技术领域
[0001] 本发明涉及大型油气加工处理系统的油气防砂控水技术，特别是一种水平井防砂控水管串及其增油方法。
相关背景技术
[0002] 渤海油田开发过程中，经常出现了生产井投产后含水率上升较快且随产液量增大，整个水平井段产液强度不均匀性增大，易导致水体早期锥进的问题。随着水平井水平段加长，边水底水锥进问题更加突出，部分出砂井开采初期含水率就达到了90％以上，致使目的储层动用程度不均、含水上升快、稳产期短。控制生产井的是出水解决该问题的关键。
[0003] 目前，生产井的控水方式主要包括变密度筛管控水、中心管控水、管外封隔器分段控水、ICD控水、化学堵水等五种。然而，现有的上述五种控水方法都需要额外增加设备或措施，施工复杂，实施成本较高，不利于大规模推广应用，而且含水率的上升快，产油的含水率高，不能达到控制水体局部锥进的效果。
具体实施方式
[0030] 实施例1
[0031] 实施例1提供一种水平井防砂控水管串，下面对其结构进行详细描述。
[0032] 参考图1，该水平井防砂控水管串包括储层100、水平井、防砂管组件2、若干个封隔器3。
[0033] 储层100内储存有石油，水平井包括水平部和井口部，井口部和水平部由外向内连在一起并伸至所述水平井的水平部穿设至储层100内。
[0034] 于所述水平井的水平部及其周围的储层100选取若干依次相连的堵水实验段1。
[0035] 水平井的井口部设有输油管道10，该输油管道10的进口端与所述防砂管组件2的内管21出油端对接。井口部的输油管道10的出油端连接有抽油泵，将水平井的油往外抽出，输油方向如图1中的白色箭头所示。
[0036] 作为一种具体地实施方式，所述防砂管组件2水平设置于所述堵水实验段1的井壁内。
[0037] 具体地，防砂管组件2包括内管21、支撑颗粒层22和外管23，其中所述内管21和所述外管23为管壁开设有滤孔的滤水管，该滤孔的孔径小于支撑颗粒层22内的支撑颗粒的粒径，以防止支撑颗粒的泄露，且支撑颗粒层22内的支撑颗粒之间又形成孔径小于砂的孔径的油水通道，只让油水流过而阻止砂的通过。
[0038] 所述外管23水平设置于所述堵水实验段1的井壁内，为了克服不同堵水实验段1的油水混合物渗透进入防砂管组件2的不均匀，以防止了由于水平井段产液的不均衡性而导致的水体早期锥进。所述外管23的过滤面积根据所述堵水实验段1的渗透率大小进行选择。具体地，当所述堵水实验段1的渗透率大时，相应分隔段外管23上设置稀疏的滤孔形成小的过滤面积；当所述堵水实验段1的渗透率小时，相应分隔段外管23上设置密集的滤孔形成大的过滤面积。
[0039] 所述内管21设置于所述外管23内部，所述内管21和所述外管23之间填充固体颗粒形成所述支撑颗粒层22。
[0040] 封隔器3内装有遇水可膨胀的橡胶类材料，水分子进入该类聚合物橡胶类材料，水和橡胶发生反应不断膨胀，从而封闭套管外的环形空间。该工具目前已应用于固井、完井、裸眼井和套管中，是一种新型的井下工具。具体可以参见中华人民共和国石油天然气行业标准《石油天然气工业井下工具遇油遇水自膨胀封隔器》(SY/T7017-2014)。
[0041] 若干个封隔器3间隔设置所述外管23的管壁上。储层100产水后，封隔器3内封隔剂的遇水膨胀，可阻止了水沿着外管23的轴向推进。
[0042] 作为一种优选的实施方案，封隔器3向外膨胀至堵水实验段1的井壁，封隔器3向内微膨胀至内管21的滤孔内，且封隔器3逐渐固化，若干个封隔器3将内管21与堵水实验段1的井壁之间的环形空间分隔为相互独立且连续的第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n，其中，n为大于1的自然数。该情况下，第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n自内向外依次包括内管21的管壁、支撑颗粒层22、外管23的管壁、堵水实验段1的井壁和储层100。
[0043] 作为另一种实施方案，封隔器3向外膨胀至堵水实验段1的井壁，封隔器3于外管23的管壁与堵水实验段1的井壁之间的环形空间固化，将该环形空间分隔为相互独立且连续的第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n，其中，n为大于1的自然数。该情况下，第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n自内向外依次包括外管23的管壁、堵水实验段1的井壁和储层100。
[0044] 无论以上哪种情况，所述第一封隔段41、所述第二封隔段42、…、所述第n封隔段4n内对应的所述防砂管组件2内的支撑颗粒层22内均设置有疏水亲油覆膜支撑剂。
[0045] 所述支撑颗粒层22填充的固体颗粒为疏水亲油覆膜支撑剂，所述疏水亲油覆膜支撑剂的骨料为陶粒颗粒，陶粒颗粒外包裹有疏水亲油覆膜树脂。其中，疏水亲油覆膜支撑剂为现有技术，具体制备技术可参见中国发明专利《一种亲油疏水性覆膜支撑剂的制备方法》，其申请号为201410398721.2。
[0046] 疏水亲油覆膜树脂由聚合物材料加工而成，密度0.6-1.5g/cm3，显著降低了防砂管组件2重量。使得经过表面改性技术处理的疏水亲油覆膜支撑剂，具有较强的亲油疏水能力，实现了阻止水通过，容许油通过。
[0047] 由于疏水亲油覆膜树脂改变了支撑剂固体颗粒的表面性能，使其具有疏水亲油和自洁特性，支撑颗粒层22的固体颗粒之间形成相互贯通的毛细管。在油水混合物输出前期，油水混合物穿过外管23时，由于堵水实验段1的渗透率大时，相应的油水混合物通过过滤面积小的所述外管23；当所述堵水实验段1的渗透率小时，相应的油水混合物通过过滤面积大的所述外管23，以确保不同堵水实验段1的油水混合物渗透进入防砂管组件2的大致均匀，经过支撑颗粒层22的油水混合物通该毛细管接触时，油迅速浸润毛细管壁，有利于油通过该毛细管，而水不能浸润该毛细管壁，管中形成凸形液面，产生附加压力背离毛细管，阻止水通过毛细管，实现促进油透过支撑颗粒层22而进入内管21、阻止水渗透的功能，提高采油率，降低出水量，减少原油后期处理费用。
[0048] 实施例2
[0049] 为了将在支撑颗粒层22中越积越多的水疏导出来，在实施例1的基础上，实施例2针对支撑颗粒层22进行了改进，将实施例2的支撑颗粒层22改进为排水型，具体结构如下：
[0050] 参考图2，所述支撑颗粒层22内设置有环形过滤网220，所述环形过滤网220将支撑颗粒层22分别多油少水环形部221和少油多水环形部222，其中多油少水环形部221靠近所述内管21，少油多水环形部222靠近所述外管23，所述少油多水环形部222内水平设置有排水盲管223，所述排水盲管223排水口设置有堵水阀224。
[0051] 在油水混合物输出到后期时，由于油水混合物中的油透过支撑颗粒层22而穿过内管21的滤孔至内管21的内部，并汇入至输油管道10，在抽油泵的作用下，油从井口部的输油管道10的出油端输送出去。然而，油水混合物中的水在支撑颗粒层22内靠近所述外管23一侧聚集，越聚越多，如不排除，势必影响到油从储层100流入至输油管道10，为此，有必要将聚集的水通过排水盲管223引出来。当发现输油管道10中输出的油越来越少时，打开堵水阀224，可以将靠近所述外管23一侧在支撑颗粒层22内聚集的水排出来，解除对油的阻挡。
[0052] 实施例3
[0053] 实施例3提供一种水平井的增油方法，采用实施例1提供的水平井防砂控水管串，该方法包括以下步骤：
[0054] 步骤A：于所述水平井的水平部及其周围的储层100选取堵水实验段1；
[0055] 步骤B：制备防砂管组件2，具体包括以下步骤：
[0056] 步骤B1：将堵水实验段1分为多个堵水段；
[0057] 根据渗透率相近的井段划分为一段的原则，将堵水实验段1分为第一实验段、第二实验段、…、第n实验段，其中，n为大于1的自然数；
[0058] 步骤B2：根据多个堵水段将外管23的管壁分为多个分隔段，并根据所述堵水实验段1的渗透率大小设计相应标段的外管23的过滤面积；
[0059] 根据第一实验段、第二实验段、…、第n实验段的长度分别将所述外管23分隔为第一分隔段、第二分隔段、…、第n分隔段，第一分隔段、第二分隔段、…、第n分隔段的长度分别与第一实验段、第二实验段、…、第n实验段的长度相等；
[0060] 当所述堵水实验段1的某一实验段渗透率大时，相应分隔段外管23上设置稀疏的滤孔形成小的过滤面积；当所述堵水实验段1的某一实验段渗透率小时，相应分隔段外管23上设置密集的滤孔形成大的过滤面积；
[0061] 步骤B3：制作疏水亲油覆膜支撑剂；
[0062] 选择陶粒颗粒作为支撑剂，选择相应的疏水亲油覆膜覆膜在陶粒颗粒的外表面，制作成疏水亲油覆膜支撑剂；
[0063] 步骤B4：通过机械震动的方式向所述内管21和所述外管23之间填充疏水亲油覆膜支撑剂，组装成防砂管组件2；
[0064] 将内管21设置于所述外管23内部，所述内管21和所述外管23之间按照第一分隔段至第n分隔段的顺序分别依次填充疏水亲油覆膜支撑剂，组装形成所述防砂管组件2；
[0065] 步骤C：安装防砂管组件2，设置多个封隔段；
[0066] 于外管23管壁的第一分隔段、第二分隔段、…、第n分隔段的结合处分别设置若干个封隔器3，并将防砂管组件2下入所述堵水实验段1的井壁内；
[0067] 其中，所述封隔器3内装有封隔剂，当若干个所述封隔器3内的封隔剂的遇水时膨胀，将所述防砂管组件2与所述堵水实验段1的井壁之间的环形空间分隔为相互独立且连续的第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n，且第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n与所述堵水实验段1的第一实验段、第二实验段、…、第n实验段分别一一对应；
[0068] 步骤D：将储层100的油逐渐输送出来，并控制水的输出，以实现控制储层100的产水速率，稳定产液。
[0069] 当第一封隔段41、第二封隔段42、…、第n封隔段4n中某一封隔段内的储层100产出的油与水顺着储层100的缝隙流入至井壁，这些油与水会穿过外管23管壁上的滤孔流至支撑颗粒层22；
[0070] 油水混合物经过支撑颗粒层22时，油被允许而水被阻止透过支撑颗粒层22而穿过内管21的滤孔至内管21的内部，并汇入至输油管道10，直至通过输油管道10输送出来。
[0071] 这是由于疏水亲油覆膜支撑剂改变了固体颗粒的表面性能，支撑颗粒层22的固体颗粒之间形成相互贯通的毛细管，经过支撑颗粒层22的油水混合物通过该毛细管接触时，油迅速浸润毛细管壁，管中形成凸形液面，产生附加压力背离毛细管，阻止水通过毛细管，实现只允许油而阻止水透过支撑颗粒层22而穿过内管21的滤孔至内管21的内部，并汇入至输油管道10，直至通过输油管道10输送出来,以实现了阻止水通过而容许油通过的输油方式。
[0072] 实施例4
[0073] 实施例4提供一种水平井的增油方法，采用实施例2提供的水平井防砂控水管串，在实施例3的基础上，该方法还包括以下步骤：
[0074] 步骤E：待到油水混合物输出到后期，当发现输油管道10中输出的油越来越少时，打开堵水阀224，将靠近所述外管23一侧在支撑颗粒层22内聚集的水排出来，解除对油的阻挡。
[0075] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
