流量控制阀在单层和多层石油合采中的应用分析
流量控制阀在单层和多层石油合采中的应用分
析
0引言
智能井技术是一项新兴的油藏油田生产管理技术,主要利用在井下安装永久性的传感器,实时的
监控井下参数,利用地面平台对井下开采合理的控制,提高油田的采收率,降低生产成本[1]。智能
井技术一般有井下信息收集传感系统、井下生产控制系统、井下数据控制系统和地面数据收集
分析、反馈系统,与常规生产管理技术相比有很多不同,如能够通过地面系统监测井下流入阀的
节流位置,遥控生产,实时获取井下信息,可以控制不同产层的流量,最大限度的节约生产成本[1]。
井下流量控制阀采用滑套结构,由液压控制来推动滑套的移动,改变控制阀节流面积的大小,影响
控制阀的流入动态。其是智能井技术的核心,是智能井实现智能开采的执行元件。
国际市场上,Welldynamics 和BakerHughes 在对井下层间流量控制阀(ICV)的研究,处于领先地
位。
Welldynamics 推出了 HS-ICV、HV_series-ICV、IV_series-ICV 和MC_series-ICV 等不同系列的
井下层间控制阀(ICV);BakerHughes 也推出了 HMC 液控井下层间滑套系列的井下层间控制阀
(ICV)用以满足不同的井下条件[2]。斯伦贝谢石油公司有 TRFC 系列的可回收式流量控制器
等。图 1为科威特某第一个安装有智能井系统的油田系统简图,该井分为两层,分别安装有流量
控制阀(ICV),分别控制两个油层的开采。
1控制阀在单层控制中的应用
流量控制阀一般安装在射孔上部,封隔器下部,用于选择性的开采被分隔油层,提高油井采收率。
在工程运用中采用节点分析法和节流口流体动力学对其分析。
节点分析法分析的对象是油藏到地面分离器整个油气系统,其本身的思想是在某位置设置节点,
以压力和流量的变化关系为主要线索,把节点隔离的各层流动过程的数学模型有序的联系在一
起,从而确定系统的流量。流量控制阀的设计主要是对进入控制阀的流量和流量控制阀压差的分
析,在此基础上确定控制阀的流动特性。本节分别在进入控制阀前设置节点 1(如图 1)和原油流
入控制阀后位置设置节点 2(如图 1)。分别代表在环空和油管的流动特性。
井下流入动态曲线(IPR)表示一定地层压力下,油井产量与井底流压的关系,反应了油层向井筒的
供给能力(即产能)。其定量关系涉及油藏压力、渗透率、流体悟性、含水率及完井状况等,可根
据系统试井资料用图解法获得此特性曲线。油管流出曲线是表示在一定井口压力的情况下,油管
流量和井底流压的关系[3]。反应了油管的流动能力。两条曲线共同表示了油层的产量与井底压
力的关系。如图 2所示的两条曲线的交点A的流量就是相应油层的理论产量,其压力为理论的井
底平衡压力。
控制阀一般由液压或电力控制的节流阀,能够通过地面控制系统进行调节。相对于仅有开/关功
能的控制阀,多级流量控制阀往往有几个控制位置,他们有不同的节流面积、不同的形状和不同
的流动特性,来满足控制要求。通过阀的流量通常和阀的流量系数和阀的前后压差相关,一般可
认为[4]:
式中:Q 为控制阀流量;Cv 为阀的流量系数;P1 为上部 2倍直径接口压力;P2 为下部 6倍直径距离
压力;R 为流体密度。
控制阀的安装一般界于如图 1所示的节点 1和节点 2之间,平衡两个节点的压力,使油层的产量稳
定于某一特定值。此时控制阀两边的压差为[5]:ΔPChoke=PIPR-PTPC(2)如图 2中所描述的井下
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流量控制阀在单层和多层石油合采中的应用分析0引言智能井技术是一项新兴的油藏油田生产管理技术,主要利用在井下安装永久性的传感器,实时的监控井下参数,利用地面平台对井下开采合理的控制,提高油田的采收率,降低生产成本[1]。智能井技术一般有井下信息收集传感系统、井下生产控制系统、井下数据控制系统和地面数据收集分析、反馈系统,与常规生产管理技术相比有很多不同,如能够通过地面系统监测井下流入阀的节流位置,遥控生产,实时获取井下信息,可以控制不同产层的流量,最大限度的节约生产成本[1]。井下流量控制阀采用滑套结构,由液压控制来推动滑套的移动,改变控制阀节流面积的大小,影响控制阀的流入动态。其是智能井技术的...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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