[发明专利]一种流体流入控制装置

说明书

本发明公开了一种流体流入控制装置，所述主体中心开设轴向贯通的出口孔，所述主体上表面开设腔室，所述腔室以出口孔中心轴线为中心，即出口孔上端与腔室中心连通，所述主体上表面还开设环形分流道，所述环形分流道开设在腔室外围，所述腔室与环形分流道之间开设腔室入口，所述主体上表面还开设主体入口槽和入口流道，所述入口流道开设在环形分流道外围，所述入口流道内端口连接环形分流道，入口流道外端口连接主体入口槽内端口，主体入口槽外端口连通至主体圆周壁外界。所述主体入口槽和环形分流道还通过流槽直接连通。该装置用于水平井（或直斜井）中加强油藏管理、实现稳油控水、延长油井寿命，达到提高油井采收率和经济开发效益的目的。

技术领域

本发明涉及油田开发流体调控技术领域，具体地说是一种流体流入控制装置。

背景技术

为了节约油田开采成本，提高原油采收率，越来越多的油田采用水平井开采技术对薄层油藏、底水油藏、非常规油气藏等进行开发。水平井开采技术在一定程度上能够节约钻井成本，提高油田经济效益。但水平井在不同类型油藏特别是边水、底水油藏生产过程中暴露出的问题也日益突出，主要表现为边水、底水、气顶锥进或脊进，井筒过早见水见气，导致水平井不均衡生产，对于特高含水油田，还存在含水上升快、产油量降低迅速甚至出现严重“水淹”等问题。

为了解决上述由储层非均质性、趾跟效应造成的水平井过早见水、气问题，流体调控装置Inflow Control Device，简称ICD逐渐被研究人员应用在水平井中。水平井完井段安装的ICD，会对流入ICD的流体产生一个过流阻力，使流体产生一个附加压降。但由于不同流体之间性质存在差异如，油的粘度比水或气的粘度大，会使得不同流体流过ICD时，产生的附加压力不同，基本规律是水、气的附加压降大于原油的附加压降。根据不同流体附加压降不同，可以调控流体分布、减缓底水锥进或气顶气锥进、克服油井过早见水、气问题。更具体的是可以改变流体流速大小、流动方向或者两者一起改变，从而干扰流体的正常运动，使水平段产液剖面大致均衡，底水呈理想的均匀水脊缓慢上升，达到控水的目的。

但上述ICD也存在不足，未能完全解决问题。ICD属于消极控水或气装置，不包含可动构件，作为完井设备安装在生产管柱上之前，其尺寸根据原始油藏条件已经被固定，不能再改变，由于油藏状态是动态变化的，这就使得安装的ICD可能与油藏不匹配，控水或气效果不好。

针对上述ICD在水平井开采使用过程中的缺点，国内外科研人员研制了自动调控装置Autonomous Inflow Control Device，简称AICD来均衡产液剖面，达到油水界面稳定推进的目的。目前主要有密度敏感型AICD、流道型AICD、RCP阀、和调控阀Inflow ControlValve，简称ICV四种自动调控装置。

密度敏感型AICD的设计理论是阿基米德原理，根据流体的密度调控装置，当通过装置的气量过多时，装置流动通道关闭；当气锥退去时，装置再次正常工作，原油恢复生产。该装置可以通过调整配重块数量来适应具有不同重度原油的油气藏，同时，将装置倒置时还可以用来控水。虽然密度敏感阀能在油井见水或见气后阻碍水或气的产出，但是该装置仍然存在着不足，主要表现为：结构复杂，含有运动部件，可靠性低，且下入过程中若阀朝向变化容易导致密度敏感板打不开，影响阀的性能。

流道型AICD的设计理论是二极管原理，根据不同粘度流体通过装置会产生不同的附加压差来调控流体流量，当通过的是粘度高的原油时，附加压降较小，对流量影响甚微；当通过的是粘度低的水或气时，附加压降很大，不易通过，水或气流量减小。该装置能够很好的抗冲蚀、抗堵塞，也能在水、气突破后发挥作用，但该装置所适应的流体粘度范围很窄。

RCP阀的设计理论为伯努利方程，通过流经阀体的不同流体粘度的变化调控阀体内碟片的开度和开关。当相对粘度较高的油流经阀体时，碟片处于开启状态，当相对粘度较低的水或气流经阀体时，碟片因粘度变化引起的压降自动关闭，从而达到控水、控气、增油的目的。但该阀主要用于容易出现气锥现象的油藏，对于水锥油藏效果不好。