选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统的制作方法

本发明涉及石油天然气开采，特别地涉及一种选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统。

背景技术：

1、有水体/气顶油藏的开发对于能源开发具有重大意义，但是随着开发的进行，由于多数油藏的储层非均质性，早期的气/水突破导致许多井在生产初期就会有较高的含水率/气油比，这些生产挑战会导致油藏中存在大量的可采油无法顺利开采。经过国内外学者研究，影响油藏开采的因素主要包括储层的非均质性，趾跟效应，水平段轨迹的变化等原因。为了解决上述问题，从上世纪80年代末开始进行基于均衡排液思想控水完井技术的研究，经过几十年的研究，icd、aicd、icv等控水装置相继诞生。但是，经过实际的使用反馈来看，目前的这些控水装置在技术上也不同程度地存在一些不完善的地方。

2、早期的控水装置(icd)有喷嘴型、通道型、孔板型几种，均属于笼统的、被动式控水，其尺寸在完井之前或在完井时设置，一旦投入生产后，不能再进行调节。并且，icd仅能够单纯限制井筒局部的地层产液速度，不能区分油相和水相，油井见水后，icd将失去作用，不能再减小或阻止突破的影响。自适应井筒入流控制装置(aicd)是在icd技术基础上发展起来的新型icd，它具有流体识别能力，可根据流体性质、组成及流量的变化自动调节自身产生的流动阻力，从而有效均衡井筒入流剖面，防止底水锥进现象发生，保证水平井长期稳产。但现有的aicd仍存在流体识别精度不高，性能不稳定以及结构复杂、加工难度大等问题。icv是一种流入控制阀，主要通过远程操控的控制阀调节进入井筒的流量，该控制阀可以有效控制流入流体的流量，但是存在需要人工调节，远程控制不稳定等问题。

3、因此，急需一种新型的选择性调流装置解决以上问题，既能保证结构稳定，安装方便，又能持续有效控水控气。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的各类控水装置存在的不能区分流体、流体识别性差以及需要人工控制的问题，本发明提出了一种选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统。

2、第一方面，本发明提出的一种选择性流体控制器，包括主体，所述主体的内部具有均用于连通地层空间与管柱内部空间的主干通道与控制通道，所述主干通道上具有输入腔，所述控制通道上具有与所述输入腔相邻的控制腔，所述输入腔与所述控制腔之间具有连通二者的中间通道，所述中间通道中设置有活动阀块；

3、所述活动阀块一端的第一端面与所述输入腔的腔体入口对应、另一端的第二端面与所述控制腔对应，所述第二端面的面积大于所述第一端面和/或所述腔体入口的面积；

4、所述控制通道的内径满足进入其中的流体的流动形态为层流，分别经所述主干通道与所述控制通道输入的流体能够在所述活动阀块的两个所述端面之间产生压力差，以使所述活动阀块沿靠近或远离所述腔体入口的方向移动来改变所述输入腔中的流通面积的大小。

5、在一个实施方式中，所述第一端面的投影能够完全覆盖所述腔体入口。

6、在一个实施方式中，所述活动阀块的外周面上在靠近所述第一端面处还设置限位凸起，所述限位凸起能够抵接所述中间通道与所述控制腔相连通的通道口的口沿处，以限制所述活动阀块完全进入所述控制腔。

7、在一个实施方式中，所述腔体入口的直径与所述第二端面的直径的比值范围为1:5-1:2。

8、在一个实施方式中，所述控制通道还包括自所述主体向外延伸出的外延管段，所述外延管段为刚性管道结构或柔性管道结构。

9、在一个实施方式中，所述控制通道的内径为1mm-3mm。

10、在一个实施方式中，所述控制通道具有和管柱内部空间相连通的第二通道出口，所述控制通道的内径与所述第二通道出口的直径的比值范围为2:1-4:1。

11、在一个实施方式中，所述主干通道与所述控制通道分别具有能够连通地层空间的第一通道入口与第二通道入口，至少所述第一通道入口为圆锥形。

12、在一个实施方式中，所述第一通道入口所对应的圆锥的顶角的角度范围为90°-120°。

13、在一个实施方式中，所述主干通道和地层空间相连通的第一通道入口的直径与所述控制通道和地层空间相连通的第二通道入口的直径的比值范围为5:1-20:1。

14、在一个实施方式中，所述主干通道具有多个能够连通管柱内部空间的第一通道出口，多个所述第一通道出口均连通所述输入腔，所述第一通道出口的数量范围为6-8个，单个所述第一通道出口的直径与所述腔体入口的直径的比值范围为1:3-3:5。

15、在一个实施方式中，所述活动阀块的材质为镍基钨钴合金，其中co和ni含量为8-10％，wc的含量为90-92％，其余为fe、mn、ca、zn以及mg。

16、在一个实施方式中，所述主体一端的外部具有螺纹结构，所述螺纹结构用于使所述主体安装至管柱上相应的螺纹安装口。

17、在一个实施方式中，所述主体包括能够相互扣合安装的底座与盖体，所述底座与所述盖体能够通过螺纹或销钉相对固定，所述底座与所述盖体共同围成由所述输入腔、所述控制腔以及所述中间通道构成的所述主体的内腔结构。

18、第二方面，本发明提出的一种油藏开采管柱，包括上述的选择性流体控制器，进而具备其所具备的全部技术效果。

19、第三方面，本发明提出的一种油藏开采系统，包括上述的油藏开采管柱，进而具备其所具备的全部技术效果。

20、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

21、本发明提供的一种选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

22、本发明的一种选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统，能够针对不同储层条件及生产需求，自发地识别并控制流入管柱的流体类型以及其流量，可以有针对性的部分阻断或完全阻断不需要的水或者气体，从而能够有效提高采收率。

技术特征：

1.一种选择性流体控制器，其特征在于，包括主体，所述主体的内部具有均用于连通地层空间与管柱内部空间的主干通道与控制通道，所述主干通道上具有输入腔，所述控制通道上具有与所述输入腔相邻的控制腔，所述输入腔与所述控制腔之间具有连通二者的中间通道，所述中间通道中设置有活动阀块；

2.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述第一端面的投影能够完全覆盖所述腔体入口。

3.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述活动阀块的外周面上在靠近所述第一端面处还设置限位凸起，所述限位凸起能够抵接所述中间通道与所述控制腔相连通的通道口的口沿处，以限制所述活动阀块完全进入所述控制腔。

4.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述腔体入口的直径与所述第二端面的直径的比值范围为1:5-1:2。

5.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述控制通道还包括自所述主体向外延伸出的外延管段，所述外延管段为刚性管道结构或柔性管道结构。

6.根据权利要求1或5所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述控制通道的内径为1mm-3mm。

7.根据权利要求1或5所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述控制通道具有和管柱内部空间相连通的第二通道出口，所述控制通道的内径与所述第二通道出口的直径的比值范围为2:1-4:1。

8.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述主干通道与所述控制通道分别具有能够连通地层空间的第一通道入口与第二通道入口，至少所述第一通道入口为圆锥形。

9.根据权利要求8所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述第一通道入口所对应的圆锥的顶角的角度范围为90°-120°。

10.根据权利要求1或8所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述主干通道和地层空间相连通的第一通道入口的直径与所述控制通道和地层空间相连通的第二通道入口的直径的比值范围为5:1-20:1。

11.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述主干通道具有多个能够连通管柱内部空间的第一通道出口，多个所述第一通道出口均连通所述输入腔，所述第一通道出口的数量范围为6-8个，单个所述第一通道出口的直径与所述腔体入口的直径的比值范围为1:3-3:5。

12.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述活动阀块的材质为镍基钨钴合金，其中co和ni含量为8-10％，wc的含量为90-92％，其余为fe、mn、ca、zn以及mg。

13.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述主体一端的外部具有螺纹结构，所述螺纹结构用于使所述主体安装至管柱上相应的螺纹安装口。

14.根据权利要求1所述的选择性流体控制器，其特征在于，所述主体包括能够相互扣合安装的底座与盖体，所述底座与所述盖体能够通过螺纹或销钉相对固定，所述底座与所述盖体共同围成由所述输入腔、所述控制腔以及所述中间通道构成的所述主体的内腔结构。

15.一种油藏开采管柱，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的选择性流体控制器。

16.一种油藏开采系统，其特征在于，包括如权利要求15所述的油藏开采管柱。

技术总结本发明提供了一种选择性流体控制器、油藏开采管柱及油藏开采系统，该流体控制器包括内部具有均用于连通地层空间与管柱内部空间的主干通道与控制通道的主体，主干通道上具有输入腔，控制通道上具有与输入腔相邻的控制腔，输入腔与控制腔之间具有连通二者的中间通道，中间通道中设置有活动阀块；分别经主干通道与控制通道输入的流体能够在活动阀块的两个端面之间产生压力差，以使活动阀块沿靠近或远离腔体入口的方向移动来改变输入腔中的流通面积的大小。基于本发明的技术方案，能够针对不同储层条件及生产需求，自发地识别并控制流入管柱的流体类型以及其流量，可以有针对性的部分阻断或完全阻断不需要的水或者气体，从而能够有效提高采收率。技术研发人员：陈亚姝,赵旭,周朝,翟羽佳,李晓益受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9