CN120556894A - 一种油水分离同井注采完井结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油水分离同井注采完井结构，解决了油水分离效果差的技术问题。该装置包括采油树、油管总成、注采封隔总成、过电缆封隔器、桥式总成以及油水分离总成等，油水分离总成包括：油水分离管，连接于油管总成上；油水分离器，连接于油水分离管的底部；螺杆泵，连接于油水分离器的底部，螺杆泵用于对油藏增压并输送至油水分离器；动力源，与螺杆泵连接，并为螺杆泵提供动力。本发明可以降低对油滴的剪切破碎作用，以降低油滴乳化程度，从而提高油水分离效果。

Description

一种油水分离同井注采完井结构

技术领域

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种油水分离同井注采完井结构。

背景技术

现有用于海陆双特高油田开采的井下油水分离同井注采完井工艺系统，陆地以大庆油田、大港油田为代表，其大多采用杆式螺杆泵采-螺杆泵注、杆式螺杆泵采-电泵注、抽油机采-电泵注、抽油机采-抽油机注，海上则采用单电机单电泵和双电泵为代表的增压型油水分离同井注采完井工艺。

然而，海上已有油水分离同井注采完井工艺基于油水分离器增压后分离的方式，由于多级离心泵高速旋转时对油滴具有较强的剪切破碎作用，会造成油滴一定程度的乳化，从而影响油水分离效果，有待改进。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的在于提供一种油水分离同井注采完井结构，可以降低对油滴的剪切破碎作用，以降低油滴乳化程度，从而提高油水分离效果。

本发明提供了一种油水分离同井注采完井结构，包括：

采油树，用于固定在套管的顶部；

油管总成，连接于所述采油树的底部，并用于下入套管内；

注采封隔总成，设置于所述油管总成的底部，并用于将套管分隔为生产层和回注层；

过电缆封隔器，连接于所述油管总成的上端，且所述过电缆封隔器与所述注采封隔总成之间形成采油环空；

桥式总成，连接所述油管总成和所述注采封隔总成，且所述桥式总成上设置有连通所述生产层和所述采油环空的桥式通道；

油水分离总成，连接于所述油管总成上，并位于所述采油环空内；

其中，所述油水分离总成包括：

油水分离管，连接于所述油管总成上；

油水分离器，连接于所述油水分离管的底部；

螺杆泵，连接于所述油水分离器的底部，所述螺杆泵用于对油藏增压并输送至所述油水分离器；

动力源，与所述螺杆泵连接，并为所述螺杆泵提供动力。

可选地，所述动力源包括：

潜油永磁电机，连接于所述螺杆泵的底部；

动力电缆，底部与所述潜油永磁电机连接、顶部穿过所述过电缆封隔器并与外部电力设施连接；

电机保护器，连接于所述潜油永磁电机上。

可选地，所述潜油永磁电机的底部连接有井下工况监测装置，以实时监测所述采油环空内油藏的信息。

可选地，所述油水分离管上连接有双通道单向阀，且所述双通道单向阀用于限制油和水朝向所述油水分离器回流。

可选地，所述油管总成包括：

采油管，连接于所述采油树的底部；

多通道Y分悬挂器，连接于所述采油管的底部，所述多通道Y分悬挂器内设置有油通道和水通道，所述油水分离管内的排油管道与所述油通道连接、排水管道与所述水通道连通；

回注总成，顶部与所述多通道Y分悬挂器内的所述水通道连接、底部与所述桥式总成连接，且分离后的水能够通过所述回注总成注入所述回注层。

可选地，所述回注总成包括：

回注管，顶部与所述多通道Y分悬挂器内的所述水通道连接、底部与所述注桥式总成连接；

双向阀，连接于所述回注管上，并用于在解堵时提供解堵液注入通道、返洗井时提供返洗通道；

配注监测调控装置，连接于所述回注管上，并位于所述双向阀的下方，且所述配注监测调控装置用于监测所述采油环空内的信息并连续调控注入量；

信号电缆，底部与所述配注监测调控装置连接、顶部穿过所述过电缆封隔器并与外部电力设施连接。

可选地，所述采油管上连接有井下安全阀，且所述井下安全阀位于所述过电缆封隔器的上方。

可选地，所述采油管上连接有流量传感器，以监测采出油量。

可选地，所述注采封隔总成包括：

注采管，通过所述桥式总成连接于所述油管总成的底部；

顶部封隔器，设置于所述注采管上；

层间封隔器，连接于所述注采管上，并位于所述顶部封隔器的下方；

其中，所述顶部封隔器与所述层间封隔器之间形成所述生产层，所述层间封隔器的下方形成所述回注层。

可选地，所述桥式总成包括：

桥式定位器，连接于所述注采管的顶部，并与所述回注管连接，且所述顶部封隔器连接于所述桥式定位器上；

桥式配注器，连接于所述注采管上，并位于所述顶部封隔器与所述层间封隔器之间；

其中，所述桥式定位器和所述桥式配注器上分别设置有相互连通的桥式通道。

由上述技术方案可知，本发明提供的油水分离同井注采完井结构，具有以下优点：

该装置利用螺杆泵对油藏进行增压输送，相较于离心泵，螺杆泵能够降低对油滴的剪切破碎作用，以降低油滴乳化程度，从而提高油水分离效果。同时，该装置集成同井注采、解堵、返排以及返洗井等功能，能够适应海上及陆地油田水平井、定向井、垂井的生产应用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的使用示意图，展示同井注采状态；

图3为本发明实施例的使用示意图，展示回注层解堵状态；

图4为本发明实施例的使用示意图，展示生产层解堵状态；

图5为本发明实施例的使用示意图，展示反洗井状态。

附图标记说明：

1、采油树；2、油管总成；21、采油管；22、井下安全阀；23、流量传感器；24、多通道Y分悬挂器；25、回注总成；251、回注管；252、双向阀；253、配注监测调控装置；254、信号电缆；3、注采封隔总成；31、注采管；32、顶部封隔器；33、层间封隔器；4、桥式总成；41、桥式定位器；42、桥式配注器；5、过电缆封隔器；6、生产层；7、回注层；8、采油环空；9、油水分离总成；91、油水分离管；92、油水分离器；93、螺杆泵；94、动力源；941、潜油永磁电机；942、动力电缆；943、电机保护器；944、井下工况监测装置；10、双通道单向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1-图5所示为本发明实施例，该实施例中公开了一种油水分离同井注采完井结构，包括用于固定在套管顶部的采油树1，采油树1的底部固定连接有油管总成2，且油管总成2用于下入套管内。

在一个实施例中，如图1所示，油管总成2的底部设置有注采封隔总成3，且注采封隔总成3与油管总成2通过桥式总成4连接，同时，油管总成2的上端设置有过电缆封隔器5，且过电缆封隔器5用于坐封在套管内壁上。

在一个实施例中，如图1所示，注采封隔总成3用于将套管分隔为生产层6和回注层7，过电缆封隔器5与注采封隔总成3之间形成采油环空8，同时，桥式总成4上设置有桥式通道(图中未视出)，且桥式通道连通生产层6和采油环空8。

在一个实施例中，如图1所示，油管总成2上连接有油水分离总成9，且油水分离总成9位于采油环空8内，油水分离总成9用于对采油环空8内的油藏进行油水分离，并将油输送至油管总成2。

在一个实施例中，如图1所示，油水分离总成9包括油水分离管91、油水分离器92、螺杆泵93和动力源94，油水分离管91的顶部连接于油管总成2上，油水分离器92连接于油水分离管91的底部。螺杆泵93连接于油水分离器92的底部，且螺杆泵93用于对油藏增压并输送至油水分离器92，动力源94用于为螺杆泵93提供动力。

本实施例中的油水分离同井注采完井结构，利用螺杆泵93对油藏进行增压输送，相较于离心泵，螺杆泵93能够降低对油滴的剪切破碎作用，以降低油滴乳化程度，从而提高油水分离效果。

在本实施例中，油水分离器92采用井下并联旋流式油水分离器，以聚结碰撞和微旋流为基础，实现井下地层产出液油水高效分离，可适应7″、9-5/8″套管，并且能够应用于水平井、定向井、垂井等工况。

在一个实施例中，如图1所示，动力源94包括潜油永磁电机941、动力电缆942、电机保护器943和井下工况监测装置944，潜油永磁电机941连接于螺杆泵93的底部，并用于控制螺杆泵93工作，动力电缆942的底部与潜油永磁电机941连接、顶部穿过过电缆封隔器5并与外部电力设施连接。电机保护器943连接于潜油永磁电机941上，以实现对潜油永磁电机941的保护，井下工况监测装置944连接于潜油永磁电机941的底部，以实时监测采油环空8内油藏的信息。

在本实施例中，井下工况监测装置944包括但不限于压力传感器、温度传感器等，以实时监测采油环空8内油藏的温压等信号。

在一个实施例中，如图1所示，油水分离管91上连接有双通道单向阀10，且双通道单向阀10用于限制油和水朝向油水分离器92回流，也就是油水分离后，油和水只能进入油水分离管91，以保证采油作业顺利进行。

在一个实施例中，如图1所示，油管总成2包括固定连接于采油树1底部的采油管21，采油管21上连接有井下安全阀22和流量传感器23，井下安全阀22位于过电缆封隔器5的上方，流量传感器23位于过电缆封隔器5的下方，并用于实时监测采出油量。

在一个实施例中，如图1所示，采油管21的底部固定连接有多通道Y分悬挂器24，多通道Y分悬挂器24内设置有油通道和水通道(图中未视出)，并且油水分离管91内的排油管道与油通道连接、排水管道与水通道连通，也就是油水分离后，油通过油通道进入采油管21，水进入水通道。

在一个实施例中，如图1所示，多通道Y分悬挂器24的底部固定连接有回注总成25，回注总成25的顶部与多通道Y分悬挂器24内的水通道连接、底部与桥式总成4连接，且油水分离后的水能够通过回注总成25注入回注层7，从而实现同井注采。

在一个实施例中，如图1所示，回注总成25包括回注管251、双向阀252、配注监测调控装置253和信号电缆254，回注管251的顶部与多通道Y分悬挂器24内的水通道连接、底部与桥式总成4连接，双向阀252和配注监测调控装置253分别连接于回注管251上，且配注监测调控装置253位于双向阀252的下方，信号电缆254的底部与配注监测调控装置253连接、顶部穿过过电缆封隔器5并与外部电力设施连接。

在本实施例中，双向阀252具有两种功能，其一是解堵过程中，为解堵液提供注入通道，其二是返洗井过程中，提供返洗通道。配注监测调控装置253包括但不限于传感器、控制阀等监测及控制装置，以实现注入流量、注入压力、采油环空8压力、井底温度等参数测量，同时实现注入量的连续调控，通过调控注入量，保证注入压力、注入量满足设计要求，同时保证油水高效分流比。

在一个实施例中，如图1所示，注采封隔总成3包括注采管31、顶部封隔器32和层间封隔器33，注采管31通过桥式总成4连接于回注管251的底部，顶部封隔器32和层间封隔器33分别设置于注采管31上，且层间封隔器33位于顶部封隔器32的下方。当顶部封隔器32和层间封隔器33分别坐封在井筒内壁时，顶部封隔器32与层间封隔器33之间形成生产层6，层间封隔器33的下方形成回注层7，从而实现井筒的分层，以使该完井结构能够具备分层开采能力。

在一个实施例中，如图1所示，桥式总成4包括桥式定位器41和桥式配注器42，桥式定位器41连接于注采管31的顶部，并与回注管251连接，同时，顶部封隔器32固定连接于桥式定位器41上。桥式配注器42固定连接于注采管31上，并且桥式配注器42位于顶部封隔器32与层间封隔器33之间。同时，桥式定位器41和桥式配注器42上分别设置有相互连通的桥式通道，以连通生产层6和采油环空8。

本实施例中的油水分离同井注采完井结构，使用过程如下：

(1)同井注采

如图2所示，采油树1、采油管21、多通道Y分悬挂器24、油水分离管91、油水分离器92、螺杆泵93以及动力源94构成采油通道，多通道Y分悬挂器24、双向阀252、回注管251和注采管31构成回注通道，也就是生产层6内的油藏通过桥式定位器41和桥式配注器42的桥式管道进入采油环空8内，动力源94驱动螺杆泵93工作，螺杆泵93将油藏增压输送至油水分离器92，随后，油水分离器92将油藏分离，油相通过采油通道采出，水相通过回注通道进入回注层7，从而实现同井注采。

(2)回注层解堵

如图3所示，将解堵液注入采油管21，解堵液通过双向阀252进入回注管251，最终通过注采管31进入回注层7，并冲刷回注层7内的絮状堵塞物，从而实现回注层7解堵。

(3)生产层解堵

如图4所示，将解堵液注入采油环空8，解堵液通过桥式通道进入生产层6，并对生产层6进行冲刷，最终排入地层，从而实现生产层6解堵。

(4)返洗井

如图5所示，通过配注监测调控装置253关闭回注管251位于双向阀252以下的部分，并控制桥式总成4关闭，将洗井液注入采油环空8，当采油环空8内的井压达到一定值时，双向阀252自动开启，此时，洗井液通过双向阀252进入回注管251，并通过多通道Y分悬挂器24进入采油管21，最终通过采油管21排出，从而实现返洗井。

由上述可知，该装置具有以下优点：

(1)井下并联旋流式油水分离器采用微旋流技术，分离效率高，处理液量大，以提高采油效率；

(2)地层产出液经螺杆泵93增压后进行油水分离，由于螺杆泵93属于容积泵，无剪切作用，对油滴乳化作用小，可最大限度降低对油水分离效率的影响；

(3)配注监测调控装置253与双向阀252配合，可实现注采层的酸化解堵、井液返排、返洗井等功能，工艺结合更全面化；

(4)由永磁螺杆泵93提供泵采举升及回注驱动源，系统效率更高，更加节能。

需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种油水分离同井注采完井结构，其特征在于，包括：

采油树(1)，用于固定在套管的顶部；

油管总成(2)，连接于所述采油树(1)的底部，并用于下入套管内；

注采封隔总成(3)，设置于所述油管总成(2)的底部，并用于将套管分隔为生产层(6)和回注层(7)；

过电缆封隔器(5)，连接于所述油管总成(2)的上端，且所述过电缆封隔器(5)与所述注采封隔总成(3)之间形成采油环空(8)；

桥式总成(4)，连接所述油管总成(2)和所述注采封隔总成(3)，且所述桥式总成(4)上设置有连通所述生产层(6)和所述采油环空(8)的桥式通道；

油水分离总成(9)，连接于所述油管总成(2)上，并位于所述采油环空(8)内；

其中，所述油水分离总成(9)包括：

油水分离管(91)，连接于所述油管总成(2)上；

油水分离器(92)，连接于所述油水分离管(91)的底部；

螺杆泵(93)，连接于所述油水分离器(92)的底部，所述螺杆泵(93)用于对油藏增压并输送至所述油水分离器(92)；

动力源(94)，与所述螺杆泵(93)连接，并为所述螺杆泵(93)提供动力。

2.根据权利要求1所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述动力源(94)包括：

潜油永磁电机(941)，连接于所述螺杆泵(93)的底部；

动力电缆(942)，底部与所述潜油永磁电机(941)连接、顶部穿过所述过电缆封隔器(5)并与外部电力设施连接；

电机保护器(943)，连接于所述潜油永磁电机(941)上。

3.根据权利要求2所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述潜油永磁电机(941)的底部连接有井下工况监测装置(944)，以实时监测所述采油环空(8)内油藏的信息。

4.根据权利要求2所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述油水分离管(91)上连接有双通道单向阀(10)，且所述双通道单向阀(10)用于限制油和水朝向所述油水分离器(92)回流。

5.根据权利要求1所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述油管总成(2)包括：

采油管(21)，连接于所述采油树(1)的底部；

多通道Y分悬挂器(24)，连接于所述采油管(21)的底部，所述多通道Y分悬挂器(24)内设置有油通道和水通道，所述油水分离管(91)内的排油管道与所述油通道连接、排水管道与所述水通道连通；

回注总成(25)，顶部与所述多通道Y分悬挂器(24)内的所述水通道连接、底部与所述桥式总成(4)连接，且分离后的水能够通过所述回注总成(25)注入所述回注层(7)。

6.根据权利要求5所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述回注总成(25)包括：

回注管(251)，顶部与所述多通道Y分悬挂器(24)内的所述水通道连接、底部与所述桥式总成(4)连接；

双向阀(252)，连接于所述回注管(251)上，并用于在解堵时提供解堵液注入通道、返洗井时提供返洗通道；

配注监测调控装置(253)，连接于所述回注管(251)上，并位于所述双向阀(252)的下方，且所述配注监测调控装置(253)用于监测所述采油环空(8)内的信息并连续调控注入量；

信号电缆(254)，底部与所述配注监测调控装置(253)连接、顶部穿过所述过电缆封隔器(5)并与外部电力设施连接。

7.根据权利要求5所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述采油管(21)上连接有井下安全阀(22)，且所述井下安全阀(22)位于所述过电缆封隔器(5)的上方。

8.根据权利要求5所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述采油管(21)上连接有流量传感器(23)，以监测采出油量。

9.根据权利要求1所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述注采封隔总成(3)包括：

注采管(31)，通过所述桥式总成(4)连接于所述油管总成(2)的底部；

顶部封隔器(32)，设置于所述注采管(31)上；

层间封隔器(33)，连接于所述注采管(31)上，并位于所述顶部封隔器(32)的下方；

其中，所述顶部封隔器(32)与所述层间封隔器(33)之间形成所述生产层(6)，所述层间封隔器(33)的下方形成所述回注层(7)。

10.根据权利要求9所述的油水分离同井注采完井结构，其特征在于，所述桥式总成(4)包括：

桥式定位器(41)，连接于所述注采管(31)的顶部，并与所述回注管(251)连接，且所述顶部封隔器(32)连接于所述桥式定位器(41)上；

桥式配注器(42)，连接于所述注采管(31)上，并位于所述顶部封隔器(32)与所述层间封隔器(33)之间；

其中，所述桥式定位器(41)和所述桥式配注器(42)上分别设置有相互连通的桥式通道。