浅谈井下智能分层采油开关技术

孙祖臣冯力天魏琳娟朱运周孙晓飞

摘要：井下智能分层采油技术，采用封隔器将井下各层位封隔，管柱上对应的每个层位都安装一套智能开关，在井下找堵水过程中，智能开关按照事先设定的时间自动打开或关闭油层，用较低的成本，就可以实现油井的找水、堵水措施，达到分层开关、降水增油的目的。

关键词：分层采油；封隔器；找水；堵水

1.概述

油田在进入高含水期开采阶段以后，必须对高含水的井层采取堵水措施，开采低含水层，封堵高含水层，分层采油，以达到稳油控水、增产降耗的目的。

目前国内外常用的找堵水、分层采油的主要以下几种：

（1）机械往复作业法

用封隔器分割每个油层，每次只开采一个产层，在地面进行流量和含水的化验测量。再重新调整管柱，逐一换层生产，直至找到产水层后，采用封隔器堵水，进行分层开采。该技术的优点是工艺简单，可靠性高。缺点是该工艺施工成本高，周期很长。

（2）产液剖面测试找水技术。

在油井正常生产情况下，从环空下入产液剖面测试仪器进行测试，找出产水层，然后作业封堵高含水层实施分层开采。该技术的优点是能在抽油机不停抽的情况下获得井下分层的流量、含水率等数据。其缺点是受井况限制，仪器环空起下困难，应用范围有限。

（3）井下机械开关调层找堵水技术.

该方法是下入含有机械开关器的分层开采管柱后，通过地面控制井下开关动作，完成调换生产层位的目的。该技术的优点是下入一趟管柱即能实现找堵水，简化了常规找堵水工艺，有效的解决了因选层失误而造成的堵水失败的问题。其缺点是上提吨位和距离不好掌握，大了容易提动封隔器，造成密封不严测试失败，并且还有井喷的风险；小了就会造成开关井失败和误判断。

（4）井下电子开关调层找堵水技术

该方法是一种机电一体化的电控式开关井工具，利用封隔器将各个油层分隔开，在每一层段的管柱上带有一个电子开关。只需一趟管柱施工就可实现找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。同时在生产过程中，内置压力计可连续监测分层压力资料，直接解释出油井分层资料如分层压力、渗透率、污染系数等。

2.井下智能分层采油开关技术原理

井下智能分层开关技术的核心为在每个生产层位均装有一个智能恒压分层采油开关，层间用封隔器隔开，图1为其结构示意图。开关器设计为一工具短节，上下与油管连接。短节与油层沟通并开有上下层位的直通孔。液体进入短节后由球阀、出液筒进入油管。开关器内有电池、微处理器、电机驱动机构等，通过微处理器控制电机运转，带动阀体运动来实现层位的打开和关闭。同时，开关器内置有压力传感器，时刻监测井下压力的变化，作为微处理器程序运行的判断依据。整个系统除了预先设置时间顺序控制井下开关状态外，还具有下井后可在地面遥控改变井下开关状态、任意选层生产的功能，同时具有低功耗、可靠性高的优点。

3.主要技术指标

（1）开关器外径：Ф110mm内径：Ф110mm

（2）最高工作温度：150℃

（3）最高工作压力：60MPa

（4）有效工作时间：≥2年

（5）压力测试范围：0～60MPa精度0.1%FS

（6）温度测试范围：0～150℃精度±0.5℃

（7）最大存储点数：20万点

（8）开关器长度：≤1.8m

图1分层采油开关结构图

4．总结

井下智能采油开关技术基于一趟管柱，可实现找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能，采用先进的微电子技术保证各项功能实施的可靠性，其低廉的施工成本和灵活方便的操控特性，将使该项技术在油田得到广泛的应用。

参考文献

[1]徐东，梁邵敏，孙利群.一种分层采油技术的研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011（02）.

[2]王春洁.分层采油技术应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017（05）.

[3]李献忠.高含水后期分层采油技术应用研究[J].石化技术，2017（03）

作者简介：孙祖臣（1977—），男，电子研发工程师，单位为西安思坦仪器股份有限公司。