[0001] 本发明属于海上油田智能分层开发技术领域，更具体的说，是涉及一种适用于海上油田防砂完井的智能分层开采系统。

[0002] 随着渤海油田开发进入高含水阶段，一些低含水、低渗透油层不能正常开采，为了解决这些问题，需要对油井实施找水、分层测试、堵水、分层开采等措施。渤海油田以大斜度井、水平井开发为主，油井采用分层防砂完井，生产方式主要是采用电潜泵举升，分层开采的油井一般是采用Y型管柱，生产层段采用滑套控制，找堵水、分层测试、调层生产时需要通过钢丝或电缆作业，施工繁琐、占井周期长、作业成本高，并且无法实现单层流量、含水率、压力、温度等参数的实时监测及单层流量的连续调节，限制了油井分层开发的效果。现有的油井分层开采技术均存在一些问题，并且不适用于渤海油田的井况条件。

[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种适用于海上油田防砂完井的智能分层开采系统，由找水、分层测试、堵水、分层开采一体化管柱及地面测调控制系统组成，一次作业即可实现油井找水、分层测试、堵水、分层开采等目的，无需钢丝或电缆作业，可对单层流量、含水率、压力、温度等井下参数进行实时监测与实时控制，克服了原有工艺施工繁琐、占井周期长、作业成本高、作业效率低、无法实时监测与控制井下参数等缺陷，从而实现油田低成本、高效开发。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

[0005] 本发明的一种适用于海上油田防砂完井的智能分层开采系统，包括套管和设置于套管内的封隔器，相邻两个所述封隔器之间设置有筛管，相邻两个所述封隔器之间形成一个生产层，所述套管内设置有井下一体化管柱，所述井下一体化管柱包括由上至下通过油管依次连接的井口采油树、井下安全阀、过电缆封隔器、Y接头、带孔管、过电缆定位密封、第一智能配产器、第一过电缆插入密封、第二智能配产器、第二过电缆插入密封、第三智能配产器和圆堵，所述过电缆封隔器设置有放气阀和电缆穿越器，所述Y接头连接有电潜泵机组，所述电潜泵机组通过动力电缆与电潜泵控制系统相连，所述第一智能配产器、第二智能配产器和第三智能配产器均通过控制电缆连接与PC机相连的地面控制器。

[0006] 所述过电缆定位密封、第一过电缆插入密封和第二过电缆插入密封均设置于封隔器内部。

[0007] 所述第一智能配产器、第二智能配产器和第三智能配产器分别对应一个生产层设置。

[0008] 所述井下安全阀和放气阀均连接有液控管线，且采用同一根液控管线。

[0009] 与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

[0010] (1)本发明针对渤海油田分层防砂完井的井况条件进行设计，采用电潜泵Y型分采管柱，可实现电潜泵组举升井的分层开采，技术适应性强；

[0011] (2)本发明采用控制电缆对井下工具供电和信号双向传输，传输过程安全可靠性高；

[0012] (3)本发明进行一次作业即可实现找水、分层测试、堵水、分层开采等目的，并且在平台中控即可对各层段生产状态进行实时监测和实时控制，工艺简单、无需钢丝或电缆作业、作业成本低，后期维护管理方便，为平台其他措施提供更多的作业窗口，从而实现海上油田低成本、高效开发；

[0013] (4)本发明能够对油藏动态进行长期连续监测，实现油井智能分层开采，为油藏开发动态调整提供充足可靠的大数据支持。附图说明

[0014] 图1是本发明的结构示意图；

[0015] 图2是本发明中地面控制器的原理图。

[0016] 附图标记:1、井下安全阀；2、放气阀；3、电缆穿越器；4、过电缆封隔器；5、Y接头；6、电潜泵机组；7、带孔管；8、过电缆定位密封；9、第一智能配产器；10、第一过电缆插入密封；11、第二智能配产器；12、第二过电缆插入密封；13、第三智能配产器；14、圆堵；15、液控管线；16、动力电缆；17、控制电缆；18、井口采油树；19、电潜泵控制系统；20、地面控制器；21、PC机；22、套管；23、油管；24、封隔器；25、筛管。

[0017] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。

[0018] 本发明的一种适用于海上油田防砂完井的智能分层开采系统，包括套管22，所述套管22内设置有多个封隔器24，相邻两个所述封隔器24之间设置有筛管25，相邻两个所述封隔器24之间形成一个生产层，图1中封隔器24设置了四个，形成三个生产层。

[0019] 所述套管22内设置有井下一体化管柱，所述井下一体化管柱针对渤海油田分层防砂完井的特点进行设计，整体采用电潜泵Y型智能分采一体化管柱。所述井下一体化管柱包括由上至下通过油管23依次连接的井口采油树18、井下安全阀1、过电缆封隔器4、Y接头5、带孔管7、过电缆定位密封8、第一智能配产器9、第一过电缆插入密封10、第二智能配产器11、第二过电缆插入密封12、第三智能配产器13和圆堵14。所述井下安全阀1是油管通道安全控制工具，与井下液控管线15相连接，通过地面液压控制其打开与关闭，正常生产时处于打开状态，关井或有溢流井喷时可关闭油管通道，起到生产安全控制的作用。

[0020] 所述过电缆封隔器4是油套环空安全控制工具，液压坐封、上提解封，所述过电缆封隔器4设置有放气阀2和电缆穿越器3，所述电缆穿越器3实现井下动力电缆16和控制电缆17的穿越，所述放气阀2同样与井下液控管线15相连，通过地面液压控制其打开和关闭，正常生产时处于打开状态，使油套环空与井口连通，可释放过电缆封隔器4以下油套环空内的气体，以确保电潜泵机组6正常运转，当出现紧急情况时地面卸压可使其关闭，起到控制油套环空安全的作用，所述放气阀2和井下安全阀1采用同一根液控管线15控制，两者同开同关。

[0021] 所述Y接头5是渤海油田实现电潜泵机组6举升分层开采的重要配套工具，所述Y接头5上部与油管23相连，下部有两个接头，一个接头用来连接电潜泵机组6，另一个接头用来连接下部分层管柱。所述电潜泵机组6通过动力电缆16与地面电潜泵控制系统19相连，所述动力电缆16是用来为井下电潜泵机组6供电及数据传输，穿越井口采油树18后与电潜泵控制系统19相连，所述电潜泵控制系统19可以为井下电潜泵机组6供电，并对电潜泵机组6工作状态进行监测，确保电潜泵机组6正常工作。

[0022] 所述带孔管7在过电缆定位密封8上部，连通油管与油套环空，为井下流体提供流动通道。所述过电缆定位密封8、第一过电缆插入密封10和第二过电缆插入密封12均设置于封隔器24内部，所述过电缆定位密封8、第一过电缆插入密封10和第二过电缆插入密封12实现层间分隔，均设计有电缆穿越通道，以便井下控制电缆17通过。

[0023] 所述第一智能配产器9、第二智能配产器11和第三智能配产器13结构相同，均是井下一体化管柱的核心部分，主要由多相流流量计、压力计、含水率计、测量控制模块、数据处理模块、电机执行机构等部分组成，集成了流量、含水率、压力、温度等参数的测试功能。所述第一智能配产器9、第二智能配产器11和第三智能配产器13分别对应一个生产层设置。所述第一智能配产器9、第二智能配产器11和第三智能配产器13均通过控制电缆17连接地面控制器20，所述地面控制器20和PC机21等部分构成地面测调控制系统。所述控制电缆17用来为井下第一智能配产器9、第二智能配产器11和第三智能配产器13供电并实现信号双向传输，穿越井口采油树18后与地面控制器20相连。所述地面控制器20主要由开关电源、主控板、通讯板、驱动板、显示板及附件等部分组成，其一端与井下控制电缆17相连，另一端与PC机21相连，可通过PC机21向地面控制器20发送指令，并由地面控制器20接收井下第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13传来的信号，完成采集信号和控制信号的调制解调及信号的传输，实现与井下第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13之间的通讯，从而实现单层生产参数的实时监测与实时控制，达到找水、分层测试、堵水、分层开采等目的，根据井下参数的具体情况，制定出油井的最佳生产制度，图2为地面控制器20的原理示意图。

[0024] 按照设计方案组配井下一体化管柱，并下入井下一体化管柱到位，井口打压完成过电缆封隔器4座封，施工中按照要求做好电缆穿越与保护，管柱验封合格后，恢复井口，开井生产。油井作业结束后，通过PC机21由地面控制器20向井下第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13发送指令，使每一生产层段对应的智能配产器油嘴均处于完全打开状态，稳定生产几天，可直接获取各个层段的流量、含水率、油嘴前后压力、温度等生产参数，通过分析确定出高含水层，实现找水和分层测试目的，为生产参数调整提供可靠依据。如果需要得到地层压力恢复曲线，可由地面向第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13发送指令，关闭对应层段的智能配产器油嘴，从而测得相应地层压力恢复曲线。根据测得的生产参数，结合油藏开发人员的分析判断，确定出合理的生产制度，可根据需要任意调节对应层段的智能配产器油嘴开度大小，控制单层含水量及产液量，以达到最佳生产状态。此外，也可以在地面PC机21中对井下第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13的工作状态进行设置，使其按照设置好的状态进行工作，如果实际生产状态偏离设置状态，第一智能配产器9、第二智能配产器11、第三智能配产器13可自动进行调节，恢复至设置工作状态，整套系统实现了油井智能化分层开发。

[0025] 尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。