一种井下油水分离分层注采管柱的制作方法

本发明涉及油田采油工程，具体说是一种井下油水分离分层注采管柱。

背景技术：

1、大部分陆上油田为多油层油藏，层间差异较大，这些油田进入开发中后期高含水井越来越多，采油成本越来越高，许多井含水率已经高达99％以上，常规开发技术已无法继续经济有效地开采，不得不关井废弃。因此油田迫切需要解决这一问题，延长这些高含水井经济开发寿命，井下油水分离同井注采工艺就是其中一种能解决此问题的方法，该工艺让油水在井下进行分离，通过采出泵将低含水的采出液被举升到地面，利用注入泵将分离出的水在井下注入非采出层，从而降低井口无效采出水量，减少了采出水处理工作量和成本。

2、现阶段技术比较成熟的井下油水分离工艺可以分为离心旋流式和重力沉降式两种，现场已得到规模应用验证的井下油水分离工艺是发明cn101025080b 提出的多杯等流型井下油水分离器实现高含水井同井注采的方法。该发明的注入泵、采出泵为组合式抽油泵，利用同一动力源抽油杆驱动，通过调整注入泵和采出泵的冲程、冲次、泵径来调整生产井注入采出比。该工艺方法能够很好的完成井下油水的分离，实现高含水井经济有效的开采。但是该工艺在一些工况复杂井也遇到一些问题：1）采用同一动力源系统利用抽油杆驱动两台组合式抽油泵工作，系统负荷大，注入系统和采出系统互相影响，只要其中一个环节出现问题就会造成系统失效，井下油水分离注入采出功能无法有效实现；2）不适合同井多级分层、交互层注入采出，由于抽油杆和组合式抽油泵的遮挡也无法监测注入层注入流量、压力情况；3）生产过程中无法根据开发需要对注入层注入流量进行大幅度调整；4）不适合大液量同井注采井、深井同井注采井开发。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中上述的问题，本发明提供一种井下油水分离分层注采管柱，该井下油水分离分层注采管柱注入泵和采出泵利用相互独立的两套动力源系统驱动，注入泵采用潜油泵可以实现更大的注入液量和压力，不会对采出系统产生影响，有利于实现多级分层注入，还可以对生产井采出液量与注入液量进行动态调整，根据需要实现合理的注采比。

2、本发明的技术方案是：一种井下油水分离分层注采管柱，包括内管、外管、采出泵、注入泵，所述内管与外管之间为环形腔体，所述采出泵与抽油杆相连，注入泵与潜油电缆相连，所述注入泵下端连接油水分离器；

3、还包括若干个配产器和配注器，所述配产器与采出层相对应，配注器与注入层相对应；

4、所述配产器和配注器上均设有相互独立的采出液孔和注入液孔，其中采出液孔与内管和外管之间的环形腔体相通，形成采出液通道，与采出泵相连；注入液孔与内管共同形成注入液通道，与注入泵相连。

5、所述油水分离器包括分离器内管、分离器外管，分离器内管、分离器外管之间为环形腔体，分离器内管与内管外连，分离器外管外部设有沉降杯。

6、所述配注器上设有若干个轴向的采出液孔a，配注器内部为注入液孔a，且配注器侧壁上连接水嘴，水嘴与注入液孔a相通。

7、所述配产器上设有若干个轴向的采出液孔b，配产器内部为注入液孔b，且配产器侧壁上连接油嘴，油嘴与注入液孔b相通。

8、还包括若干个封隔器，每个封隔器位于相邻两个地层之间，将地层分隔。

9、所述采出层包括第一采出层、第二采出层，注入层包括第一注入层、第二注入层，每一个采出层均与一个配产器相对应，每一个注入层与一个配注器相对应。

10、所述注入泵为潜油电泵、潜油螺杆泵、潜油柱塞泵中的一种。

11、所述采出泵为杆式抽油泵或地面驱动螺杆泵。

12、第二采出层的采出液通过配产器的油嘴进入采出液孔b，采出液经过封隔器的采出液孔、配注器上的采出液孔a，最后经过外管最上部的出液口流入油水分离器外的套管环空，与第一采出层采出液汇合进入油水分离器；采出液经油水分离器分离，分离后低含水的采出液进入油水分离器上部油套环空，经过进液口进入采出泵，经采出泵增压后举升到地面；经油水分离器分离的水经过油水分离器的内外管环空进入注入泵，由注入泵增压后经过分离器内管进入注入液通道，由配注器的水嘴分别注入到第一注入层和第二注入层中。

13、本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，1、注入泵和采出泵可以互相匹配合实现同井注采工艺，实现多层、交互层注入和采出，完成采上注下、采下注上、采中间注两端、采两端注中间等多种注采形式；注入泵采用潜油泵可以实现更大的注入液量和压力，且注入液量和压力稳定。

14、2、注入泵和采出泵利用相互独立的两套动力源系统驱动，降低了各自动力源系统的工作负荷，提高了同井注采工艺对大液量同井注采井、深井同井注采井的技术适应性。

15、3、系统可以根据需要实现单独注入或者采出功能，当生产井含水波动或产能需要监测时可转为有杆泵单独生产，同时又可以根据油藏需要只作为注入井采用潜油泵单独注入生产。

技术特征：

1.一种井下油水分离分层注采管柱，包括内管（5）、外管（6）、采出泵（10）、注入泵（8），所述内管（5）与外管（6）之间为环形腔体，其特征在于：所述采出泵（10）与抽油杆（12）相连，注入泵（8）与潜油电缆（13）相连，所述注入泵（8）下端连接油水分离器（7）；

2.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述油水分离器（7）包括分离器内管（7-1）、分离器外管（7-3），分离器内管（7-1）、分离器外管（7-3）之间为环形腔体，分离器内管（7-1）与内管（5）外连，分离器外管（7-3）外部设有沉降杯（7-2）。

3.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述配注器（4）上设有若干个轴向的采出液孔a（4-1），配注器（4）内部为注入液孔a（4-2），且配注器（4）侧壁上连接水嘴（4-3），水嘴（4-3）与注入液孔a（4-2）相通。

4.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述配产器（17）上设有若干个轴向的采出液孔b（17-1），配产器（17）内部为注入液孔b（17-2），且配产器（17）侧壁上连接油嘴（17-3），油嘴（17-3）与注入液孔b（17-2）相通。

5.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：还包括若干个封隔器（3），每个封隔器（3）位于相邻两个地层之间，将地层分隔。

6.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述采出层包括第一采出层（15-1）、第二采出层（15-2），注入层包括第一注入层（16-1）、第二注入层（16-2），每一个采出层均与一个配产器（17）相对应，每一个注入层与一个配注器（4）相对应。

7.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述注入泵（8）为潜油电泵、潜油螺杆泵、潜油柱塞泵中的一种。

8.根据权利要求1所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：所述采出泵（10）为杆式抽油泵或地面驱动螺杆泵。

9.根据权利要求1-8任一项所述的井下油水分离分层注采管柱，其特征在于：第二采出层（15-2）的采出液通过配产器（17）的油嘴（17-3）进入采出液通道，采出液经过封隔器（3）的采出液孔、配注器（4）上的采出液孔（4-1），最后经过外管（6）最上部的出液口流入油水分离器（7）外的套管环空，与第一采出层（15-1）采出液汇合进入油水分离器（7）；采出液经油水分离器（7）分离，分离后低含水的采出液进入油水分离器（7）上部油套环空，经过进液口（9）进入采出泵（10），经采出泵（10）增压后举升到地面；经油水分离器（7）分离的水经过油水分离器（7）的内外管环空进入注入泵（8），由注入泵（8）增压后经过分离器内管（7-1）进入注入液通道，由配注器（4）的水嘴（4-3）分别注入到第一注入层（16-1）和第二注入层（16-2）中。

技术总结
一种井下油水分离分层注采管柱。主要解决现有的注采管柱中注入系统和采出系统互相影响、不适合大液量同井注采井、深井同井注采井开发的问题。其特征在于：所述采出泵（10）与抽油杆（12）相连，注入泵（8）与潜油电缆（13）相连，所述注入泵（8）下端连接油水分离器（7）；还包括若干个配产器（17）和配注器（4），所述配产器（17）与采出层相对应，配注器（4）与注入层相对应。该管柱的注入泵和采出泵利用相互独立的两套动力源系统驱动，注入泵采用潜油泵可以实现更大的注入液量和压力，不会对采出系统产生影响，有利于实现多级分层注入，还可以对生产井采出液量与注入液量进行动态调整，根据需要实现合理的注采比。

技术研发人员：蔡萌,黄有泉,祝绍功,孙延安,金岩松,姚国庆,郑国兴,郑学成,李强,盖伟涛,彭永刚,李巍巍,刘金堂
受保护的技术使用者：大庆油田有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23