本發(fā)明涉及石油工業(yè)油井的堵水方法和裝置，特別是一種出水油層的控水方法及其控水防砂管柱，尤其適用于大斜度井和水平井。
背景技術(shù)：
水平井的突出特點(diǎn)是井眼穿過油層的長(zhǎng)度長(zhǎng)，大大增加了油井的泄油面積，提高單井產(chǎn)量。因此，近年來水平井的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，為提高水平井完善程度，大部分水平井采用裸眼篩管完井，減少原油流向井筒的阻力，提高單井產(chǎn)能。但是，對(duì)于存在邊底水的長(zhǎng)井段水平井，缺乏長(zhǎng)期有效的分段完井技術(shù)，一旦底水錐進(jìn)，實(shí)施堵水措施比較困難，造成目的油層動(dòng)用程度不均、含水上升快、穩(wěn)產(chǎn)期短的問題。為解決這一難題，開發(fā)了多種水平井物理控水方法，主要有分段變密度篩管控水方法、中心管控水方法、均衡流動(dòng)控制裝置控水方法、雙管選擇性完井控水方法等。
下面分別描述上述幾種控水方法的基本工作原理：
分段變密度篩管控水方法：根據(jù)油藏滲透率的變化，優(yōu)化水平段每段的篩管孔密，利用不同的孔密來調(diào)節(jié)不同部位的壓差節(jié)流，調(diào)整井底壓力剖面，以達(dá)到均衡生產(chǎn)壓差，降低底水錐進(jìn)速度的目的。但是下入篩管前需要準(zhǔn)確了解油藏不同層段的滲透率，根據(jù)不同滲透率確定不同篩管段的孔密，針對(duì)性強(qiáng)，采用鄰井的滲濾率資料又不夠準(zhǔn)確，測(cè)量油藏的滲透率的工藝較為復(fù)雜且作業(yè)成本高，控水效果不夠理想。
中心管控水：在懸掛的防砂篩管內(nèi)再下入小直徑油管，伸入水平井段一定長(zhǎng)度，并用封隔器封閉小油管和上部套管的環(huán)形空間，通過小油管改變水平井根端的液體流向，調(diào)節(jié)井筒流入剖面，達(dá)到控水生產(chǎn)目的。該技術(shù)存在的問題是防砂完井后需要再下入一層油管及封隔器，增加了材料成本與作業(yè)人工成本，且油管伸入水平井段的長(zhǎng)度需要通過試油測(cè)試后再通過計(jì)算確定，工序較為繁雜，且增加了試油測(cè)試成本，推廣實(shí)施較困難。
均衡流動(dòng)控制裝置控水方法：均衡流動(dòng)控制裝置大多是與篩管相結(jié)合，做成控水篩管，油層流體從油層流出后經(jīng)防砂篩管進(jìn)入到不帶孔基管與防砂篩管之間的環(huán)形間隙，流經(jīng)均衡流動(dòng)控制裝置，最后進(jìn)入基管，被采出到地面。該技術(shù)所依賴的控水篩管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，同時(shí)也需要通過測(cè)試手段確定油藏不同層段的滲透率進(jìn)行設(shè)計(jì)匹配，增加了大量工作及費(fèi)用，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。
雙管選擇性完井控水方法可分為兩種，一種是用分支水平井開采油藏，用垂直井筒開采底水層，另一種則是采用同向兩分支水平井結(jié)構(gòu)，上方的水平井筒采油，底水層的水平井筒采水，兩種方法都需要另打一個(gè)井眼進(jìn)行單獨(dú)采水，不僅增加了鉆井成本，也增加了后期射孔、防砂等作業(yè)成本，同時(shí)配套的采油工藝也較為復(fù)雜，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。
上述幾種控水方法普遍存在的問題是：通過改善水油流度比來限制油層出水速度，只能暫時(shí)延緩含水率的上升速度，不能真正有效封堵出水層位，不能從根本上解決油井出水問題，并且實(shí)施成本較高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
還有一種化學(xué)控水方法，其原理是通過向出水層段擠入化學(xué)堵水劑來堵水，達(dá)到控水生產(chǎn)的目的。但是這種方法需要先下入井下工具或儀器找到出水層段，才能進(jìn)行有針對(duì)性的堵水，作業(yè)措施復(fù)雜且成本較高，并存在污染油層的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要開發(fā)一種簡(jiǎn)單有效的控水生產(chǎn)方法，解決油井出水問題，抑制含水率的上升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種出水油層的控水方法及其控水防砂管柱，簡(jiǎn)化出水油層的控水方式，減少作業(yè)程序，避免油層污染，提高控水效果、降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
一種出水油層的控水方法是利用遇水膨脹橡膠遇水膨脹的特性、封堵防砂管柱與帶有射孔炮眼的井筒之間的環(huán)形空間：
A、將遇水膨脹橡膠的一端固定在防砂管柱的篩管上面、位于進(jìn)液通道的上方或下方、另一端遇水自由膨脹；
B、將遇水膨脹橡膠下入到油層的射孔炮眼的上方或下方、初始安裝時(shí)，遇水膨脹橡膠不覆蓋篩管上的進(jìn)液通道，使遇水膨脹橡膠不影響正常生產(chǎn)，當(dāng)油層出水成為出水油層時(shí)，遇水膨脹橡膠膨脹后填滿帶有射孔炮眼的井筒與帶有進(jìn)液通道的防砂管柱之間的環(huán)形空間，封堵該出水油層的出水段。
使用一種出水油層的控水方法的控水防砂管柱包括篩管，篩管上設(shè)有進(jìn)液通道，使用遇水膨脹橡膠制做套筒，將套筒的一端與硫化套硫化在一起，把硫化套固定在篩管的外部、使套筒位于進(jìn)液通道的上方或下方。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著效果是，在生產(chǎn)井的目的油層射孔后，下入本發(fā)明的控水防砂管柱，控水防砂管柱的篩管上開有進(jìn)液通道，作為原油生產(chǎn)通道。在篩管的外面固定著使用遇水膨脹橡膠制做的套筒，遇水膨脹橡膠具有吸水膨脹的特性，將套筒的一端通過硫化套固定在篩管上，另一端為自由活動(dòng)端、能夠遇水自由膨脹。初始安裝時(shí)，套筒不覆蓋篩管上的進(jìn)液通道，能夠保證原油順利流通。將控水防砂管柱下入到設(shè)計(jì)位置并完井投產(chǎn)后，當(dāng)油層出油時(shí)，遇水膨脹橡膠制做的套筒保持原狀，原油保持正常生產(chǎn)；當(dāng)油層出水成為出水油層時(shí)，由于橡膠材料的遇水膨脹特性，套筒膨脹后伸長(zhǎng)，封閉篩管上的進(jìn)液通道，同時(shí)周向上膨脹填滿井筒，將出水油層的射孔炮眼封堵，油層則保持正常生產(chǎn)，達(dá)到控水產(chǎn)油的目的。
本發(fā)明的控水方法簡(jiǎn)單有效、油層出水后不需要下儀器或工具單獨(dú)找水，利用遇水膨脹橡膠遇水膨脹的特性有選擇性地自動(dòng)封堵出水油層，不需要人為干預(yù)，能夠有針對(duì)性地封堵出水油層，原理簡(jiǎn)單可靠?？厮郎肮苤谕昃┕r(shí)就一次性地完成了后期生產(chǎn)中的堵水工作，大幅降低了生產(chǎn)成本，使用本發(fā)明能夠有效封堵出水油層，從根本上抑制了原油含水率的上升，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡使用本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路得出的改進(jìn)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
參見圖1，一種出水油層的控水方法是利用遇水膨脹橡膠遇水膨脹的特性、封堵防砂管柱與帶有射孔炮眼5的井筒1之間的環(huán)形空間：
A、將遇水膨脹橡膠的一端固定在防砂管柱的篩管2上面、位于進(jìn)液通道6的上方或下方、另一端遇水自由膨脹；
B、將遇水膨脹橡膠下入到油層的射孔炮眼5的上方或下方、初始安裝時(shí)，遇水膨脹橡膠不覆蓋篩管2上的進(jìn)液通道6，使遇水膨脹橡膠不影響正常生產(chǎn)，當(dāng)油層出水成為出水油層時(shí)，遇水膨脹橡膠膨脹后填滿帶有射孔炮眼5的井筒1與帶有進(jìn)液通道6的防砂管柱之間的環(huán)形空間，封堵該出水油層的出水段。
使用一種出水油層的控水方法的控水防砂管柱包括篩管2，篩管2上設(shè)有進(jìn)液通道6，使用遇水膨脹橡膠制做套筒4，將套筒4的一端與硫化套3硫化在一起，把硫化套3固定在篩管2的外部、使套筒4位于進(jìn)液通道6的上方或下方。
所述硫化套3的外徑與初始安裝的套筒4的外徑相符。
所述進(jìn)液通道6是進(jìn)液孔或者是進(jìn)液豎槽。
參見圖1中上部和下部的套筒4的外形結(jié)構(gòu)：當(dāng)油層出油時(shí)，使用遇水膨脹橡膠制做的套筒4保持原狀，原油保持正常生產(chǎn)，。
參見圖1中部與出水油層對(duì)應(yīng)的套筒4遇水膨脹后的工作狀態(tài)：當(dāng)油層出水成為出水油層時(shí)，由于橡膠材料的遇水膨脹特性，使用遇水膨脹橡膠制做的套筒4膨脹后伸長(zhǎng)，封閉了篩管2上的進(jìn)液通道6，同時(shí)周向上膨脹填滿井筒1，將出水油層的射孔炮眼5封堵，油層保持生產(chǎn)，達(dá)到控水產(chǎn)油的目的。
上面敘述的實(shí)施例僅僅為典型實(shí)施例，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和啟示下做出修改。本文所公開的方案可能存在很多變更、組合和修改，且都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此，保護(hù)范圍不僅限于上文的說明。