一種帶反饋的多功能分層合采裝置的研究與應用

王小鵬

摘要：針對目前單井多層合采時由于倒灌現象引起的產量下降問題，研制了一種帶反饋的多功能分層合采裝置。該裝置利用單向閥的單向流通作用，防止上層高壓液體向低壓層位的倒灌，提高了采收率。同時在裝置內部設計安裝固體示蹤劑對流經的液體進行標記，在井口檢測油樣即可推測地層出液狀況，達到信息反饋的目的。現場應用表明油井增產效果明顯，可有效抑制層間矛盾問題。

關鍵詞：多層合采;倒灌現象;單向閥;采收率;固體示蹤劑

目前我們對于多層油藏的開采基本為兩種方式。方法一是分采，這種開采方式需要多次分隔油層以進行不同層位的開采，多次的起下管住，勞動強度大，成本高。方法二是多層合采，該方法的優點是避免了分采的繁復，缺點是當各油層悟性存在較大差異時，存在原油倒灌現象，采收率反倒下降了。另外在合采過程中我們無法判斷出液層位，也就無法采取相應的措施。

基于此設計了一種帶反饋的多功能合采裝置，該裝置解決了層間矛盾問題及信息反饋難題，提高了采收效率。

1、技術原理

1.1結構組成：1為下接頭，2為密封件，3為主體外殼，4為底堵，5為內管，6為固體示蹤劑，7為凡爾球座，8為凡爾球，9為壓緊接頭，10為彈簧，11為調壓桿，12為壓蓋，13為上接頭，14為密封件，31為連通孔，51為固定螺母，15為密封件，32為環形凸臺，52為第Ⅱ進液孔，53為限位圓盤，33為第Ⅰ進液孔，16為密封件。

1.2工作原理：

1.2.1合采原理

該工具的本體外殼是由整根棒料在縱向內部加工出的兩個通孔形狀構成，一個通孔為控制腔，另一個為連通腔。本體兩端與上下接頭連接，上下接頭與油管相連接。本體的連通腔用于連通上下油管保證整個管路的暢通，同時用于輸送控制腔內傳輸過來的油液，實現合采。

1.2.2層位信息反饋原理

在控制腔的下端安裝有內管以及固體示蹤劑，當地層的油液通過進液孔進入到控制腔的內管時，油液與固體示蹤劑接觸，攜帶特殊標記。

現以兩個油層的合采為例進行說明，采用封隔器封隔兩個油層，兩個分層合采控制器內部安裝兩種完全不同的固體示蹤劑，并分別位于封隔器的上方和下方。當正常產液的時候，我們只需要在井口檢測原液中的固體示蹤劑便能判斷各層位的出液狀況。若在井口檢測到某類示蹤劑了，則說明該示蹤劑對應層位產液了;若未檢測到該種示蹤劑，則說明該層未產液，可以采取措施關閉該層位。

1.2.3單向流通原理

控制腔中上部安裝有凡爾球座，凡爾球，彈簧和調壓桿等。當地層的油液達到一定壓力的時候，凡爾球壓縮彈簧并向上移動，凡爾球與凡爾座的密封狀態失效，油液得以進入上部，通過連通孔進入連通腔。當地層壓力不足的時候，凡爾球在彈簧力作用下回落至彈簧座上，實現對上部油液的可靠密封，防止了油液的倒灌。

1.2.4壓力控制原理

控制腔的上部安裝有調壓桿可以對油液的壓力進行調節。調壓桿與壓蓋為螺紋連接，端部套設彈簧的一端，通過旋入調壓桿的長度來調整彈簧的壓縮程度。彈簧壓縮的越緊，油液開啟單向閥所需要的壓力就越大。

2、技術特點

1）對多個油層同時開采時，分層合采控制器內部單向閥的單向流通功能防止了油流的倒灌，提高了采收效率;

2）采用固體失蹤劑對原油進行標記，追蹤原油的動向，反饋層位信息;

3）壓力調節裝置可對單向閥的開啟壓力進行調節。

3、現場應用

目前，該分層合采裝置已經在長慶某采油廠旗79-97，吳236-15，谷44-105，谷50-105，旗91-80進行試驗。所選的五口井在未下工具之前單井產量均在在3-4m³/天左右，下入工具之后有四口井單井產量穩定在4.5-5m³/天，增產效果明顯;還有一口井產量未能增加，保持在3.4 m³/天。

4、結論

1）部分油井由于不同層位之間物性相差較大，存在倒灌現象（高壓油層向低壓油層返流的現象），所以在使用該裝置后增產效果明顯;

2）一口井未實現增產效果，原因可能是油層之間物性相差不大，壓力比較相近，不存在倒灌現象。

參考文獻：

余華杰，朱國金，譚先紅.砂巖油藏多層合采層間干擾及開發策略研究【J】西南石油大學學報（自然科學版），2004.