專利名稱：大排量單管分層注聚配注方法及其注入裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種海上油田防砂完井注入井大排量分層注入聚合物溶液的配注工
藝方法和低剪切高保粘的注入裝置。
背景技術：
近年來，通過在海上油田的多個注聚試驗區的試驗表明，油層物性非均質性導致 油田注聚井層間矛盾越來越明顯。為了解決這些生產矛盾，采用聚合物溶液分段注入技術 是提高聚驅效果的最佳技術方案之一，該聚合物溶液分段注入技術將成為聚合物驅提高采 收率的重要技術關鍵。 陸地油田籠統聚驅技術已經較為成熟地被應用，雖采用籠統注入方式能夠一定程 度地調整層間矛盾，取得增油效果，但在油層垂向非均質性嚴重的情況下，隨著開發層段油 層層數增多及層間、層內矛盾的增大，聚合物驅油效果受到影響，為了提高聚合物驅油的整 體開發效果，減緩注聚過程中的層間干擾，提高聚合物的利用率，必須進行細分注聚。實踐 證明，采用傳統細分注水的配水器進行聚合物分注時，聚合物溶液經過配水器水嘴剪切降 解嚴重，粘度損失率達50%以上，影響聚驅效果。 目前，國內一些油田也有采用井下單管分層注聚工具或單管多層分層配注的技術 方案，諸如(l)大慶油田已開發的井下單管分層注聚工具，可實現2-3層分注，可控制單層 注入量20 150mVd，聚合物溶液的剪切降解率小于4. 2%，控制壓差3. OMPa。 (2)勝利油 田采用的單管多層分層配注，其配注器適應排量范圍為25 200mVd，分注層數達3層，可 控制壓差為3. OMPa左右，聚合物溶液的剪切降解率小于8%。 (3)河南油田采用的聚合物 驅井下單管多層分層配注，分注層數達3層，在單層流量180mVd時，可以產生3. 6MPa以上 的壓降，使聚合物剪切降解率小于6% 。 另外，公告號是CN2923998，其公告日是2007年7月18日的中國實用新型專利 中公開了一種分層注聚配注器，由固定部分和活動部分組成；其固定部分由上部接頭、分注 工作筒和下部接頭組成，分注工作筒的上、下端分別與上、下部接頭相聯接，在分注工作筒 上開有若干配注孔；活動部分是配注芯，配注芯由錐管和細長管組成，細長管位于錐管的下 方；在配注芯的管體外制有若干環形切槽，形成環形連續擴縮管結構；分層注聚配注器采 用獨特的配注芯結構設計，可以確保粘度保留率大于95%以上，實現了分層注聚，通過調整 配注芯的長度可控制配注量的大小，配注量為20 200mVd。 綜上所述，現有技術均不能滿足海上油田單層最大注聚量400mVd，分注層數在 2-6段細分注聚的要求。另外，海上油田采用防砂完井方式，但針對陸地油田所開發的分層 注聚工具不能應用于海上油田。隨著注聚工作開展的廣度和深度，為了更好地發揮聚合物 驅油的效果，目前，急需開發針對結合海上油田注入井油藏特點和完井特點進行聚驅單管 分層注聚工藝技術。
發明內容
針對上述現有技術，為了滿足海上油田日益迫切的大排量分層注入聚合物溶液的 需求，本發明提供一種大排量單管分層注聚注入裝置，利用該注入裝置進行配注可以解決 在現有技術中海上油田籠統注聚導致聚合物溶液主要進入高滲透層所造成中、低滲透層波 及程度低，驅油效果差的難題。另外，現有技術中的多管分層注聚技術往往受到管柱摩阻及 管柱組合特定性等客觀條件的限制，不能滿足海上油田大排量、多層段注入聚合物的需求， 而且多管分注造價高昂。利用上述本發明注入裝置進行單管分層注聚配注方法具有高保粘 率、大排量、多層段量的特點，可以解決海上油田注聚目前面臨的困難，從而提高聚合物的 利用率和驅油效果。 為了解決上述技術問題，本發明大排量單管分層注聚注入裝置予以實現的技術方
案是包括密封地設置在分層注聚工作筒內的分層注聚配注芯子，所述分層注聚工作筒包
括設置在外工作筒內的內工作筒和與外工作筒固連的鎖定環；所述內工作筒的內壁設置有
環形螺旋降壓槽；所述分層注聚配注芯子由的彈性打撈頭、密封定位筒、分層配注芯子和導
向頭構成；所述分層配注芯子固定在分層注聚工作筒上，以實現分層注聚配注芯子的定位
和鎖定，其固定結構采用防上竄鎖定結構和止落鎖定結構，所述分層配注芯子與帶有環形
螺旋降壓槽的內工作筒配合，在分層配注芯子與內工作筒之間形成一環形螺旋降壓管道；
注入口設置在所述環形螺旋降壓管道的頂端且與分層注聚工作筒筒壁貫穿；進液口設置在
所述環形螺旋降壓管道的底端且與分層配注芯子的中心孔相通；所述分層配注芯子和所述
分層注聚工作筒之間的密封結構為設置在所述分層配注芯子和內工作筒之間的兩組T形
密封盤根與軸肩固定結構的配合，從而實現分層注聚配注芯子的密封；所述外工作筒與內
工作筒之間設置有工作通道，通過節流控制不同層段的配注量以實現分層調配。 本發明大排量單管分層注聚注入裝置，其中，所述環形螺旋降壓槽為多頭結構。所
述環形螺旋降壓槽的斷面形狀為半圓形，以降低對聚合物溶液的剪切作用，從而達到降壓
保粘。所述工作通道為橋式通道。所述分層注聚配注芯子中彈性打撈頭的外壁上設置有止
落定位臺階，所述鎖定環通過與所述止落定位臺階的配合，以實現分層注聚配注芯子的定
位和錨釘。所述外工作筒的底部設置有密封變扣接頭，用于不同層段之間注入裝置的連接。 利用上述注入裝置的分層注聚配注方法，包括以下步驟 步驟一、根據分層注聚層段數，備好相應數量的注入裝置和插入密封組合； 步驟二、首先，將與分層注聚層段數對應的帶有儲存式電子壓力計的驗封芯子裝
入每級對應的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套的注聚油管和各層所
用的帶有驗封芯子的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下入到分注井中的設計位置，
并座好井口油管掛和采油樹；利用礫石充填防砂完井管柱內的變徑臺階，在防砂封隔器內
定位、密封； 步驟三、分層段壓力驗封利用防上串鎖定結構和止落鎖定結構將驗封芯子固定 在分層配注工作筒上，使驗封芯子兩端軸肩固定的上T形密封盤根將地層注入口與注聚油 管之間完全封閉，且存儲式電子壓力計的測試口通過壓力測試通道與地層壓力保持暢通； 從井口向注聚油管中先后變排量的注入依次達到3Mpa、5Mpa和10MPa三個壓力點，鋼絲作 業撈出每一級驗封芯子，并回放驗封芯子中壓力計的測試曲線，根據上述壓力測試曲線確 定是否驗封；如果壓力計讀數平穩、且不隨施加的壓力變化而變化時，說明驗封合格，以此確認注聚管柱是否串層； 步驟四、進行流量調配測各層段注聚指示曲線，根據地質油藏要求的各層注入量 和井口設計的注入壓力，確定分層配注芯子的長度；通過鋼絲作業分別自下而上地向對應 分層注聚工作筒內投入上述選擇好長度的分層配注芯子；用井下流量計對每層進行流量測 試，根據需要調整配注芯子的組合，以達到改變分層配注芯子的長度，使之與分層配注工作 筒配合形成一定長度的有效環形螺旋降壓管道，通過節流來調整不同層段的配注量；
步驟五、滿足配注要求，結束作業。 本發明大排量單管分層注聚配注方法，其中，所述的分層注聚層段數為2至6層； 一個注入裝置對應一個層段的注聚工藝，以方便現場配注量的調節。所述流量計采用外流 式存儲式電磁流量計，其最大量程為2000mVd，其最大外徑為35mm，該流量計兩端設置有扶 正器，所述扶正器由三片彈簧片構成，該扶正器能夠在內徑為62mm至76mm的油管中扶正， 并能順利穿越內徑為40mm的分層注聚注入裝置。 本發明大排量單管分層注聚配注方法中所采用的流量測試方法是鋼絲作業工具 攜帶測試儀器和導向頭依次連接成測試工具串，將測試工具串下入井中，并穿過分層配注 芯子的中心孔下入到井底，逐級上提測試儀器串，使其停留在兩個分層段之間的注聚油管 中進行測試，直到測試完所有目的層的注聚總流量、對應地層的注入壓力和溫度；然后，利 用遞減法計算出單層配注量，上述的一次鋼絲作業即可完成多層段的流量、壓力和溫度的 測試，從而減少重復作業。 與現有技術相比，本發明的有益效果是 (1)由于本發明單管分層注聚配注方法采用在注聚井中下入注聚油管和分層注聚 注入裝置組成的注聚管柱，其中，注入裝置可以根據需要調整配注芯子的組合達到改變分 層配注芯子長度，與分層配注工作筒配合形成一定長度的有效環形螺旋降壓管，通過節流 來控制不同層段的配注量，實現分層調配。 (2)本發明配注方法具有高保粘、大排量、2-6層的多層段細分注聚的特點，在保 粘率> 90%的情況下，其單層最大排量可達到400m3/d。 (3)本發明配注方法中與測試工藝配套的電磁流量計具有小直徑(最大外徑 35mm)、大排量(0-2000m3/d)、三參數(溫度、流量、壓力)特點，在該流量計兩端的扶正器由 3彈簧片構成，既能夠在內徑為62mm至76mm的油管中扶正，還能順利穿越內徑為40mm的分 層注聚注入裝置。
圖1是海上油田防砂完井單管分層注聚工藝管柱結構示意圖； 圖2-1是本發明大排量單管分層注聚注入裝置軸向剖視圖； 圖2-2是圖2-1中內工作筒上A-A所示位置的剖面圖； 圖3-1是圖2-1中所示分層注聚工作筒軸向剖視圖； 圖3-2是圖3-1中內工作筒上B-B所示位置的剖面圖； 圖4是圖2-1中所示分層注聚配注芯子軸向剖視放大圖； 圖5是本發明大排量單管分層注聚配注方法流程圖； 圖6是本發明大排量單管分層注聚工藝驗封示意 圖7是本發明大排量單管分層注聚配注方法中采用的流量測試方法流程圖；
圖8是本發明大排量單管分層注聚工藝測試示意圖。
下面是本發明說明書附圖中附圖標記的說明100———注聚油管200——-洗井滑套
300———定位密封400——-一級分層注聚注入裝置
500 、700——插入密封600-:二級分層注聚注入裝置
800———三級分層注聚注入裝置 900——-巨堵1——-外工作筒2——-鎖定環3——-彈性打撈頭4——-內工作筒5——-密封連接筒6——-分層配注芯子7——-導向頭8——-密封變扣接頭9——-環形螺旋降壓槽10——上密封面10,——下密封面11——一止落定位臺階12——防上竄鎖定臺13——上T形密封盤 13'——下T形密封盤14—一工作筒橋式通道15—一壓力計16——-驗封芯子17——注入口18—進液口19——壓力測試通道20—壓力平衡孔101-——流體流動方向102—流量計103———扶正器
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地描述。
圖1示出了分層注聚層段數為3的防砂完井單管分層注聚工藝管柱結構，圖2-1 和圖2-2示出了本發明大排量單管分層注聚注入裝置的結構，該注入裝置包括密封地設置 在分層注聚工作筒內的分層注聚配注芯子，所述分層注聚工作筒如圖3-l和圖3-2所示，包 括外工作筒1、內工作筒4和與外工作筒固連的鎖定環2 ;所述內工作筒4的內壁設置有環 形螺旋降壓槽9 ;所述分層注聚配注芯子如圖4所示，由相互密封連接的彈性打撈頭3、密 封定位筒5、分層配注芯子6和導向頭7構成，所述分層配注芯子6固定在分層注聚工作筒 上，以實現分層注聚配注芯子的定位和錨釘，其固定結構采用防上竄鎖定結構和止落鎖定 結構，所述防上竄鎖定結構包括所述彈性打撈頭3上部設置的防上竄鎖定臺12，所述防上 竄鎖定臺12和所述鎖定環2配合形成防上串鎖定結構；所述止落鎖定結構包括所述彈性打 撈頭3下部設置的止落定位臺階11 ，所述止落定位臺階11與內工作筒4上口錐面配合形成 止落鎖定結構。 本發明中的分層配注芯子6內通徑大，方便大流量的聚合物溶液的注入和流量測 試作業，并采用中心投撈，提高了在大斜度井中的投撈成功率。本發明中，可以根據需要調 整配注芯子的組合以達到改變配注芯子長度，所述分層配注芯子6與帶有環形螺旋降壓槽 9的內工作筒4配合，在分層配注芯子6與內工作筒4之間形成一定長度的有效環形螺旋降 壓管道，通過節流控制不同層段的配注量以實現分層調配的目的。在內工作筒4的內壁上 加工環形螺旋降壓槽9，可以簡化分層配注芯子6的結構，使其具有投撈方便、成功率高的 優點。所述環形螺旋降壓槽9為多頭，從而可以擴大聚合物溶液在環形螺旋降壓槽內的過 流面積和過流量，所述環形螺旋降壓槽9的斷面形狀為半圓形，此流線型的結構可以降低 對聚合物溶液的剪切作用，進一步達到降壓保粘作用。
本發明注入裝置的注入口 17設置在所述環形螺旋降壓管頂端且與分層注聚工作 筒筒壁貫穿；本發明注入裝置的進液口 18設置在所述環形螺旋降壓管底端且與分層配注 芯子6的中心孔相通，本發明采用分層注聚的聚合物溶液低進高出，如圖2-l所示，即注入 口 17高于進液口 18，因此，可以避免有機雜質沉淀堵塞注入口。所述分層配注芯子6和所 述分層注聚工作筒之間的密封結構采用設置在所述分層配注芯子6和內工作筒4之間的上 T形密封盤根13與彈性打撈頭3和密封定位筒5之間的軸肩形成的固定結構的配合，可以 有效的防止了 T型密封盤根的脫落，從而在分層配注芯子6與分層注聚工作筒之間分別形 成上密封面10實現了分層配注芯子6的密封；同理，在驗封過程中，驗封芯子16與分層注 聚工作筒之間的密封也是采用相同的結構，如圖6所示，上T形密封盤根13與彈性打撈頭3 和密封定位筒5之間軸肩所形成的固定結構配合，下T形密封盤根13'與導向頭7和驗封 芯子16之間軸肩所形成的固定結構配合，可以有效的防止了上、下T型密封盤根13、13'的 脫落，從而在驗封芯子16與分層注聚工作筒之間分別形成上、下密封面10、10'實現了驗封 芯子16的密封。所述外工作筒1與內工作筒4之間設置有工作通道，所述工作通道為工作 筒橋式通道14，該橋式通道可以保證分層配注芯子鋼絲投撈作業時，工具上、下壓力平衡， 投撈阻力小，作業安全。 如圖2-1所示，所述外工作筒1的底部設置有密封變扣接頭8，用于不同層段之間 注入裝置的連接。 以圖1所示的三層段數分層注聚配注為例，描述本發明大排量單管分層注聚配注 方法予以實現的過程是該方法包括以下步驟，如圖5所示 步驟一、根據分層注聚層段數為3，備好三層段所用的注入裝置和插入密封組合， 即一級分層注聚注入裝置400、二級分層注聚注入裝置600和三級分層注聚注入裝置800， 該插入密封組合包括位于頂層位置的定位密封300和各層段之間的插入密封500及位于最 底層段底部的盲堵900。 步驟二、首先，將與分層注聚層段數對應的帶有儲存式電子壓力計15的驗封芯子 16裝入每級對應的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套200的分層注聚 油管100和各層所用的帶有驗封芯子16的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下入到 分注井中的設計位置，并座好井口油管掛和采油樹；利用礫石充填防砂完井管柱內的變徑 臺階，在防砂封隔器內定位、密封；上述各注入裝置和插入密封組合部件的順序如圖1所 示，自上而下為位于頂層的定位密封300、一級分層注聚注入裝置400、插入密封500、二級 分層注聚注入裝置600、插入密封700、三級分層注聚注入裝置800和位于注聚油管100底 端的盲堵900 ;選用適當規格尺寸的注聚油管100以確保注聚井實現安全有效作業，降低作 業成本。其油管尺寸偏大，會增大作業成本；而油管尺寸偏小，又會增大沿程阻力，甚至無 法滿足注入量。因此，要實現注聚井的正常配注，必須根據作業井情況選擇適當的注聚油 管。由于分層注聚工具尺寸的限制和海上油田大排量的注入要求，根據全井注聚的實際情 況(如參考井深、注入量、注入聚合物溶液等相關參數)選擇合適的注聚油管是非常重要 的。通常，海上油田分層注聚工藝一般選用2-7/8"(內徑62mm)和3-1/2"(內徑76mm)油 管。 步驟三、分層段壓力驗封其驗封過程是如圖6所示，分層驗封芯子16上的防上 竄鎖定臺階12和與外工作筒1固連的鎖定環2配合形成防上串鎖定結構；驗封芯子16上的止落定位臺階11和內工作筒4上端口的錐臺配合形成止落鎖定結構，從而將驗封芯子16 固定在分層配注工作筒上；此時，在驗封芯子16兩端軸肩處固定的上T形密封盤根13將地 層注入口 17與注聚油管之間完全封閉，且存儲式電子壓力計15的測試口通過壓力測試通 道19與地層壓力保持暢通。 從井口向注聚油管中先后變排量的注水，依次達到3Mpa、5Mpa和10MPa三個壓力 點，注入上述各壓力點過程中，每達到一壓力后，待該壓力點穩定io分鐘后，再注水達到下 一個的壓力點；鋼絲作業撈出每一級驗封芯子16，并回放分層驗封芯子中壓力計15的測試 曲線，根據上述壓力測試曲線確定是否驗封。如果壓力計讀數平穩、且不隨施加的壓力變化 而變化時，說明驗封合格，從而，確認注聚管柱是否串層。 步驟四、本發明中，當聚合物溶液粘度一定時，起保粘降壓作用的環形螺旋降壓管 道的長度越長，其保粘率愈低；當環形螺旋降壓管道的長度一定時，聚合物溶液的粘度越 高，其保粘率愈低。另外，聚合物溶液通過每一級注入裝置后都能夠產生一定的壓降，且壓 降的大小與環形螺旋降壓管道的長度及溶液粘度有關，即當環形螺旋降壓管道的長度一 定時，聚合物溶液粘度越高，從而所產生的壓降也越大；同理，當聚合物溶液粘度一定時，環 形螺旋降壓管道的長度越長，所產生的壓降也越大。在進行流量調配過程中，首先，測各層 段注聚指示曲線，然后，根據地質油藏要求的各層注入量和井口設計的注入壓力，確定分層 配注芯子6的長度；通過鋼絲作業分別自下而上地向對應分層注聚工作筒內投入上述選擇 好長度的分層配注芯子6 ;用井下流量計對每層進行流量測試，并根據需要調整分層注聚 配注芯子單元(一個配注芯子由多個不同長度的配注單元組合而成)的組合以達到改變配 注芯子長度，與分層配注工作筒2配合形成一定長度的有效環形螺旋降壓管道，通過節流 來調整不同層段的配注量，直到滿足配注要求。 本發明中，利用外流式存儲式電磁流量計對每層進行流量、壓力及溫度的測試，在 地面對測試數據進行回放；檢查各分注層段是否達到油藏的設計配注要求；選擇適當規格 尺寸的流量計是對聚合物利用率的有效度量。通常，流量計的選擇受制于以下條件l)聚 合物溶液為非牛頓流體，其黏附性的特點致使油管中心流速突進，容易產生測試誤差；2) 聚合物溶液容易受溫度、壓力的影響較大；3)測試流量較大(單層最大排量可達到400m3/ d)，分層注聚層段數多(如2-6層)；4)分層注聚注入裝置的測試通徑為40mm。綜合以上 的各種條件，流量計102最好選擇外流式存儲式電磁流量計，其主要特點是小直徑35mm、 大排量0-2000mVd、三參數(溫度、流量、壓力)；如圖8所示，流量計102兩端的扶正器64 可以由3彈簧片構成，流體流動方向如箭頭101所示，該扶正器103既能夠在內徑為76mm或 62mm的注聚油管100中扶正，還可以順利地穿越內徑為40mm的分層配注芯子；流量計102 的測試方法可以選擇外流式測試方式，即測試儀器串在注聚油管中心，聚合物溶液從測試 儀器表面流過時進行測試作業，這種測試方式可以解決由于聚合物溶液黏附性作用致使油 管中心流速突進產生的測試誤差，以降低流量計對聚合物溶液的剪切。
根據外流式存儲式電磁流量計的特點和非牛頓流體聚合物溶液的特性，本發明采 用的流量測試方法，如圖7所示鋼絲作業工具攜帶測試儀器和導向頭依次連接成測試工 具串，將該測試工具串下入井中，并穿過分層注聚配注芯子的中心孔下入到井底，逐級上提 測試儀器串，使其停留在兩個分層段之間的油管中進行測試，直到測試完所有目的層的注 聚總流量、對應地層的注入壓力和溫度，然后利用遞減法計算出單層配注量，一次鋼絲作業即可完成多層段的流量、壓力、溫度測試，減少了重復作業。 步驟五、如果沒有達到配注要求，則返回上述步驟四，通過調整分層配注芯子的長 度改變注入量，直到每個層段都滿足配注要求為止。 從圖1中可以看出，本發明配注方法中，一個注入裝置對應一個注入層段的注聚 工藝，以方便現場配注量的調節。 利用本發明大排量單管分層注聚注入裝置實現本發明大排量單管分層注聚配注 的工作過程是將如圖2-1所示的注入裝置的兩端用插入密封(定位密封300和兩個插入 密封500、700)進行連接，利用礫石充填防砂完井管柱內的變徑臺階，在防砂封隔器內定位 密封；根據地質油藏提供的分層注聚層段數要求，投入不同級數的分層注聚工作筒，實現一 對一的分層目的。如圖2-1所示，分層注聚配注芯子上有防上串鎖定臺階12、止落臺階11 和密封件，當分層注聚配注芯子投入分層注聚工作筒后，分層配注芯子6上的防上串鎖定 臺階12和與外工作筒1固連的鎖定環2配合形成防上串鎖定結構；分層配注芯子6上的止 落臺階11和內工作筒4上端口的錐面止落臺階配合形成止落鎖定結構，把分層配注芯子6 固定在分層注聚工作筒上；此時，密封件(上T型密封盤根13)坐落在橋式通道的密封面10 上，建立起目的層注入通道。當注入聚合物溶液流經工具時， 一部分聚合物溶液通過分層注 聚配注芯子6的中心通道流過，其余部分聚合物溶液流經分層注聚工作筒上的橋式通道進 入變扣接頭8的上部，和分層配注芯子6中心流過的聚合物溶液匯合，需注入目標層的聚合 物溶液從分層配注芯子的底部進入分層配注芯子6與分層注聚工作筒間形成的多頭環形 螺旋降壓管道到達注入層；其余分聚合物溶液下行注入其他層，滿足分層注聚對大排量注 入聚合物溶液的要求。 本發明解決了海上油田籠統注聚導致聚合物溶液主要進入高滲透層，造成中、低 滲透層波及程度低，驅油效果差的難題。與現有的多管分層注聚技術相比由于，多管分層 注聚技術往往受到管柱摩阻及管柱組合特定性等客觀條件的限制，不能滿足海上油田大排 量、多層段注入聚合物的需求，而且多管分層注聚造價高昂。本發明注聚配注方法具有高保 粘率、大排量、多層段量的特點，可以解決海上油田注聚目前面臨的困難，提高了聚合物的 利用率和驅油效果。 盡管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方 式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發 明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發明的保 護之內。
權利要求
一種大排量單管分層注聚注入裝置，包括密封地設置在分層注聚工作筒內的分層注聚配注芯子，還包括注入口和進液口，其特征在于所述分層注聚工作筒包括設置在外工作筒(1)內的內工作筒(4)和與外工作筒固連的鎖定環(2)；所述內工作筒(4)的內壁設置有環形螺旋降壓槽(9)；所述分層注聚配注芯子由的彈性打撈頭(3)、密封定位筒(5)、分層配注芯子(6)和導向頭(7)構成；所述分層配注芯子(6)固定在分層注聚工作筒上，以實現分層注聚配注芯子的定位和鎖定，其固定結構采用防上竄鎖定結構和止落鎖定結構；所述分層配注芯子(6)與帶有環形螺旋降壓槽(9)的內工作筒(4)配合，在分層配注芯子(6)與內工作筒(4)之間形成一環形螺旋降壓管道；所述注入口(17)設置在所述環形螺旋降壓管道的頂端且與分層注聚工作筒筒壁貫穿；所述進液口(18)設置在所述環形螺旋降壓管道的底端且與分層配注芯子(6)的中心孔相通；所述分層配注芯子(6)和所述分層注聚工作筒之間的密封結構為設置在所述分層配注芯子(6)和內工作筒(4)之間的兩組T形密封盤根與軸肩固定結構的配合，從而實現分層注聚配注芯子的密封；所述外工作筒(1)與內工作筒(4)之間設置有工作通道，通過節流控制不同層段的配注量以實現分層調配。
2. 根據權利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述環形螺旋 降壓槽(9)為多頭結構。
3. 根據權利要求1或2所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述環形 螺旋降壓槽(9)的斷面形狀為半圓形，以降低對聚合物溶液的剪切作用，從而達到降壓保 粘。
4. 根據權利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述工作通道 為橋式通道。
5. 根據權利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述防上竄鎖定結構包括所述彈性打撈頭(3)上部設置的防上竄鎖定臺(12)，所述防上竄鎖定臺(12)和 所述鎖定環(2)配合形成防上串鎖定結構；所述止落鎖定結構包括所述彈性打撈頭(3)下 部設置的止落定位臺階(ll)，所述止落定位臺階(11)與內工作筒(4)上口錐面配合形成止 落鎖定結構。
6. 根據權利要求1所述的大排量單管分層注聚注入裝置，其特征在于所述外工作筒 (1)的底部設置有密封變扣接頭(8)，用于不同層段所用分層注聚工作筒之間的連接。
7. —種利用如權利要求1所述注入裝置的大排量單管分層注聚配注方法，其特征在 于，包括以下步驟步驟一、根據分層注聚層段數，備好相應數量的注入裝置和插入密封組合； 步驟二、首先，將與分層注聚層段數對應的帶有儲存式電子壓力計(15)的驗封芯子 (16)裝入每級對應的注入裝置的分層注聚工作筒中；然后，將帶有洗井滑套(200)的注聚 油管(100)和各層所用的帶有驗封芯子(16)的分層注聚工作筒和插入密封組合及盲堵下 入到分注井中的設計位置，并座好井口油管掛和采油樹；利用礫石充填防砂完井管柱內的變徑臺階，在防砂封隔器內定位、密封；步驟三、分層段壓力驗封利用防上串鎖定結構和止落鎖定結構將驗封芯子(16)固定 在分層配注工作筒上，使驗封芯子(16)兩端軸肩固定的上T形密封盤根(13)將地層注入 口 (17)與注聚油管(100)之間完全封閉，且存儲式電子壓力計(15)的測試口通過壓力測 試通道(19)與地層壓力保持暢通；從井口向注聚油管(100)中先后變排量的注入依次達到 3Mpa、5Mpa和10MPa三個壓力點，鋼絲作業撈出每一級驗封芯子(16)，并回放驗封芯子中壓 力計(15)的測試曲線，根據上述壓力測試曲線確定是否驗封；如果壓力計(15)讀數平穩、 且不隨施加的壓力變化而變化時，說明驗封合格，以此確認注聚管柱(100)是否串層；步驟四、進行流量調配測各層段注聚指示曲線，根據地質油藏要求的各層注入量和井 口設計的注入壓力，確定分層配注芯子的長度；通過鋼絲作業分別自下而上地向對應分層 注聚工作筒內投入上述選擇好長度的分層配注芯子；用井下流量計對每層進行流量測試， 根據需要調整配注芯子的組合，以達到改變分層配注芯子的長度，使之與分層配注工作筒 配合形成一定長度的有效環形螺旋降壓管道，通過節流來調整不同層段的配注量；步驟五、滿足配注要求，結束作業。
8. 根據權利要求7所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，所述的分 層注聚層段數為2至6層；一個注入裝置對應一個層段的注聚工藝，以方便現場配注量的調 節。
9. 根據權利要求7所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，所述流量 計采用外流式存儲式電磁流量計，其最大量程為2000mVd，其最大外徑為35mm，該流量計兩 端設置有扶正器(103)，所述扶正器(103)由三片彈簧片構成，該扶正器(103)能夠在內徑 為62mm至76mm的油管中扶正，并能順利穿越內徑為40mm的分層注聚注入裝置。
10. 根據權利要求9所述的一種大排量單管分層注聚配注方法，其特征在于，步驟四 中采用的流量測試方法是鋼絲作業工具攜帶測試儀器和導向頭(7)依次連接成測試工具 串，將測試工具串下入井中，并穿過分層配注芯子(6)的中心孔下入到井底，逐級上提測試 儀器串，使其停留在兩個分層段之間的注聚油管(100)中進行測試，直到測試完所有目的 層的注聚總流量、對應地層的注入壓力和溫度；然后，利用遞減法計算出單層配注量，上述 的一次鋼絲作業即可完成多層段的流量、壓力和溫度的測試，從而減少重復作業。
全文摘要
本發明公開了一種大排量單管分層注聚注入裝置，包括密封地設置在分層注聚工作筒內的分層注聚配注芯子、高于進液口位置的注入口；分層注聚工作筒包括設置在外工作筒內的內工作筒和與外工作筒固連的鎖定環；內工作筒的內壁設置有環形螺旋降壓槽；分層配注芯子固定在分層注聚工作筒上，分層配注芯子與帶有環形螺旋降壓槽的內工作筒配合，從而形成一環形螺旋降壓管道；內外工作筒之間設置有工作通道，通過節流控制不同層段的配注量以實現分層調配。本發明同時還公開了一種大排量單管分層注聚注配注方法。本發明單管分層注聚配注方法具有高保粘率、大排量、多層段量的特點，解決了海上油田注聚目前面臨的困難，提高了聚合物的利用率和驅油效果。
文檔編號E21B47/00GK101705812SQ20091022845
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者劉敏, 姚智翔, 徐國雄, 牛貴鋒, 程心平 申請人:中國海洋石油總公司;中海油能源發展股份有限公司