CN101440702B - 欠平衡条件下的筛管完井方法及暂堵式筛管 - Google Patents

Abstract

欠平衡条件下的筛管完井方法，应用于石油钻探固井技术领域。特征是：首先将带有暂堵式筛管的套管管柱下入井内，套管管柱的结构是，自下而上连接有引鞋、暂堵式筛管和套管。其次通过钻杆将钻铣工具下入套管管柱内，利用钻铣工具将暂堵式筛管上的塞堵盲端端面凸出基管内壁部分磨铣或剪切清除。效果是：采用带有暂堵式筛管的套管管柱，下套管时筛管管柱内与管柱外环空不相通，保护产层避免对产层的污染。完成下套管后，用钻铣工具去除塞堵盲端端面凸出基管内壁部分，使塞堵贯通，油气能进入套管柱内。解决了欠平衡钻井后使用筛管来实现欠平衡完井的技术难题。

Description

欠平衡条件下的筛管完井方法及暂堵式筛管

技术领域：

本发明涉及一种石油钻探固井技术领域，特别涉及一种筛管完井施工方法，是一种欠平衡条件下的筛管完井方法。

背景技术：

欠平衡钻井技术作为一项减少储层损害、提高油气井产能以及解决常规钻井技术出现的钻速低、井漏、压差卡钻等问题的有效手段，越来越得到石油界的普遍重视。更重要的是，欠平衡钻井技术有利于降低油气勘探开发成本，并能有效及时地发现和保护油气藏，已成为钻井技术发展热点。欠平衡完井技术是欠平衡钻井技术的延伸，是在欠平衡状态下采用一种新的完井方法，它能使循环流体损失程度降到最小，并能减少对地层损害及改善油井产能，是解决全过程欠平衡钻井技术中的关键技术之一。据资料统计，国外欠平衡钻井完成后，有76％的油井采用裸眼完井，21％采用筛管完井，3％采用射孔完井。除裸眼完井方式外，其余两种完井方式均须在压井条件下完成。

在国内，全过程欠平衡技术中的欠平衡钻井、欠平衡起下钻、欠平衡取芯、欠平衡测井等技术都已比较成熟，而欠平衡完井技术无论从完井工具上还是完井技术上都相当薄弱。完井方式比较单一，主要欠平衡完井方式有两种。1、裸眼完井，即钻至油气层上部进行下套管固井，再用欠平衡钻井技术打开油气层后完井；2、下套管不固井射孔，即利用欠平衡钻井技术打开油气层，在欠平衡条件下入套管后不进行固井条件下，采用射孔完井。这两种欠平衡完井方式不利于稳定欠平衡完成的油井长期开发，急需研究新的完井方式。

同欠平衡钻井技术发展水平相比，完井施工技术和完井施工工具上都比较落后。一般还是采用压井的方式进行完井，而压井可导致油气井丧失20％～50％的产能，影响了欠平衡钻井的综合效果。主要原因是没有一种适合在欠平衡条件下下井的筛管和与之形相适应的完井工艺。

目前，完井筛管的品种很多，申请并公开的专利也很多。有复合金属网防砂筛管：在钻有多孔的中心基管上套有复合金属过滤网、及套在复合金属过滤网外的外保护套，并用支撑环焊接固定；有绕丝筛管：直接在钻过滤孔的中心基管上缠绕上钢丝；还有割缝筛管：直接在中心基管上激光割出一定宽度的缝隙，通过缝隙的宽度来控制防砂粒径的大小。现有筛管的不足是：基管壁上有孔道，基管内外相通。采用基管壁上有孔道、基管内外相通的筛管不能实施欠平衡完井。

中国专利公开号CN1891974A，提供了一种欠平衡完井方法及完井装置。采用的是圆形管作基管，在圆形管的管壁表面周围均布有轴向槽，轴向槽的深度在3-11毫米之间。将圆形管下放到井下，通过井下膨胀工具使圆形管产生膨胀塑性变形。圆形管膨胀后，圆形管的管壁直径增加；轴向槽成为近似菱形孔，可使圆形管贴紧在井壁上实现稳定井壁的作用。这种圆形管的管壁内外不相通，能实现欠平衡完井。但是这种圆形管的轴向槽加工困难，制造成本高；施工时采用使圆形管的轴向槽胀裂开的膨胀方法，使用的膨胀工具复杂，需要配套液压设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种欠平衡条件下的筛管完井方法，在不压井条件下，下入筛管串，采用筛管实现欠平衡完井，为实现全过程欠平衡钻井提供一种全新的完井方法。克服CN1891974A提供的欠平衡完井方法使用的膨胀工具复杂，需要配套液压设备的不足。

本发明的另一个目的是提供一种欠平衡完井用的暂堵式筛管，在下入井筒时基管内外不相通，用这种基管内外不相通的欠平衡完井筛管实现欠平衡完井。克服CN1891974A提供的圆形管的轴向槽的加工困难和制造成本高的不足。

本发明的目的是这样实现的，欠平衡条件下的筛管完井方法，首先，带有暂堵式筛管的套管管柱下入井内；其次，将暂堵式筛管上的塞堵4盲端端面凸出基管2内壁部分磨铣或剪切除。

所述的下入井内的带有暂堵式筛管的套管管柱的结构是，自下而上连接有引鞋3、暂堵式筛管和套管，是采用接箍1连接的。在欠平衡条件下将带有暂堵式筛管的套管管柱下入井筒内。

套管管柱下入井筒内可以采用三种方式：套管一直连接到井口；套管顶端连接尾管悬挂器，利用尾管悬挂器将带有暂堵式筛管的套管管柱悬挂在上一层套管的内壁上；套管顶端连接膨胀管，利用膨胀工具将膨胀管膨胀座封在上一层套管的内壁上。套管管柱的连接和套管管柱下入井筒内，以及尾管悬挂和膨胀管膨胀座封，本领域的技术人员能完成，不详细叙述。

当带有暂堵式筛管的套管管柱下入井筒内后，通过钻杆将钻铣工具下入套管管柱内，钻铣工具如钻头、磨鞋、铣鞋等井下工具。利用钻铣工具将暂堵式筛管上的塞堵盲端端面凸出基管内壁部分磨铣或剪切除。使塞堵贯通，油气通过压盖、筛网进入套管柱内。将钻铣工具下入套管管柱内和磨铣或剪切清除暂堵式筛管上的塞堵盲端端面凸出基管内壁部分，本领域的技术人员能完成，不详细叙述。

所述的暂堵式筛管，包括接箍、基管、引鞋、塞堵、筛网和压盖，在基管的端部连接有接箍。在基管壁上均匀分布有孔。在所述的每个孔内固定有塞堵。塞堵的结构是：塞堵为圆柱体形，在塞堵一端有中心孔，中心孔为盲孔。中心孔有台阶，在中心孔台阶上固定有筛网。筛网的作用是控制出砂量，保持产量。在中心孔开口处有压盖，压盖将筛网固定在中心孔的台阶上。压盖为圆盘状，压盖上均匀分布有通孔。所述塞堵的盲端端面凸出基管内壁。塞堵盲端端面凸出基管内壁的高度在5～6毫米之间。塞堵盲端的厚度在1.5～3毫米之间。塞堵靠基管内壁一端为盲端，在入井过程中处于封堵状态，防止筛管柱内外泥浆相互串通，达到欠平衡。

塞堵的固定方式为压入并焊接。

筛网采用不锈钢材料，防砂筛网在100～150目之间。

压盖与塞堵之间的固定采用焊接方式连接。

接箍用于连接多个基管，形成筛管串，筛管串的长度可以根据具体井筒的油层情况和生产需求通过接箍连接，达到需要长度。在筛管串的最下端通过接箍连接一个引鞋。引鞋作用引导整个筛管串下入井内。

在筛管串下井前，由接箍连接基管，根据筛管串不同长度要求进行连接。将塞堵、筛网、压盖按顺序装配在基管上的每个孔中，基管与压盖装配好。在筛管串入井过程中，由于塞堵的一端为盲端，能够保证抵抗筛管内和筛管外的压差，筛管内、外不相通透或变形，使筛管串内外隔开，保持欠平衡状态。当需要筛管内、外相通时，下入剪切工具对塞堵的盲端进行剪切，即可实现筛管功能。采油生产过程中油气通过压盖、筛网、塞堵进入到基管的环空中，砂被筛网挡在筛管外部。

本发明的有益效果是：欠平衡条件下的筛管完井方法，采用带有暂堵式筛管的套管管柱，筛管管柱内与管柱外环空不相通，解决了欠平衡钻井后使用筛管来实现欠平衡完井的技术难题。在欠平衡状态下下入筛管过程与下入普通套管相同。从而有效的保护了产层，避免了过平衡完井泥浆对产层的污染。完成下套管后，用钻铣工具磨铣或剪切清除暂堵式筛管上的塞堵盲端端面凸出基管内壁部分，使塞堵贯通，油气能进入套管柱内。

下筛管柱的过程中筛管柱是暂时密闭的，防止产层被污染，极大保护油层，提高油气井的产能。打开塞堵的暂堵部分，使塞堵贯通，油气能进入套管柱内。

附图说明：

图1是欠平衡完井暂堵式筛管串的整体结构示意图。

图2是图1的横剖面示意图。

图3是塞堵的剖面示意图。

图中：1.接箍，2.基管，3.引鞋，4.塞堵，5.筛网，6.压盖。

具体实施方式

实施例1：以一口5000米深的采用欠平衡钻井方法完成的油井，3500米以上井段有7″技术套管固井。需要在油井的最下端下入一段长度为100米的5″暂堵式筛管为例，对发明欠平衡条件下的筛管完井方法作进一步详细说明。

将引鞋3与5″暂堵式筛管用接箍1连接，上部暂堵式筛管100米，暂堵式筛管上部与尾管悬挂器连接，尾管悬挂器上部连接钻杆。下入过程中暂堵式筛管的塞堵能封隔井内压力，使泥浆不能进入到暂堵式筛管内，从而达到欠平衡下入。参阅图1。每根暂堵式筛管的基管2长度为10米，壁厚13毫米，内径101毫米。在基管2壁上均匀分布有通孔。通孔的密度为每米480个。参阅图2。通孔的直径是12毫米。孔内有台阶，外部台阶孔的直径是16毫米。在每个孔内固定有一个塞堵4。塞堵4的固定方式压入并焊接。参阅图3。塞堵4的结构是：塞堵4为圆柱体形，塞堵4外壁有台阶。在塞堵4一端有中心孔，中心孔为盲孔。中心孔有台阶，在中心孔台阶上固定有筛网5。在中心孔开口处有压盖6，压盖6将筛网5固定在中心孔的台阶上。压盖6与塞堵4之间的固定采用焊接结构。筛网5采用不锈钢材料，防砂筛网5是120目的筛网5。压盖6为圆盘状，压盖6上均匀分布有通孔。所述塞堵4的盲端端面凸出基管2内壁。塞堵4盲端端面凸出基管2内壁的高度为5毫米。基管2盲端的厚度在2毫米。塞堵4靠基管2内壁一端为盲端。

连接带有暂堵式筛管的套管管柱下入井内。带有暂堵式筛管的套管管柱的连接与下入井内的方法和操作过程，完全相同于目前的下套管的方法和操作过程。有了暂堵式筛管后，本领域技术人员完全能完成。具体方法是：在欠平衡条件下将带有暂堵式筛管的套管管柱下入井筒内。在筛管串的最下端通过接箍1连接有一个长度为0.5米的引鞋3。在接箍1的上端连接一根5″暂堵式筛管，在上部再通过接箍1连接9根5″暂堵式筛管。使5″暂堵式筛管的总长度达到井身设计的要求。然后上部连接5″套管一直到井口。

将暂堵式筛管上的塞堵4盲端端面凸出基管2内壁部分磨铣清除掉。将磨鞋与钻杆连接，在钻具下端连接有一个磨鞋。磨鞋的外径为98毫米。通过钻杆将磨鞋下入套管管柱内，利用磨鞋将暂堵式筛管上的塞堵4盲端端面凸出基管2内壁部分磨铣清除掉。使塞堵4贯通，油气通过压盖、筛网进入套管柱内。

将钻铣工具下入套管管柱内和磨铣清除暂堵式筛管上的塞堵4盲端端面凸出基管2内壁部分，采用的是钻井队的基本操作方法，本领域的技术人员能完成，不详细叙述。

实施例2：实施例2与实施例1基本相同。不同点是：套管管柱下入井筒内采用套管顶端连接尾管悬挂器，利用尾管悬挂器将带有暂堵式筛管的套管管柱悬挂在上一层套管的内壁上。具体不同点是：当下部套管串连接长度达到1500米时，上部连接一个7″×5″的尾管悬挂器。7″×5″尾管悬挂器上部连接钻杆一直到井口。利用钻杆将尾管悬挂器座挂在7″技术套管的下端内壁上。尾管悬挂座挂过程和方法已经使用几十年，本领域的技术人员能完成，不详细叙述。

实施例3：实施例3与实施例1基本相同。不同点是：套管管柱下入井筒内采用套管顶端连接膨胀管，利用膨胀工具将膨胀管膨胀座封在上一层套管的内壁上。具体不同点是：当下部套管串连接长度达到1500米时，上部连接1.3米的5″膨胀管和膨胀工具。5″膨胀管上部连接钻杆一直到井口。然后利用膨胀工具将膨胀管座挂在7″技术套管的下端内壁上。膨胀管膨胀座封(座挂)过程和方法已经使用几十年，本领域的技术人员能完成，不详细叙述。

Claims (5)

1.一种欠平衡条件下的筛管完井方法，其特征是：首先，带有暂堵式筛管的套管管柱下入井内；所述的下入井内带有暂堵式筛管的套管管柱的结构是，自下而上连接有引鞋(3)、暂堵式筛管和套管，采用接箍(1)连接的，在欠平衡条件下将带有暂堵式筛管的套管管柱下入井筒内；其次，当带有暂堵式筛管的套管管柱下入井筒内后，通过钻杆将钻铣工具下入套管管柱内，钻铣工具如钻头、磨鞋、铣鞋等井下工具，利用钻铣工具将暂堵式筛管上的塞堵(4)盲端端面凸出基管(2)内壁部分磨铣或剪切清除；

所使用的暂堵式筛管包括接箍(1)、基管(2)、塞堵(4)、筛网(5)和压盖(6)，在基管(2)的端部连接有接箍(1)，在基管(2)壁上均匀分布有孔，在所述的每个孔内固定有塞堵(4)，塞堵(4)的结构是：塞堵(4)为圆柱体形，在塞堵(4)一端有中心孔，中心孔为盲孔，中心孔有台阶，在中心孔台阶上固定有筛网(5)，在中心孔开口处有压盖(6)，压盖(6)将筛网(5)固定在中心孔的台阶上，压盖(6)为圆盘状，压盖(6)上均匀分布有通孔，所述塞堵(4)的盲端端面凸出基管(2)内壁，塞堵(4)盲端端面凸出基管(2)内壁的高度在5～6毫米之间，塞堵(4)盲端的厚度在1.5～3毫米之间，塞堵(4)靠基管(2)内壁一端为盲端。

2.根据权利要求1所述的欠平衡条件下的筛管完井方法，其特征是：套管一直连接到井口。

3.根据权利要求1所述的欠平衡条件下的筛管完井方法，其特征是：套管顶端连接尾管悬挂器，利用尾管悬挂器将带有暂堵式筛管的套管管柱悬挂在上一层套管的内壁上。

4.根据权利要求1所述的欠平衡条件下的筛管完井方法，其特征是：套管顶端连接膨胀管，利用膨胀工具将膨胀管膨胀座封在上一层套管的内壁上。

5.根据权利要求1所述的欠平衡条件下的筛管完井方法，其特征是：所述的塞堵(4)的固定方式为压入并焊接；所述的筛网(5)采用不锈钢材料，防砂筛网(5)在100～150目之间；所述的压盖(6)与塞堵(4)之间的固定采用焊接方式连接。

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