水平井阻水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采油裝置，特別是一種水平井阻水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水平井由于具有泄油面積大、波及系數(shù)高等特點(diǎn)，已被廣泛用于底水油藏的開發(fā)，并在許多油田取得了一定的應(yīng)用效果。但由于水平井采油過(guò)程中存在沿井筒內(nèi)的壓降，并且受沿水平井筒地層物性發(fā)生變化等因素的影響，這些因素容易造成底水錐進(jìn)進(jìn)而導(dǎo)致地層大量出水。當(dāng)?shù)貙哟罅砍鏊畷r(shí)，相應(yīng)的井段幾乎不會(huì)采出油，油井產(chǎn)液中也會(huì)含有大量的水，對(duì)水平井的正常生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。
[0003]在阻止地層出水的設(shè)備中，調(diào)流控水裝置是整套水平井調(diào)流控水技術(shù)的核心工具。調(diào)流控水裝置主要起到抑制高滲段產(chǎn)液，從而達(dá)到均衡采液控水的目的。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)流控水裝置不但對(duì)水的流動(dòng)有較大的阻力，對(duì)油的流動(dòng)也有較大的阻力，因此阻水針對(duì)性不強(qiáng)。因此，急需要一種用于水平井的阻水針對(duì)性強(qiáng)的阻水裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水平井阻水裝置。這種水平井阻水裝置能夠?qū)λa(chǎn)生較高的阻力而對(duì)油的阻力很小，從而在不會(huì)影響油井的采油產(chǎn)量。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種水平井阻水裝置，包括:用于接收流體的油水分流器，和與油水分流器連通的盤狀導(dǎo)流器，在導(dǎo)流器中心設(shè)置有流體出口，來(lái)自油水分流器的油在導(dǎo)流器內(nèi)沿徑向到達(dá)流體出口而流出，來(lái)自油水分流器的水在導(dǎo)流器內(nèi)沿周向繞流到達(dá)流體出口而流出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的水平井阻水裝置，油的流動(dòng)路徑較短，從而受到的阻力也較小。水的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，從而受到的阻力也較大，并且隨著水周向繞流接近流體出口，水的流速也逐漸增加，流體出口對(duì)水的繞流流出的阻力迅速增加，從而進(jìn)一步增加水的流動(dòng)阻力。在油井正常采油期間，產(chǎn)液成分主要為油，這種產(chǎn)液受到的水平井阻水裝置的阻力較小，不會(huì)影響油的產(chǎn)液量。在油井滲水時(shí)，產(chǎn)液成分主要為水并且會(huì)受到水平井阻水裝置的很大的阻力，從而降低油井產(chǎn)液中的含水量。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的水平井阻水裝置的阻水針對(duì)性很強(qiáng)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，油水分流器通過(guò)導(dǎo)水管和導(dǎo)油管與導(dǎo)流器相連通，其中導(dǎo)水管沿導(dǎo)流器的切向與導(dǎo)流器連通，導(dǎo)油管沿導(dǎo)流器的徑向與導(dǎo)流器連通。導(dǎo)水管的設(shè)置方式使得，以一定速度從導(dǎo)水管中出來(lái)的水由于慣性作用必然會(huì)沿著導(dǎo)流器的周向流動(dòng)并且繞流到達(dá)流體出口。同理，導(dǎo)油管的設(shè)置方式使得油會(huì)沿直徑方向直接流到流體出口。由此，確保了水在流過(guò)水平井阻水裝置時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的路徑而阻力較大，油的流動(dòng)路徑較短而阻力較小。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，油水分流器包括與外界的流體連通并且與導(dǎo)水管和導(dǎo)油管同向延伸的親油管、親水管和進(jìn)液管，親油管、親水管、進(jìn)液管三者的末端與導(dǎo)水管和導(dǎo)油管兩者的起始端交匯于第一交匯點(diǎn)，進(jìn)液管處于親油管和親水管之間，并且親油管和導(dǎo)水管處于進(jìn)液管的同側(cè)，親水管和導(dǎo)油管處于進(jìn)液管的另一同側(cè)。進(jìn)液管的橫截面積與親油管的橫截面積和親水管的橫截面積之比為(2.5?3.5): (2.5?3.5): (I?1.5)。親油管和親水管以與進(jìn)液管垂直的方式與進(jìn)液管相交，親油管與導(dǎo)油管之間的夾角在105度到120度之間，親水管與導(dǎo)水管之間的夾角在105度到120度之間。在這種結(jié)構(gòu)中，進(jìn)液管中的流量最大，并且親油管中的油或親水管中的水都會(huì)使主流管中的流體發(fā)生偏轉(zhuǎn)而流到導(dǎo)油管中或?qū)苤?。?dāng)油井產(chǎn)液的成分主要為油時(shí)，油井產(chǎn)液主要流入親油管中。當(dāng)油井產(chǎn)液的成分主要為水時(shí)，油井產(chǎn)液主要流入親水管，并會(huì)驅(qū)使主流管中的水流入導(dǎo)水管中。由于水的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，阻力較大，因此水的采出較慢，而油的流動(dòng)路徑較短，阻力較小，因此不影響油井正常采油，也就是本發(fā)明的水平井阻水裝置能夠自動(dòng)阻水而不阻油。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)液管在第一交匯點(diǎn)處橫截面縮小。這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)液管使得流體以射流的方式從進(jìn)液管中噴出，噴出的位置流體的流速較大但壓力較低，從而會(huì)吸引親油管中的油和/或親水管中的水流向第一交匯點(diǎn)，即這種進(jìn)液管起到推動(dòng)流體的作用。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，在親油管上設(shè)置有多個(gè)橫截面縮小的區(qū)域。這種結(jié)構(gòu)的親油管能夠增強(qiáng)對(duì)含水量較高的液體的阻擋作用。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)水管和導(dǎo)油管朝向彼此而延伸并交叉于第二交匯點(diǎn)，導(dǎo)水管的處于第一交匯點(diǎn)和第二交匯點(diǎn)之間的部分為導(dǎo)水管上游段，導(dǎo)水管的處于第二交匯點(diǎn)和導(dǎo)流器之間的部分為導(dǎo)水管下游段，導(dǎo)油管的處于第一交匯點(diǎn)和第二交匯點(diǎn)之間的部分為導(dǎo)油管上游段，導(dǎo)油管的處于第二交匯點(diǎn)和導(dǎo)流器之間的部分為導(dǎo)油管下游段，油水分流器還包括與外界的流體直接連通的主流管，主流管終止于第二交匯點(diǎn)并且與導(dǎo)水管和導(dǎo)油管連通，主流管處于導(dǎo)水管上游段和導(dǎo)油管上游段之間，并且導(dǎo)水管上游段和導(dǎo)油管下游段處于主流管的同側(cè)，導(dǎo)油管上游段和導(dǎo)水管下游段處于主流管的另一同側(cè)。導(dǎo)油管上游段和導(dǎo)水管上游段以與主流管垂直的方式與主流管相交，導(dǎo)油管上游段與導(dǎo)油管下游段之間的夾角在105度到120度之間，導(dǎo)水管上游段與導(dǎo)水管下游段之間的夾角在105度到120度之間。主流管的橫截面積與導(dǎo)油管上游段的橫截面積和導(dǎo)水管上游段的橫截面積之比為(2?3): (I?1.5): (I?1.5)。在這種結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)油管上游段中的油或?qū)苌嫌味沃械乃紩?huì)使主流管中的流體發(fā)生偏轉(zhuǎn)而流到導(dǎo)油管下游段中或?qū)芟掠味沃?。?dāng)油井產(chǎn)液的成分主要為油時(shí)，油井產(chǎn)液主要流入導(dǎo)油管上游段，并會(huì)驅(qū)使主流管中的油流入導(dǎo)油管下游段中。當(dāng)油井產(chǎn)液的成分主要為水時(shí)，油井產(chǎn)液主要流入導(dǎo)水管上游段，并會(huì)驅(qū)使主流管中的水流入導(dǎo)水管下游段中。由于水的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，阻力較大，因此水的采出較慢，而油的流動(dòng)路徑較短，阻力較小，因此不影響油井正常采油，也就是本發(fā)明的水平井阻水裝置能夠自動(dòng)阻水而不阻油。此外，由于主流管的橫截面積很大，因此不會(huì)影響油井的正常采油產(chǎn)量。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，主流管內(nèi)不設(shè)置流體流動(dòng)阻擋結(jié)構(gòu)。這種主流管具有最大的流量，使得本發(fā)明的水平井阻水裝置不會(huì)使油井的產(chǎn)油量下降。
[0013]應(yīng)注意地是，在本申請(qǐng)中，用語(yǔ)“水”并不是純水，而是可以為含水量較大的油；而用語(yǔ)“油”中也可以為含有少量的水。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)在本發(fā)明的水平井阻水裝置中，油的流動(dòng)路徑較短,從而受到的阻力也較??；水的流動(dòng)路徑較長(zhǎng)，從而受到的阻力也較大，因此這種水平井阻水裝置的阻水針對(duì)性很強(qiáng)。(2)水平井阻水裝置包括親油管、親水管、進(jìn)液管、導(dǎo)油管和導(dǎo)水管，并且通過(guò)優(yōu)化設(shè)置這些管路，實(shí)現(xiàn)了水平井阻水裝置能夠自動(dòng)阻水而不阻油。(3)水平井阻水裝置還包括主流管。在主流管內(nèi)不設(shè)置流動(dòng)阻擋結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明的水平井阻水裝置不會(huì)使油井的產(chǎn)油量下降。
【附圖說(shuō)明】
[0015]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0016]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的水平井阻水裝置原理圖；
[0017]圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的水平井阻水裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明的親水管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是圖2中的I部分的放大視圖；
[0020]圖5示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的水平井阻水裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]圖1顯示了水平井阻水裝置10(以下稱之為裝置10)原理圖。如圖1所示，裝置10包括油水分流器20和盤狀導(dǎo)流器11。油水分流器20通過(guò)入口 12與外界流體相連通，油水分流器20與導(dǎo)流器11通過(guò)導(dǎo)水管13和導(dǎo)油管14相連通。在導(dǎo)流器11的中心設(shè)置有流體出口 15，以使得流入到導(dǎo)流器11的流體離開裝置10。
[0024]為了使得裝置10對(duì)水產(chǎn)生大的阻力，即阻水針對(duì)性強(qiáng)，將導(dǎo)水管13沿導(dǎo)流器11的切向與導(dǎo)流器11連通，而將導(dǎo)油管14沿導(dǎo)流器11的徑向與導(dǎo)流器11連通，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)充分的利用了流體沿圓盤切向和直徑流動(dòng)的原理:使得沿切向流入圓盤的流體周向繞流到圓盤中心，從而其流動(dòng)路程較長(zhǎng)，摩阻較大；而沿直徑流入圓盤的流體會(huì)直接流入到圓盤中心，從而其流動(dòng)路程較短摩阻較小。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，沿切向流入導(dǎo)流器11的水的流動(dòng)摩阻是沿徑向流入導(dǎo)流器11的油的流動(dòng)摩阻的幾倍至幾十倍，這取決于油和水的成分以及導(dǎo)流器11自身摩擦系數(shù)。此外，隨著水周向繞流接近流體出口 15，水的流速也逐漸增加，流體出口 15對(duì)水的繞流流出的阻力迅速增加,從而進(jìn)一步增加水的流動(dòng)阻力。而油沿徑向運(yùn)動(dòng)，流體出口 15對(duì)油的流出阻力很小。在一個(gè)實(shí)施例中，流體出口 15的直徑與導(dǎo)水管13的直徑和導(dǎo)油管14的直徑之比為(2?3): (5?7): (5?7)。這種尺寸的流體出口 15、導(dǎo)水管13和導(dǎo)油管14使得水的流出阻力較大，而油的流出阻力很小。因此，圖1所示的裝置10能夠自動(dòng)區(qū)分油和水，實(shí)現(xiàn)過(guò)油高摩阻而過(guò)水低摩阻，從而裝置10能夠阻水而不阻油。
[0025]圖2顯示了裝置10的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。這種結(jié)構(gòu)的裝置10能夠自動(dòng)并快速區(qū)分油和水，從而提高了裝置10的阻水針對(duì)性。如圖2所示，裝置10的油水分流器20包括與外界的流體連通的親油管21、親水管22和進(jìn)液管23，其中親油管21親油而阻水，親水管22親水而阻油，進(jìn)液管23對(duì)油和水均不產(chǎn)生阻擋作用。進(jìn)液管23處于親油管21和親水管22之間并且親油管21、親水管22和進(jìn)液管23與導(dǎo)水管13和導(dǎo)油管14同向延伸。應(yīng)注意地是