存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统及注入方法技术方案

本发明专利技术公开了一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统及注入方法，所述注入系统包括注入管和地面加压装置，注入管内设有一组或多组注入单元；每组注入单元包括可变容积的工作剂存储器；地面加压装置在注入管内产生作用于可变容积的工作剂存储器上的压力使工作剂挤出。本发明专利技术同时公开了一种使用存储式的精密定量油气井井下工作剂注入系统的注入方法，将工作剂定量注入井下的目标位置。本发明专利技术的注入系统，采用可预先定量将工作剂注入工作剂存储器的方式，能够精确定量注入工作剂，确保工作剂注入量的精确性；本发明专利技术的注入方法，能够将工作剂精确定量注入目标位置，具有极佳的注入量的精确性和注入位置的准确性，确保了最佳的注入效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统，以及使用该系统的注入方法，属于石油和天然气开采领域。这里的油气井是指油气田开发中广义的油气井，包括油井、气井、天然气井、注入井、注水井、注蒸汽热采井、蒸汽吞吐井、蒸汽注入井、深井和超深井，水平井，大斜度井，定向井，直井等。
技术介绍
油气田开发中需要向井下注入工作剂，以改善井下生产状况。井下注入的工作剂包括以下几类: (1)堵塞剂，包括胶、水泥、降渗剂； (2)地层砂固结剂； (3)贵重工作剂，包括除垢剂、解堵剂； (4)需要限量的工作剂，如氧化剂； 目前向油气井中注入上述工作剂，油田都是采用从地面通过地面注入设备(比如泵车等)向油气井中直接注入工作剂。以井下注胶为例，该注入方式采用了注入管和设置在注入口两端的封隔器两部分构成注胶管柱，上部连接作业管柱至地面，通过地面设备向井内注入胶体，胶体再通过上千米的作业管柱，经过封隔器和注入管构成的封闭环空，将胶注入到生产管柱外环空和地层的目标位置；封隔器是采用扩张式封隔器，封隔注入口两端。首先注入压力液使扩张封隔器扩张座封，其中使用定压阀控制管内压力，使压力达到甚至超过封隔器的坐封压力；因此，井下注液管系统包括注液管和封隔系统。封隔系统包括封隔器，扩张式封隔器需要配套使用能使封隔器胀封的定压阀和回缩的泄油器。这种注胶方式在中国专利技术专利“油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构及方法(申请号201410013598.8)”做了比较详细的描述，这种方法就是向充填环的目标层段注入阻流介质，形成阻流环。这种阻流环是流体难以渗透甚至无法渗透的封隔段。该专利也提出了一种方法，该方法就是在注入层段两端设置封隔器，然后通过注入管串和设置在管串上的注入口将阻流介质注入充填环。如图1所示，图1中:1-1为地面注入设备；1_2为井口 ；1_3为普通过滤器管柱；1-4为砾石充填层；1-5为实际注入长度；1-6为设计注入长度；1-7为控流筛管；1-8为封隔颗粒；1_9为产油层；1_10为阻流环；1_11为出水层；1_12为裸眼井壁；1_13为作业管柱；1-14为搅拌罐。同时，这种注入方法是通过整个管串向目标层段注入，一般管串长度在上千米甚至几千米，阻流介质通过如此长的管路进入目标层段，也造成阻流介质的极大浪费。另夕卜，从井口注液的方法需要在地面设立大型配液罐进行搅拌制液，既要占用大量资源又操作不便。上述的注入方式还存在的问题如下: (1)不能够定量，存在过量注入和欠量注入；过量注入会造成井下环空中工作剂的过量注入，对环空和开采层面造成影响，胶的注入过量则会严重影响采油采气的生产过程，如胶体注入过量，胶就会进入油层，影响油从地层流出，降低开采效率；欠量注入则不能够达到注入的作业目的； (2)胶体沿注入管长距离输送，会受到作业管柱内杂质的污染，对胶性能产生不利影响；影响工作液的工作效能，比如胶粘性能大幅度下降，对注胶作业的效果产生不利影响； (3)工作液在输送管长距离输送，工作液被污染进而污染地层导致地层产量下降，对采油和采气的正常作业带来不利影响； (4)用胶量大，地面配胶设备体积大，该方式注胶必须通过长距离的注胶管注入，造成胶的大量浪费； (5)该方式在多层同时注入时，又存在无法分层控制注入胶量的问题。因为不同层，需要的胶量差别很大，为了达到较好的效果，一般都采用分层注胶，即注一层，移动一次管柱，作业工作量大，注入作业的效率低，不能够满足高效率作业的要求。以直井注胶为例，直井有五层，油层厚3米，具有三个隔层，隔层分别为2米厚，井深为3000米，该井为砾石充填井，若胶环高度为2米，真正有效的需求量是20L，但采用地面注胶的方式就需要上千升胶，因为要考虑到上千米管壁上损失的胶量。并且该方式需要地面泵送设备将胶注入井下，注入胶量精度不能够精确控制，容易造成污染；沿途管线内壁脏东西污染，如铁锈等会对胶液造成污损，化学剂性能大幅度下降；采用前置液和后置液段塞式输送胶液，就会出现前置液和后置液分别于胶液互相混合的问题。拖动注胶管柱时一次定位精度低，误差较大，不能够满足井下注入作业的位置精度要求；这种作业方式一次只能够将胶液注入到某一层，注一层需要拖动一层，施工作业时间较长；地面注胶设备体积大，注入作业的操作过程复杂。除了注胶作业，还有其他工作液注入，如解堵液、除垢液、修补液、氧化剂等，比如氧化剂，携带量大了容易爆炸，携带量小了，又不能解决问题。因此，注这些工作液用地面注入法同样存在需要精确控制注入量的问题。因此，为了解决上述问题，需要设计一种能够实现精确定量地注入介质并且能够精确定位的工作剂注入系统和注入方法。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统及其注入方法。本专利技术存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统，采用可预先定量注入工作剂的工作剂存储器的方式，能够精确定量注入工作剂，确保工作剂注入量的精确性，保证井下工作剂注入作业的高效性和准确性；不会造成工作剂的浪费，避免了传统注入作业的注液管中工作剂的大量浪费，提高了工作剂的利用率，降低了作业成本；在注入作业完成后，能够取出后再次使用，工作剂注入系统具有重复多次使用的特点，降低了注入作业的成本，提高了作业效率； 本专利技术利用存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统的注入方法，能够将工作剂精确定量注入目标位置，具有极佳的注入精确性和位置准确性，确保了最佳的注入效果；并且通过封隔器，能够将工作剂封隔在目标位置的环空，不会发生工作剂的窜流，保证了井下正常的生产作业，不会造成目标位置以外的层位受工作剂的影响。为解决上述问题，本专利技术采用技术方案为: 一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统，所述注入系统包括注入管和地面加压装置，注入管内设有一组或多组注入单元；每组注入单元包括可变容积的工作剂存储器，设置在注入管上与注入管外部连通的工作剂出料口，出料口与工作剂存储器连通；地面加压装置在注入管内产生作用于可变容积的工作剂存储器上的、高于注入管外部的压力，可变容积的工作剂存储器容积减小，工作剂经出料口流出至注入管外部。工作剂注入系统的每个注入单元中携带工作剂存储器，工作剂存储器中携带预先定量存储的工作剂，此处的工作剂可以是液态以及胶状的工作剂；将注入管下放至目标位置后，通过地面加压装置向工作剂存储器施加压力，使工作剂存储器内的工作剂经出料口流至注入管外部的目标位置，完成工作剂的注入作业。本专利技术中采用的工作剂的种类包括以下几种: (O阻流介质:其特征在于低渗或无渗，其成分包括并不限于以下一种或多种:凝胶、树脂、水泥、聚合物、降渗剂； (2)地层砂固结剂、除垢剂、解堵剂、氧化剂； (3)酸液:其成分包括并不限于以下一种或多种:盐酸、硫酸、过氧化氢。本专利技术的技术方案将工作剂预先定量存储在工作剂存储器内，通过注入管下放至目标位置进行工作剂注入作业，能够实现对工作剂的精确定量注入，不会造成工作剂的浪费，作业方式简单高效，作业成本低。优选的，工作剂存储器为囊式存储器。该囊式存储器可以由橡胶、塑料、不透气的布料等易变形的材料制作而成，在受到地面加压装置的压力后，囊式存储器的容积收缩将其内部的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储式精密定量油气井井下工作剂注入系统，所述注入系统包括注入管和地面加压装置，其特征在于，注入管内设有一组或多组注入单元；每组注入单元包括可变容积的工作剂存储器，设置在注入管上与注入管外部连通的工作剂出料口，出料口与工作剂存储器连通；地面加压装置在注入管内产生作用于可变容积的工作剂存储器上的、高于注入管外部的压力，可变容积的工作剂存储器容积减小，工作剂经出料口流出至注入管外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴柏林，吴建昌，冯国江，
申请(专利权)人：安东柏林石油科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11