自适应控水装置及其应用的制作方法

本发明涉及油气田开发领域，具体涉及一种自适应控水装置及其应用。

背景技术：

1、自适应控水装置(autonomous inflow control device，aicd)作为油气田高效开发的一种关键工具，已应用于大多数类型的油气藏，并取得了良好的控水增油效果。该技术基于油水物理特性差异自适应控水，降低了对储层认识的要求，应用于水平井可有效均衡生产压差，实现控水增油的作用。同时，充填于水平井筛管外的砾石，基于达西定律，在轴向可以抑制水锥横向窜流，并形成一定的阻流压差，为aicd的精细化分段要求提供了可能。aicd根据油水的粘度、密度等物理特性差异，通过引入一个额外的压力降来平衡油藏与井筒之间的压力不均匀性，对油和水进行自适应调节，实现控水增油的效果。

2、酸性气藏单井具有产量高的优势，但酸性气藏单井高含硫化氢、中含二氧化碳等有毒有害气体给钻井施工安全和各类钻具、下井工具、仪器构成严重威胁，安全风险非常高。因此对自适应控水装置的可靠性、稳定性、抗腐蚀性要求更加严格。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有自适应控水装置存在的可靠性差、稳定性差、易腐蚀问题，提供一种自适应控水装置及其应用，该自适应控水装置满足实际施工要求、性能稳定、改善流体流动特性，具有稳定性强、水油压降比高、装置性能优异的特点。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种自适应控水装置，该装置包括装置基体以及设置在装置基体上的旋流腔和至少一个进料流道；所述旋流腔包括上大下小的锥形腔，所述锥形腔中设置有用于增大水油流动压降差的导流挡板，所述锥形腔的底端开口形成为流体出口，所述锥形腔的顶端向上延伸形成为柱形腔；每个所述进料流道包括设置有流体进口的入口流道，所述入口流道沿所述柱形腔切向延伸形成连通所述柱形腔的长流道，所述入口流道设置有连通所述柱形腔的短流道。

3、其中，通过流体进口流入入口流道1的油水混合流体，由于油相的黏性力大于流动惯性力使得油相主要流入短流道2，而水相的流动惯性力大于黏性力使得水相继续前行进入长流道3；短流道2的油相径向流入旋流腔4并沿内壁向下流经导流挡板5，从流体出口6流出；长流道3的水相沿切向进入旋流腔4并形成沿周壁向下的旋流，流经导流挡板，从流体出口6流出；流体流经的通道内涂覆疏水性纳米复合涂层。

4、本发明第二方面提供本发明所述的自适应控水装置在油气田开发领域的应用。

5、本发明自适应控水装置通过疏水性纳米复合涂层，可提升自适应控水装置性能，改善自适应控水装置中流体流动特性，具有稳定性强、水油压降比高、装置性能优异的特点。

技术特征：

1.一种自适应控水装置，其特征在于，自适应控水装置包括装置基体以及设置在装置基体上的旋流腔和至少一个进料流道；

2.根据权利要求1所述的自适应控水装置，其中，所述短流道流动截面大于长流道流动截面。

3.根据权利要求1或2所述的自适应控水装置，其中，所述短流道与入口流道之间的夹角大于所述短流道与长流道之间的夹角。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的自适应控水装置，其中，所述导流挡板为环形挡板，所述环形挡板对称开设有导流口。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的自适应控水装置，其中，所述疏水性纳米复合涂层附着力为85％～100％；和/或

6.根据权利要求1-5任意一项所述的自适应控水装置，其中，所述疏水性纳米复合涂层包含乙烯基树脂、纳米二氧化硅和金属氧化物。

7.根据权利要求6所述的自适应控水装置，其中，所述自适应控水装置基体材料选自钨合金、铬钒合金钢、铬钼合金钢的一种或多种，优选为钨合金；和/或

8.根据权利要求6或7所述的自适应控水装置，其中，所述纳米二氧化硅、金属氧化物与乙烯基树脂的质量比为1：(0.1～10)：(25～85)，优选为1：(0.2～5)：(40～65)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的自适应控水装置，其中，所述疏水性纳米复合涂层的制备方法包括：

10.根据权利要求9所述的自适应控水装置，其中，步骤(1)加入所述硅烷、催化剂、有机溶剂、有机硅改性剂和金属醇盐的质量比为1：

11.根据权利要求9所述的自适应控水装置，其中，

12.根据权利要求9所述的自适应控水装置，其中，步骤(1)所述混合的条件包括：在搅拌的条件下进行混合，混合温度为30～80℃，搅拌速率为200～400rpm；

13.根据权利要求9所述的自适应控水装置，其中，步骤(2)所述喷涂的方法包括：通过旋涂机以50～150rpm的速度喷涂在自适应控水装置基体通道内，然后固化、干燥。

14.根据权利要求13所述的自适应控水装置，其中，所述固化的条件包括：温度10～40℃，时间25～30min；和/或

15.权利要求1-14任意一项所述的自适应控水装置在油气田开发领域的应用。

技术总结本发明涉及油气田开发领域，具体地涉及一种自适应控水装置及其应用，该装置包括装置基体以及设置在装置基体上的旋流腔和至少一个进料流道；所述旋流腔包括上大下小的锥形腔，所述锥形腔中设置有用于增大水油流动压降差的导流挡板，所述锥形腔的底端开口形成为流体出口，所述锥形腔的顶端向上延伸形成为柱形腔；每个所述进料流道包括设置有流体进口的入口流道，所述入口流道沿所述柱形腔切向延伸形成连通所述柱形腔的长流道，所述入口流道设置有连通所述柱形腔的短流道；流体流经的通道内涂覆疏水性纳米复合涂层。本发明自适应控水装置通过疏水性纳米复合涂层，可提升自适应控水装置性能，具有稳定性强、水油压降比高、装置性能优异的特点。技术研发人员：赵旭,周朝,李晓益,陈亚姝,秦星,翟羽佳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