存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)，，屬于石油和天然氣開采領域。這里的油氣井是指油氣田開發(fā)中廣義的油氣井，包括油井、氣井、天然氣井、注入井、注水井、注蒸汽熱采井、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。
【背景技術】
[0002]油氣田開發(fā)中需要向井下注入工作劑，以改善井下生產狀況。井下注入的工作劑包括以下幾類:
[0003]( I)堵塞劑，包括膠、水泥、降滲劑；
[0004](2)地層砂固結劑；
[0005](3)貴重工作劑，包括除垢劑、解堵劑；
[0006](4)需要限量的工作劑，如氧化劑；
[0007]目前向油氣井中注入上述工作劑，油田都是采用從地面通過地面注入設備(比如栗車等)向油氣井中直接注入工作劑。以井下注膠為例，該注入方式采用了注入管和設置在注入口兩端的封隔器兩部分構成注膠管柱，上部連接作業(yè)管柱至地面，通過地面設備向井內注入膠體，膠體再通過上千米的作業(yè)管柱，經過封隔器和注入管構成的封閉環(huán)空，將膠注入到生產管柱外環(huán)空和地層的目標位置；封隔器是采用擴張式封隔器，封隔注入口兩端。首先注入壓力液使擴張封隔器擴張座封，其中使用定壓閥控制管內壓力，使壓力達到甚至超過封隔器的坐封壓力；因此，井下注液管系統(tǒng)包括注液管和封隔系統(tǒng)。封隔系統(tǒng)包括封隔器，擴張式封隔器需要配套使用能使封隔器脹封的定壓閥和回縮的泄油器。
[0008]這種注膠方式在中國實用新型專利“油氣井過濾器管柱外充填環(huán)中建立封隔的完井結構及方法(申請?zhí)?01410013598.8)”做了比較詳細的描述，這種方法就是向充填環(huán)的目標層段注入阻流介質，形成阻流環(huán)。這種阻流環(huán)是流體難以滲透甚至無法滲透的封隔段。該專利也提出了一種方法，該方法就是在注入層段兩端設置封隔器，然后通過注入管串和設置在管串上的注入口將阻流介質注入充填環(huán)。
[0009]如圖1所示，圖1中:1-1為地面注入設備；1_2為井口 ；1_3為普通過濾器管柱；1-4為礫石充填層；1-5為實際注入長度；1-6為設計注入長度；1-7為控流篩管；1-8為封隔顆粒；1_9為產油層；1_10為阻流環(huán)；1_11為出水層；1_12為裸眼井壁；1_13為作業(yè)管柱；1-14為攪拌罐。同時，這種注入方法是通過整個管串向目標層段注入，一般管串長度在上千米甚至幾千米，阻流介質通過如此長的管路進入目標層段，也造成阻流介質的極大浪費。另夕卜，從井口注液的方法需要在地面設立大型配液罐進行攪拌制液，既要占用大量資源又操作不便。
[0010]上述的注入方式還存在的問題如下:
[0011](I)不能夠定量，存在過量注入和欠量注入；過量注入會造成井下環(huán)空中工作劑的過量注入，對環(huán)空和開采層面造成影響，膠的注入過量則會嚴重影響采油采氣的生產過程，如膠體注入過量，膠就會進入油層，影響油從地層流出，降低開采效率；欠量注入則不能夠達到注入的作業(yè)目的；
[0012](2)膠體沿注入管長距離輸送，會受到作業(yè)管柱內雜質的污染，對膠性能產生不利影響；影響工作液的工作效能，比如膠粘性能大幅度下降，對注膠作業(yè)的效果產生不利影響；
[0013](3)工作液在輸送管長距離輸送，工作液被污染進而污染地層導致地層產量下降，對采油和采氣的正常作業(yè)帶來不利影響；
[0014](4)用膠量大，地面配膠設備體積大，該方式注膠必須通過長距離的注膠管注入，造成膠的大量浪費；
[0015](5)該方式在多層同時注入時，又存在無法分層控制注入膠量的問題。因為不同層，需要的膠量差別很大，為了達到較好的效果，一般都采用分層注膠，即注一層，移動一次管柱，作業(yè)工作量大，注入作業(yè)的效率低，不能夠滿足高效率作業(yè)的要求。
[0016]以直井注膠為例，直井有五層，油層厚3米，具有三個隔層，隔層分別為2米厚，井深為3000米，該井為礫石充填井，若膠環(huán)高度為2米，真正有效的需求量是20L，但采用地面注膠的方式就需要上千升膠，因為要考慮到上千米管壁上損失的膠量。并且該方式需要地面栗送設備將膠注入井下，注入膠量精度不能夠精確控制，容易造成污染；沿途管線內壁臟東西污染，如鐵銹等會對膠液造成污損，化學劑性能大幅度下降；采用前置液和后置液段塞式輸送膠液，就會出現(xiàn)前置液和后置液分別于膠液互相混合的問題。拖動注膠管柱時一次定位精度低，誤差較大，不能夠滿足井下注入作業(yè)的位置精度要求；這種作業(yè)方式一次只能夠將膠液注入到某一層，注一層需要拖動一層，施工作業(yè)時間較長；地面注膠設備體積大，注入作業(yè)的操作過程復雜。
[0017]除了注膠作業(yè)，還有其他工作液注入，如解堵液、除垢液、修補液、氧化劑等，比如氧化劑，攜帶量大了容易爆炸，攜帶量小了，又不能解決問題。因此，注這些工作液用地面注入法同樣存在需要精確控制注入量的問題。
[0018]因此，為了解決上述問題，需要設計一種能夠實現(xiàn)精確定量地注入介質并且能夠精確定位的工作劑注入系統(tǒng)和注入方法。
【實用新型內容】
[0019]本實用新型需要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)，本實用新型存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)，采用可預先定量注入工作劑的工作劑存儲器的方式，能夠精確定量注入工作劑，確保工作劑注入量的精確性，保證井下工作劑注入作業(yè)的高效性和準確性；不會造成工作劑的浪費，避免了傳統(tǒng)注入作業(yè)的注液管中工作劑的大量浪費，提高了工作劑的利用率，降低了作業(yè)成本；在注入作業(yè)完成后，能夠取出后再次使用，工作劑注入系統(tǒng)具有重復多次使用的特點，降低了注入作業(yè)的成本，提高了作業(yè)效率；
[0020]本實用新型利用存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)的注入方法，能夠將工作劑精確定量注入目標位置，具有極佳的注入精確性和位置準確性，確保了最佳的注入效果；并且通過封隔器，能夠將工作劑封隔在目標位置的環(huán)空，不會發(fā)生工作劑的竄流，保證了井下正常的生產作業(yè)，不會造成目標位置以外的層位受工作劑的影響。
[0021]為解決上述問題，本實用新型采用技術方案為:
[0022]一種存儲式精密定量油氣井井下工作劑注入系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)包括注入管和地面加壓裝置，注入管內設有一組或多組注入單元；每組注入單元包括可變容積的工作劑存儲器，設置在注入管上與注入管外部連通的工作劑出料口，出料口與工作劑存儲器連通；地面加壓裝置在注入管內產生作用于可變容積的工作劑存儲器上的、高于注入管外部的壓力，可變容積的工作劑存儲器容積減小，工作劑經出料口流出至注入管外部。
[0023]工作劑注入系統(tǒng)的每個注入單元中攜帶工作劑存儲器，工作劑存儲器中攜帶預先定量存儲的工作劑，此處的工作劑可以是液態(tài)以及膠狀的工作劑；將注入管下放至目標位置后，通過地面加壓裝置向工作劑存儲器施加壓力，使工作劑存儲器內的工作劑經出料口流至注入管外部的目標位置，完成工作劑的注入作業(yè)。
[0024]本實用新型中采用的工作劑的種類包括以下幾種:
[0025](I)阻流介質:其特征在于低滲或無滲，其成分包括并不限于以下一種或多種:凝膠、樹脂、水泥、聚合物、降滲劑；
[0026]( 2 )地層砂固結劑、除垢劑、解堵劑、氧化劑；
[0027](3)酸液:其成分包括并不限于以下一種或多種:鹽酸、硫酸、過氧化氫。
[0028]本實用新型的技術方案將工作劑預先定量存儲在工作劑存儲器內，通過注入管下放至目標位置進行工作劑注入作業(yè)，能夠實現(xiàn)對工作劑的精確定量注入，不會造成工作劑的浪費，作業(yè)方式簡單高效，作業(yè)成本低。
[0029]優(yōu)選的，工作劑存儲器為囊式存儲器。該囊式存儲器可以由橡膠、塑料、不透氣的布料等易變形的材料制作而成，在受到地面加壓裝置的壓力后，囊式存儲器的容積收縮將其內部的工作劑經出料口排出至目標位置，完成工作劑注入作業(yè)。
[0030]優(yōu)選的，囊式存儲器內部設有與囊式存儲器出口連通的導液管，導液管上設有多個導液孔。由于囊式存儲器的容積受壓力后縮小，囊式存儲器的側壁貼合后容易導致其內部的工作劑不能夠完全排出，因此，設計導液孔，則能夠確保囊式存儲器體積縮小的同時，不會造成工作劑的排出故障，保證工作劑的排出通道通暢。導液管可防止囊式存儲器因距離出口端較近的部分先變形而封住出口阻礙其他部位的工作劑擠出。導流管可以采用金屬管，也可以采用橡膠管或塑料管。
[0031]優(yōu)選的，工作劑存儲器為缸套與活塞式存儲器。本實用新型也可以選用缸套與活塞式存儲器以存放工作劑，將工作劑預先定量存儲在缸套內，將其隨注入管下放至目標位置后，通過地面加壓裝置對活塞加壓，使活塞移動將缸套內的工作劑經出料口擠出至目標位置，完成工作劑的注入作業(yè)。缸套采用金屬材質制作，活塞既可以是金屬，也可以采用橡膠、塑料等材質。缸套與活塞式存儲器在整個作業(yè)過程中均保持密封狀態(tài)，工作劑只能夠從出料口擠出。
[0032]對于上述兩類工作劑存儲器，一般優(yōu)先采用囊式存儲器。兩種存儲器對比，囊式存儲器具有以下優(yōu)勢:
[0033]1.容量大，囊式存儲器長度可以做到十幾米甚至幾十米，而缸套和活塞式存儲器就很難實現(xiàn)這個長度。
[0034]2.容積可靈活調整，囊式存儲器可以任意連接多段，而受結構限制，缸套和活塞式存儲器就很難實現(xiàn)。
[0035]3.成本低。囊式存儲器是由橡膠經模具擠出制成的，而缸套和活塞式存儲器由金屬制成，需要機加工。
[0036]4.安裝操作簡便。
[0037]5.容易維護。囊式存儲器使用后，再使用時只需更換新的橡膠囊即可，而缸套和活塞式存儲器則需要清理缸體，特別是清理凝固后的膠體比較困難。
[0038]6.可以做到較小的外徑尺寸，可適用