔器内
定位、密封； 步骤三、分层段压力验封利用防上串锁定结构和止落锁定结构将验封芯子固定 在分层配注工作筒上，使验封芯子两端轴肩固定的上T形密封盘根将地层注入口与注聚油 管之间完全封闭，且存储式电子压力计的测试口通过压力测试通道与地层压力保持畅通； 从井口向注聚油管中先后变排量的注入依次达到3Mpa、5Mpa和10MPa三个压力点，钢丝作 业捞出每一级验封芯子，并回放验封芯子中压力计的测试曲线，根据上述压力测试曲线确 定是否验封；如果压力计读数平稳、且不随施加的压力变化而变化时，说明验封合格，以此确认注聚管柱是否串层； 步骤四、进行流量调配测各层段注聚指示曲线，根据地质油藏要求的各层注入量 和井口设计的注入压力，确定分层配注芯子的长度；通过钢丝作业分别自下而上地向对应 分层注聚工作筒内投入上述选择好长度的分层配注芯子；用井下流量计对每层进行流量测 试，根据需要调整配注芯子的组合，以达到改变分层配注芯子的长度，使之与分层配注工作 筒配合形成一定长度的有效环形螺旋降压管道，通过节流来调整不同层段的配注量；
步骤五、满足配注要求，结束作业。 本发明大排量单管分层注聚配注方法，其中，所述的分层注聚层段数为2至6层； 一个注入装置对应一个层段的注聚工艺，以方便现场配注量的调节。所述流量计采用外流 式存储式电磁流量计，其最大量程为2000mVd，其最大外径为35mm，该流量计两端设置有扶 正器，所述扶正器由三片弹簧片构成，该扶正器能够在内径为62mm至76mm的油管中扶正， 并能顺利穿越内径为40mm的分层注聚注入装置。 本发明大排量单管分层注聚配注方法中所采用的流量测试方法是钢丝作业工具 携带测试仪器和导向头依次连接成测试工具串，将测试工具串下入井中，并穿过分层配注 芯子的中心孔下入到井底，逐级上提测试仪器串，使其停留在两个分层段之间的注聚油管 中进行测试，直到测试完所有目的层的注聚总流量、对应地层的注入压力和温度；然后，利 用递减法计算出单层配注量，上述的一次钢丝作业即可完成多层段的流量、压力和温度的 测试，从而减少重复作业。 与现有技术相比，本发明的有益效果是 (1)由于本发明单管分层注聚配注方法采用在注聚井中下入注聚油管和分层注聚 注入装置组成的注聚管柱，其中，注入装置可以根据需要调整配注芯子的组合达到改变分 层配注芯子长度，与分层配注工作筒配合形成一定长度的有效环形螺旋降压管，通过节流 来控制不同层段的配注量，实现分层调配。 (2)本发明配注方法具有高保粘、大排量、2-6层的多层段细分注聚的特点，在保 粘率> 90%的情况下，其单层最大排量可达到400m3/d。 (3)本发明配注方法中与测试工艺配套的电磁流量计具有小直径(最大外径 35mm)、大排量(0-2000m3/d)、三参数(温度、流量、压力)特点，在该流量计两端的扶正器由 3弹簧片构成，既能够在内径为62mm至76mm的油管中扶正，还能顺利穿越内径为40mm的分 层注聚注入装置。
图1是海上油田防砂完井单管分层注聚工艺管柱结构示意图； 图2-1是本发明大排量单管分层注聚注入装置轴向剖视图； 图2-2是图2-1中内工作筒上A-A所示位置的剖面图； 图3-1是图2-1中所示分层注聚工作筒轴向剖视图； 图3-2是图3-1中内工作筒上B-B所示位置的剖面图； 图4是图2-1中所示分层注聚配注芯子轴向剖视放大图； 图5是本发明大排量单管分层注聚配注方法流程图； 图6是本发明大排量单管分层注聚工艺验封示意 图7是本发明大排量单管分层注聚配注方法中采用的流量测试方法流程图；
图8是本发明大排量单管分层注聚工艺测试示意图。
下面是本发明说明书附图中附图标记的说明100———注聚油管200——-洗井滑套
300———定位密封400——-一级分层注聚注入装置
500 、700——插入密封600-:二级分层注聚注入装置
800———三级分层注聚注入装置 900——-巨堵1——-外工作筒2——-锁定环3——-弹性打捞头4——-内工作筒5——-密封连接筒6——-分层配注芯子7——-导向头8——-密封变扣接头9——-环形螺旋降压槽10——上密封面10,——下密封面11——一止落定位台阶12——防上窜锁定台13——上T形密封盘 13'——下T形密封盘14—一工作筒桥式通道15—一压力计16——-验封芯子17——注入口18—进液口19——压力测试通道20—压力平衡孔101-——流体流动方向102—流量计103———扶正器
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地描述。
图1示出了分层注聚层段数为3的防砂完井单管分层注聚工艺管柱结构，图2-1 和图2-2示出了本发明大排量单管分层注聚注入装置的结构，该注入装置包括密封地设置 在分层注聚工作筒内的分层注聚配注芯子，所述分层注聚工作筒如图3-l和图3-2所示，包 括外工作筒1、内工作筒4和与外工作筒固连的锁定环2 ;所述内工作筒4的内壁设置有环 形螺旋降压槽9 ;所述分层注聚配注芯子如图4所示，由相互密封连接的弹性打捞头3、密 封定位筒5、分层配注芯子6和导向头7构成，所述分层配注芯子6固定在分层注聚工作筒 上，以实现分层注聚配注芯子的定位和锚钉，其固定结构采用防上窜锁定结构和止落锁定 结构，所述防上窜锁定结构包括所述弹性打捞头3上部设置的防上窜锁定台12，所述防上 窜锁定台12和所述锁定环2配合形成防上串锁定结构；所述止落锁定结构包括所述弹性打 捞头3下部设置的止落定位台阶11 ，所述止落定位台阶11与内工作筒4上口锥面配合形成 止落锁定结构。 本发明中的分层配注芯子6内通径大，方便大流量的聚合物溶液的注入和流量测 试作业，并采用中心投捞，提高了在大斜度井中的投捞成功率。本发明中，可以根据需要调 整配注芯子的组合以达到改变配注芯子长度，所述分层配注芯子6与带有环形螺旋降压槽 9的内工作筒4配合，在分层配注芯子6与内工作筒4之间形成一定长度的有效环形螺旋降 压管道，通过节流控制不同层段的配注量以实现分层调配的目的。在内工作筒4的内壁上 加工环形螺旋降压槽9，可以简化分层配注芯子6的结构，使其具有投捞方便、成功率高的 优点。所述环形螺旋降压槽9为多头，从而可以扩大聚合物溶液在环形螺旋降压槽内的过 流面积和过流量，所述环形螺旋降压槽9的断面形状为半圆形，此流线型的结构可以降低 对聚合物溶液的剪切作用，进一步达到降压保粘作用。
本发明注入装置的注入口 17设置在所述环形螺旋降压管顶端且与分层注聚工作 筒筒壁贯穿；本发明注入装置的进液口 18设置在所述环形螺旋降压管底端且与分层配注 芯子6的中心孔相通，本发明采用分层注聚的聚合物溶液低进高出，如图2-l所示，即注入 口 17高于进液口 18，因此，可以避免有机杂质沉淀堵塞注入口。所述分层配注芯子6和所 述分层注聚工作筒之间的密封结构采用设置在所述分层配注芯子6和内工作筒4之间的上 T形密封盘根13与弹性打捞头3和密封定位筒5之间的轴肩形成的固定结构的配合，可以 有效的防止了 T型密封盘根的脱落，从而在分层配注芯子6与分层注聚工作筒之间分别形 成上密封面10实现了分层配注芯子6的密封；同理，在验封过程中，验封芯子16与分层注 聚工作筒之间的密封也是采用相同的结构，如图6所示，上T形密封盘根13与弹性打捞头3 和密封定位筒5之间轴肩所形成的固定结构配合，下T形密封盘根13'与导向头7和验封 芯子16之间轴肩所形成的固定结构配合，可以有效的防止了上、下T型密封盘根13、13'的 脱落，从而在验封芯子16与分层注聚工作筒之间分别形成上、下密封面10、10'实现了验封 芯子16的密封。所述外工作筒1与内工作筒4之间设置有工作通道，所述工作通道为工作 筒桥式通道14，该桥式通道可以保证分层配注芯子钢丝投捞作业时，工具上、下压力平衡， 投捞阻力小，作业安全。 如图2-1所示，所述外工作筒1的底部设置有密封变扣接头8，用于不同层段之间 注入装置的连接。 以图1所示的三层段数分层注聚配注为例，描述本发明大排量单管分层注聚配注 方法予以实现的过程是该方法包括以下步骤，如图5所示 步骤一、根据分层注聚层段数为3，备好三层段所用的注入装置和插入密封组合， 即一级分层注聚注入装置400、二级分层注聚注入装置600和三级分层注聚注入装置800， 该插入密封组合包括位于顶层位置的定位密封300和各层段之间的插入密封500及位于最 底层段底部的盲堵900。 步骤二、首先，将与分层注聚层段数对应的带有储存式电子压力计15的验封芯子 16装入每级对应的注入装置的分层注聚工作筒中；然后，将带有洗井滑套200的分层注聚 油管100和各层所用的带有验封芯子16的分层注聚工作筒和插入密封组合及盲堵下入到 分注井中的设计位置，并座好井口油管挂和采油树；利用砾石充填防砂完井管柱内的变径 台阶，在防砂封隔器内定位、密封；上述各注入装置和插入密封组合部件的顺序如图1所 示，自上而下为位于顶层的定位密封300、一级分层注聚注入装置400、插入密封500、二级 分层注聚注入装置600、插入密封700、三级分层注聚注入装置800和位于注聚油管100底 端的盲堵900 ;选用适当规格尺寸的注聚油管100以确保注聚井实现安全有效作业，降低作 业成本。其油管尺寸偏大，会增大作业成本；而油管尺寸偏小，又会增大沿程阻力，甚至无 法满足注入量。因此，要实现注聚井的正常配注，必须根据作业井情况选择适当的注聚油 管。由于分层注聚工具尺寸的限制和海上油田大排量的注入要求，根据全井注聚的实际情 况(如参考井深、注入量、注入聚合物溶液等相关参数)选择合适的注聚油管是非常重要 的。通常，海上油田分层注聚工艺一般选用2-7/8"(内径62mm)和3-1/2"(内径76mm)油 管。 步骤三、分层段压力验封其验封过程是如图6所示，分层验封芯子16上的防上 窜锁定台阶12和与外工作筒1固连的锁定环2配合形成防上串锁定结构；验封芯子16上的止落定位台阶11和内工作筒4上端口的锥台配合形成止落锁定结构，从而将验封芯子16 固定在分层配注工作筒上；此时，在验封芯子16两端轴肩处固定的上T形密封盘根13将地 层注入口 17与注聚油管之间完全封闭，且存储式电子压力计15的测试口通过压力测试通 道19与地层压力保持畅通。 从井口向注聚油管中先后变排量的注水，依次达到3Mpa、5Mpa和10MPa三个压力 点，注入上述各压力点过程中，每达到一压力后，待该压力点稳定io分钟后，再注水达到下 一个的压力点；钢丝作业捞出每一级验封芯子16，并回放分层验封芯子中压力计15的测试 曲线，根据上述压力测试曲线确定是否验封。如果压力计读数平稳、且不随施加的压力变化 而变化时，说明验封合格，从而，确认注聚管柱是否串层。 步骤四、本发明中，当聚合物溶液粘度一定时，起保粘降压作用的环形螺旋降压管 道的长度越长，其保粘率愈低；当环形螺旋降压管道的长度一定时，聚合物溶液的粘度越 高，其保粘率愈低。另外，聚合物溶液通过每一级注入装置后都能够产生一定的压降，且压 降的大小与环形螺旋降压管道的长度及溶液粘度有关，即当环形螺旋降压管道的长度一 定时，聚合物溶液粘度越高，从而所产生的压降也越大；同理，当聚合物溶液粘度一定时，环 形螺旋降压管道的长度越长，所产生的压降也越大。在进行流量调配过程中，首先，测各层 段注聚指示曲线，然后，根据地质油藏要求的各层注入量和井口设计的注入压力，确定分层 配注芯子6的长度；通过钢丝作业分别自下而上地向对应分层注聚工作筒内投入上述选择 好长度的分层配注芯子6 ;用井下流量计对每层进行流量测试，并根据需要调整分层注聚 配注芯子单元(一个配注芯子由多个不同长度的配注单元组合而成)的组合以达到改变配 注芯子长度，与分层配注工作筒2配合形成一定长度的有效环形螺旋降压管道，通过节流 来调整不同层段的配注量，直到满足配注要求。 本发明中，利用外流式存储式电磁流量计对每层进行流量、压力及温度的测试，在 地面对测试数据进行回放；检查各分注层段是否达到油藏的设计配注要求；选择适当规格 尺寸的流量计是对聚合物利用率的有效度量。通常，流量计的选择受制于以下条件l)聚 合物溶液为非牛顿流体，其黏附性的特点致使油管中心流速突进，容易产生测试误差；2) 聚合物溶液容易受温度、压力的影响较大；3)测试流量较大(单层最大排量可达到400m3/ d)，分层注聚层段数多(如2-6层)；4)分层注聚注入装置的测试通径为40mm。综合以上 的各种条件，流量计102最好选择外流式存储式电磁流量计，其主要特点是小直径35mm、 大排量0-2000mVd、三参数(温度、流量、压力)；如图8所示，流量计102两端的扶正器64 可以由3弹簧片构成，流体流动方向如箭头101所示，该扶正器103既能够在内径为76mm或 62mm的注聚油管100中扶正，还可以顺利地穿越内径为40mm的分层配注芯子；流量计102 的测试方法可以选择外流式测试方式，即测试仪器串在注聚油管中心，聚合物溶液从测试 仪器表面流过时进行测试作业，这种测试方式可以解决由于聚合物溶液黏附性作用致使油 管中心流速突进产生的测试误差，以降低流量计对聚合物溶液的剪切。
根据外流式存储式电磁流量计的特点和非牛顿流体聚合物溶液的特性，本发明采 用的流量测试方法，如图7所示钢丝作业工具携带测试仪器和导向头依次连接成测试工 具串，将该测试工具串下入井中，并穿过分层注聚配注芯子的中心孔下入到井底，逐级上提 测试仪器串，使其停留在两个分层段之间的油管中进行测试，直到测试完所有目的层的注 聚总流量、对应地层的注入压力和温度，然后利用递减法计算出单层配注量，一次钢丝作业即可完成多层段的流量、压力、温度测试，减少了重复作业。 步骤五、如果没有达到配注要求，则返回上述步骤四，通过调整分层配注芯子的长 度改变注入量，直到每个层段都满足配注要求为止。 从图1中可以看出，本发明配注方法中，一个注入装置对应一个注入层段的注聚 工艺，以方便现场配注量的调节。 利用本发明大排量单管分层注聚注入装置实现本发明大排量单管分层注聚配注 的工作过程是将如图2-1所示的注入装置的两端用插入密封(定位密封300和两个插入 密封500、700)进行连接，利用砾石充填防砂完井管柱内的变径台阶，在防砂封隔器内定位 密封；根据地质油藏提供的分层注聚层段数要求，投入不同级数的分层注聚工作筒，实现一 对一的分层目的。如图2-1所示，分层注聚配注芯子上有防上串锁定台阶12、止落台阶11 和密封件，当分层注聚配注芯子投入分层注聚工作筒后，分层配注芯子6上的防上串锁定 台阶12和与外工作筒1固连的锁定环2配合形成防上串锁定结构；分层配注芯子6上的止 落台阶11和内工作筒4上端口的锥面止落台阶配合形成止落锁定结构，把分层配注芯子6 固定在分层注聚工作筒上；此时，密封件(上T型密封盘根13)坐落在桥式通道的密封面10 上，建立起目的层注入通道。当注入聚合物溶液流经工具时， 一部分聚合物溶液通过分层注 聚配注芯子6的中心通道流过，其余部分聚合物溶液流经分层注聚工作筒上的桥式通道进 入变扣接头8的上部，和分层配注芯子6中心流过的聚合物溶液汇合，需注入目标层的聚合 物溶液从分层配注芯子的底部进入分层配注芯子6与分层注聚工作筒间形成的多头环形 螺旋降压管道到达注入层；其余分聚合物溶液下行注入其他层，满足分层注聚对大排量注 入聚合物溶液的要求。 本发明解决了海上油田笼统注聚导致聚合物溶液主要进入高渗透层，造成中、低 渗透层波及程度低，驱油效果差的难题。与现有的多管分层注聚技术相比由于，多管分层 注聚技术往往受到管柱摩阻及管柱组合特定性等客观条件的限制，不能满足海上油田大排 量、多层段注入聚合物的需求，而且多管分层注聚造价高昂。本发明注聚配注方法具有高保 粘率、大排量、多层段量的特点，可以解决海上油田注聚目前面临的困难，提高了聚合物的 利用率和驱油效果。 尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方 式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发 明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保 护之内。
权利要求
一种大排量单管分层注聚注入装置，包括密封地设置在分层注聚工作筒内的分层注聚配注芯子，还包括注入口和进液口，其特征在于所述分层注聚工作筒包括设置在外工作筒(1)内的内工作筒(4)和与外工作筒固连的锁定环(2)；所述内工作筒(4)的内壁设置有环形螺旋降压槽(9)；所述分层注聚配注芯子由的弹性打捞头(3)、密封定位筒(5)、分层配注芯子(6)和导向头(7)构成；所述分层配注芯子(6)固定在分层注聚工作筒上，以实现分层注聚配注芯子的定位和锁定，其固定结构采用防上窜锁定结构和止落锁定结构；所述分层配注芯子(6)与带有环形螺旋降压槽(9)的内工作筒(4)配合，在分层配注芯子(6)与内工作筒(4)之间形成一环形螺旋降压管道；所述注入口(17)设置在所述环形螺旋降压管道的顶端且与分层注聚工作筒筒壁贯穿；所述进液口(18)设置在所述环形螺旋降压管道的底端且与分层配注芯子(6)的中心孔相通；所述分层配注芯子(6)和所述分层注聚工作筒之间的密封结构为设置在所述分层配注芯子(6)和内工作筒(4)之间的两组T形密封盘根与轴肩固定结构的配合，从而实现分层注聚配注芯子的密封；所述外工作筒(1)与内工作筒(4)之间设置有工作通道，通过节流控制不同层段的配注量以实现分层调配。
2. 根据权利要求1所述的大排量单管分层注聚注入装置，其特征在于所述环形螺旋 降压槽(9)为多头结构。
3. 根据权利要求1或2所述的大排量单管分层注聚注入装置，其特征在于所述环形 螺旋降压槽(9)的断面形状为半圆形，以降低对聚合物溶液的剪切作用，从而达到降压保 粘。
4. 根据权利要求1所述的大排量单管分层注聚注入装置，其特征在于所述工作通道 为桥式通道。
5. 根据权利要求1所述的大排量单管分层注聚注入装置，其特征在于所述防上窜锁定结构包括所述弹性打捞头(3)上部设置的防上窜锁定台(12)，所述防上窜锁定台(12)和 所述锁定环(2)配合形成防上串锁定结构；所述止落锁定结构包括所述弹性打捞头(3)下 部设置的止落定位台阶(ll)，所述止落定位台阶(11)与内工作筒(4)上口锥面配合形成止 落锁定结构。
6. 根据权利要求1所述的大排量单管分层注聚注入装置，其特征在于所述外工作筒 (1)的底部设置有密封变扣接头(8)，用于不同层段所用分层注聚工作筒之间的连接。
7. —种利用如权利要求1所述注入装置的大排量单管分层注聚配注方法，其特征在 于，包括以下步骤步骤一、根据分层注聚层段数，备好相应数量的注入装置和插入密封组合； 步骤二、首先，将与分层注聚层段数对应的带有储存式电子压力计(15)的验封芯子 (16)装入每级对应的注入装置的分层注聚工作筒中；然后，将带有洗井滑套(200)的注聚 油管(100)和各层所用的带有验封芯子(16)的分层注聚工作筒和插入密封组合及盲堵下 入到分注井中的设计位置，并座好井口油管挂和采油树；利用砾石充填防砂完井管柱内的变径台阶，在防砂封隔器内定位、密封；步骤三、分层段压力验封利用防上串锁定结构和止落锁定结构将验封芯子(16)固定 在分层配注工作筒上，使验封芯子(16)两端轴肩固定的上T形密封盘根(13)将地层注入 口 (17)与注聚油管(100)之间完全封闭，且存储式电子压力计(15)的测试口通过压力测 试通道(19)与地层压力保持畅通；从井口向注聚油管(100)中先后变排量的注入依次达到 3Mpa、5Mpa和10MPa三个压力点，钢丝作业捞出每一级验封芯子(16)，并回放验封芯子中压 力计(15)的测试曲线，根据上述压力测试曲线确定是否验封；如果压力计(15)读数平稳、 且不随施加的压力变化而变化时，说明验封合格，以此确认注聚管柱(100)是否串层；步骤四、进行流量调配测各层段注聚指示曲线，根据地质油藏要求的各层注入量和井 口设计的注入压力，确定分层配注芯子的长度；通过钢丝作业分别自下而上地向对应分层 注聚工作筒内投入上述选择好长度的分层配注芯子；用井下流量计对每层进行流量测试， 根据需要调整配注芯子的组合，以达到改变分层配注芯子的长度，使之与分层配注工作筒 配合形成一定长度的有效环形螺旋降压管道，通过节流来调整不同层段的配注量；步骤五、满足配注要求，结束作业。
8. 根据权利要求7所述的一种大排量单管分层注聚配注方法，其特征在于，所述的分 层注聚层段数为2至6层；一个注入装置对应一个层段的注聚工艺，以方便现场配注量的调 节。
9. 根据权利要求7所述的一种大排量单管分层注聚配注方法，其特征在于，所述流量 计采用外流式存储式电磁流量计，其最大量程为2000mVd，其最大外径为35mm，该流量计两 端设置有扶正器(103)，所述扶正器(103)由三片弹簧片构成，该扶正器(103)能够在内径 为62mm至76mm的油管中扶正，并能顺利穿越内径为40mm的分层注聚注入装置。
10. 根据权利要求9所述的一种大排量单管分层注聚配注方法，其特征在于，步骤四 中采用的流量测试方法是钢丝作业工具携带测试仪器和导向头(7)依次连接成测试工具 串，将测试工具串下入井中，并穿过分层配注芯子(6)的中心孔下入到井底，逐级上提测试 仪器串，使其停留在两个分层段之间的注聚油管(100)中进行测试，直到测试完所有目的 层的注聚总流量、对应地层的注入压力和温度；然后，利用递减法计算出单层配注量，上述 的一次钢丝作业即可完成多层段的流量、压力和温度的测试，从而减少重复作业。
全文摘要
本发明公开了一种大排量单管分层注聚注入装置，包括密封地设置在分层注聚工作筒内的分层注聚配注芯子、高于进液口位置的注入口；分层注聚工作筒包括设置在外工作筒内的内工作筒和与外工作筒固连的锁定环；内工作筒的内壁设置有环形螺旋降压槽；分层配注芯子固定在分层注聚工作筒上，分层配注芯子与带有环形螺旋降压槽的内工作筒配合，从而形成一环形螺旋降压管道；内外工作筒之间设置有工作通道，通过节流控制不同层段的配注量以实现分层调配。本发明同时还公开了一种大排量单管分层注聚注配注方法。本发明单管分层注聚配注方法具有高保粘率、大排量、多层段量的特点，解决了海上油田注聚目前面临的困难，提高了聚合物的利用率和驱油效果。
文档编号E21B47/00GK101705812SQ20091022845
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者刘敏, 姚智翔, 徐国雄, 牛贵锋, 程心平 申请人:中国海洋石油总公司;中海油能源发展股份有限公司