CN107288579A - 一种水平井自动控水阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水平井自动控水阀,它主要包括阀底座1、阀盖6两部分。阀底座1有四个相同的单元:I、II、III、IV,每个单元都有相同结构的导流槽,导流槽利用如下原理进行控水:(1)油水存在密度差,油水混相旋转时会分离;(2)流体在导流槽中流动会产生沿程摩阻。具体解释以阀底座1中单元I为例:当油水混相通过入口2流入一级导流槽3,会通过旋转分离成油水单相,其中油相直接沿出口5流出,水相会沿着二级导流槽4继续流动一段距离后才沿出口5流出,这样就增加了水相的沿程摩阻,达到控水目的。本发明的有益效果是:没有活动部件,适用于出砂井;同时能增加高含水率产区的渗流阻力,达到均衡产液剖面、提高采收率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平井自动控水阀,属于油气田开发的技术领域。
背景技术
目前薄层油藏、底水油藏、裂缝性油藏及海洋浅水和深水油气藏主要是通过水平井、大位移井进行开采,但由于油气藏的非均质性、趾跟效应和环空流影响,使得产液剖面不均衡,从而导致油气藏过早见水,最终缩短油气井寿命并降低油藏产量。
ICD(Inflow Control Device)是一种用来平衡水平井筒流入动态的完井新工具,通过在基管和环空之间产生额外的附加压力降,进而调节水平段的砂面压力分布,使水平段各段的砂面压降发生改变,进而获得相对均衡的注采剖面。目前,国内外有三种主要类型ICD:孔板/喷嘴式(节流型),螺旋通道式(摩擦型),混合式(节流型和摩擦型的结合)。孔板/喷嘴式ICD采用复合孔板或喷嘴来控制平衡流动所需的压差,每个流入控制器都由很多直径和流动特性已知的孔板或喷嘴构成,通过打开的喷嘴数目来控制压降。螺旋通道式ICD是由一定直径和长度的螺旋通道组成,通过改变直径和通道数目来获得某个流速下的额定压差。混合式ICD由端板组成,端板上有导流槽,相邻端板上的导流槽成90°相位,通过设置导流槽尺寸和端板数目来调节所需压差。这三种ICD都属于被动型控制器,需在下井之前设计好附加压差损失,下井后不能变动,而实际储层中沿井筒的产液量是不断变化的,这就限制了工具的使用并使作业更复杂。而本发明不需要提前测井获取产液剖面产水量,只需提前将整套并联的自动控水阀下入井中,就能根据含水率大小自动的调节产水剖面,达到均衡产液剖面的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种安装方便、受温度及压力影响小的能均衡产液剖面的自动控水装置,适用于非均质性强的边/底水油藏。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
一种水平井自动控水阀,它主要包括阀底座1、阀盖6两部分。阀底座1有四个相同的单元:I、II、III、IV,每个单元都有相同结构的导流槽。
以单元I为例:一级导流槽3是角度为90°圆形,一级导流槽3的末端分支为二级导流槽4以及出口5;当油水混相通过入口2流入一级导流槽3,会通过旋转分离成油水单相,其中油相直接沿出口5流出,水相会沿着二级导流槽4继续流动一段距离后才沿出口5流出,这样就增加了水相的沿程摩阻,达到控水目的。
根据本发明优选的,所述的一种水平井自动控水阀中单元I的入口2与出口5都是圆形,且半径相同。
根据本发明优选的,所述的一种水平井自动控水阀的导流槽共分为二级,以单元I为例,一级导流槽3为90°的圆形,二级导流槽4分为三部分,A部分为弧度为30°的圆形,且与一级导流槽3共圆心,B部分为半圆,C部分为直线形,C部分末端直接连接出口5。
根据本发明优选的,所述的一种水平井自动控水阀的阀盖6是活动的,能完整扣在阀底座1上。
本发明具有以下优点:
1、没有活动部件,安装方便,且不受温度压力的影响,适用于出砂井;
2、仅依靠运动流体自身动能、流动路径、流体性质对油水进行自动分离分流,增大水相的流动阻力,限制水的产出从而控制产液剖面、提高油藏采收率;
3、本装置适用于水已突破的水平井、大斜度井、渗透率已知或未知的井、边水/底水/夹水层油藏,相对于需提前测井的被动控水装置操作更加方便。
附图说明
图1为本发明的阀底座俯视结构示意图。
图2为本发明的阀底座单元I中流体流线示意图。
图3为本发明的阀盖仰视结构示意图。
图中,1-阀底座,2-入口,3-一级导流槽,4-二级导流槽,5-出口,6-阀盖,7-单元II入口,8-单元III入口,9-单元IV入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
如图1、图2所示,一种水平井自动控水阀,它主要包括阀底座1、阀盖6两部分。阀底座1有四个相同的单元:I、II、III、IV,每个单元都有相同结构的导流槽,导流槽利用如下原理进行控水:(1)油水存在密度差,油水混相旋转时会分离;(2)流体在导流槽中流动会产生沿程摩阻。
实施例1:
具体解释以图1中的单元I为例:当油水混相通过入口2流入一级导流槽3,因为水相密度比油相大,会通过旋转分离成油水单相,如图2所示,水相主要集中在一级导流槽3的外侧,油相主要集中在一级导流槽3的内侧,且越接近出口5,油水混相分离的越充分;最后油相直接沿出口5流出,水相会沿着二级导流槽4继续流动一段距离后才沿出口5流出,这样就增加了水相的沿程摩阻,而油相不受影响,从而达到控水目的。
所述的一种水平井自动控水阀的入口2与出口5都是圆形,且半径相同,能保证液体的顺利通过。
所述的一种水平井自动控水阀没有任何的活动部件,不会因为井筒出砂而出现堵塞,所以适用于出砂严重的任何产水的水平井。
实施例2:
具体解释以图1以及图3为例:如图1所示,阀底座1有4个相同的单元:I、II、III、IV,每个单元都能起到一定的控水作用,四个单元集中在一起,控水效果会更佳,即一种水平井自动控水阀能在井筒单位面积内起到更佳的控水效果,且适用于产液量大的井。
所述的一种水平井自动控水阀是薄片状,能贴在油管的表面,所以不会影响油管的安装及油管尺寸的选择。
所述的一种水平井自动控水阀的阀盖6是活动的,能完整扣在阀底座1上,修井的时候,也能直接取下阀盖6,从而检查导流槽是否出现磨损。
Claims (5)
1.本发明涉及一种水平井自动控水阀,它主要包括阀底座1、阀盖6两部分。阀底座1有四个相同的单元:I、II、III、IV,每个单元都有相同结构的导流槽;以单元I为例,一级导流槽3是角度为90°圆形,一级导流槽3的末端分支为二级导流槽4以及出口5。
当油水混相通过入口2流入一级导流槽3,会通过旋转分离成油水单相,其中油相直接沿出口5流出,水相会沿着二级导流槽4继续流动一段距离后才沿出口5流出,这样就增加了水相的沿程摩阻,达到控水目的。
2.根据权利要求1所述的一种水平井自动控水阀,其特征在于,所述的二级导流槽4宽度为一级导流槽3的一半。
3.根据权利要求1所述的一种水平井自动控水阀,其特征在于,所述的二级导流槽4光滑连接一级导流槽3,并光滑连接出口5;其中二级导流槽4的A部分为弧度为30°的圆形,且与一级导流槽3共圆心,B部分为半圆,C部分为直线形。
4.根据权利要求1所述的一种水平井自动控水阀,其特征在于,所述的入口2与出口5为圆形,且半径相同。
5.根据权利要求1所述的一种水平井自动控水阀,其特征在于,所述的阀底座1及阀盖6是薄片状,阀盖6是活动的,能完整扣在阀底座1上,阀底座1能安装在油管的表面,且不会影响油管的安装及油管尺寸的选择。
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