CN102691492A - 注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统，包括完井管串和注水泥管串，完井管串包括浮鞋（10）、沉砂管（9）、限压滑套（8）、耐高温封隔器、热敏筛管（6）、凸台定位座（5）、水泥注配器（3）和套管（2），注水泥管串包括内插接头（24）、单向阀（23）、注水泥封隔器、控压开关器、精准定位器、下胶塞滑套（18）、上胶塞滑套（15）、注水泥基管；还公布了其固井工艺。本发明的有益效果是：可实现跨越油层，一趟下入固井完井管串并同时封固油层顶底地层，解决底部存在泥页岩水化堵塞筛管油流通道、底水突破水淹井筒等稠油油藏筛管完井存在的技术难题，扩大筛管完井在稠油油藏中的应用范围，提高油井的开采效率。

Description

注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统及工艺

技术领域

本发明涉及石油开采井固井完井方法技术领域，特别是一种注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统及工艺。

背景技术

我国大部地区稠油储层结构为疏松砂岩地层，油层胶结作用差，原油粘度高，油井出砂严重。筛管完井可提高注蒸汽稠油井防砂效果，但由于稠油储层顶底地层多为泥页岩层，岩层底界水体发育，且筛管完井顶部注水泥固井技术只能封固储层顶部地层，从而易导致注汽时底部泥页岩水化堵塞筛管油流通道，采油时底水突破水淹井筒，降低油井产油量，严重的甚至会造成油井停产或直接报废，给油田生产带来巨大的经济损失。套管固井射孔完井可同时封固储层顶底地层，解决底部泥页岩水化及底水突破的难题，但套管固井射孔完井防砂效果差，井底沉砂易掩埋抽油泵，为了降低埋泵风险，需将抽油泵安放于油层中上部，这将会降低抽油泵泵效，同时也会增加油井修井工作量，提高修井成本。为了改善套管固井射孔完井的防砂效果，可考虑对其进行二次筛管完井，但二次完井投入费用高，油田一般不会使用。目前，能够实现一趟管串下入，同时封固油层顶底部地层的筛管完井技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有稠油井筛管完井技术的缺陷，提供一种可实现跨越油层，一趟下入固井完井管串并同时封固油层顶底地层的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统及工艺，解决底部存在泥页岩水化堵塞筛管油流通道、底水突破水淹井筒等稠油油藏筛管完井存在的技术难题，扩大筛管完井在稠油油藏中的应用范围，提高油井的开采效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统，它包括完井管串和设置于完井管串内部的注水泥管串，所述的完井管串包括自下而上依次连接的浮鞋、沉砂管、限压滑套、筛管下端耐高温封隔器、热敏筛管、凸台定位座、筛管上端耐高温封隔器、水泥注配器和套管；所述的注水泥管串包括自下而上依次连接的内插接头、单向阀、注水泥封隔器A、控压开关器A、注水泥封隔器B、精准定位器、下胶塞滑套、注水泥封隔器C、控压开关器B、上胶塞滑套、注水泥封隔器D、控压开关器C、注水泥封隔器E和注水泥基管；所述的注水泥封隔器C在下胶塞滑套下移到位后才可以进行胀封或解封操作；所述的内插接头设有安全剪切接头，以提高内插接头与浮鞋对接效率，保证连接处的密封性能。

注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，它包括以下步骤：

A、将完井管串下至设计位置，所述的设计位置以筛管上端耐高温封隔器下至油层顶部为准；

B、将注水泥管串下至完井管串内预设位置，所述的预设位置以注水泥管串上的精准定位器下至完井管串上的凸台定位座位置为准；

C、打压胀封筛管下端耐高温封隔器；

D、打压胀封筛管上端耐高温封隔器，升压水泥注配器打开，正循环洗井；

E、热敏筛管底部一级注水泥固井作业；

F、热敏筛管顶部二级注水泥固井作业，反循环洗井；

G、提出注水泥管串，固井作业结束。

本发明所述的完井管串组合中筛管上端耐高温封隔器及筛管下端耐高温封隔器安装位置以油层顶底界位置为依据进行设计。

所述的打压胀封筛管下端耐高温封隔器包括以下子步骤：

C1、上提注水泥管串，使注水泥封隔器B的胶筒与筛管下端耐高温封隔器上端部相平齐；

C2、打压至2MPa，注水泥封隔器A胀封，注水泥封隔器B胀封，注水泥封隔器D胀封，注水泥封隔器E胀封；

C3、升压至7MPa，控压开关器A打开，控压开关器C打开；

C4、升压至12MPa，筛管下端耐高温封隔器胀封。

所述的打压胀封筛管上端耐高温封隔器包括以下子步骤：

D11、上提注水泥管串，使注水泥封隔器A的胶筒与筛管上端耐高温封隔器下端部相平齐；

D12、打压至2MPa，注水泥封隔器A胀封，注水泥封隔器B胀封，注水泥封隔器D胀封，注水泥封隔器E胀封；

D13、升压至7MPa，控压开关器A打开，控压开关器C打开；

D14、升压至12MPa，筛管上端耐高温封隔器胀封。

所述的打开水泥注配器包括以下子步骤：

D21、升压至12MPa胀封筛管上端耐高温封隔器后继续升压至18MPa，水泥注配器开关打开；

D22、继续升压至23MPa，将单向阀打掉。

所述的正循环洗井包括以下子步骤：

D31、将打掉单向阀的注水泥管串缓慢下放，使内插接头与浮鞋安全剪切接头紧密连接；

D32、启动洗井泵，升压至2MPa，注水泥封隔器A（22）胀封，注水泥封隔器B（20）胀封，注水泥封隔器D（14）胀封，注水泥封隔器E（12）胀封；升压至3MPa，限压滑套开启，从注水泥管串内注入洗井液，从裸眼环空返出洗井液；

D33、循环洗井两周，关泵，正循环洗井作业结束。

所述的热敏筛管底部一级注水泥固井作业类型为定量固井，注入水泥量根据井眼实际预先设计。

所述的热敏筛管底部一级注水泥固井作业包括以下子步骤：

E1、从注水泥管串注入定量水泥浆；

E2、压入下胶塞替浆；

E3、碰压下胶塞滑套下移，升压至7MPa，注水泥封隔器C胀封，继续升压至12MPa，控压开关器B打开。

所述的热敏筛管采用内壁涂层保护技术，一级注水泥固井作业时，可有效防止残留于热敏筛管与注水泥管串环空的水泥浆污染筛管，保护油流通道，并具有足够的承压能力；注入100℃高温蒸汽预热后，热敏筛管涂层溶化解堵，注汽、采油通道建立。

所述的热敏筛管顶部二级注水泥固井作业包括以下子步骤：

F11、从注水泥管串注入水泥浆；

F12、压入上胶塞替浆、碰压；

F13、碰压后升压至15MPa，关闭水泥注配器开关。

所述的反循环洗井包括以下子步骤：

F21、将注水泥管串提出浮鞋密封接头；

F22、启动洗井泵，从油套环空注入洗井液，从注水泥管串内返出洗井液；

F23、循环洗井两周，关泵，反循环洗井作业结束。

所述的固井过程为一趟下入固井完井管串，一次性跨越储层封固油层顶底地层。

所述的筛管上端耐高温封隔器和筛管下端耐高温封隔器为封隔裸眼与完井管串环空并能在300℃高温条件下稳定服役的耐高温裸眼封隔器。

本发明具有以下优点：

1、设计的稠油井筛管完井跨越油层固井完井管串结构，固井时水泥浆能越过油层，施工时间短，可实现管串一趟下入，同时对筛管顶底部地层进行封固作业；

2、热敏筛管采用的内壁涂层保护技术，可在注水泥时防止水泥浆堵塞筛管油流通道，注蒸汽采油时热敏筛管涂层遇热溶化解堵，油流通道建立；

3、能够扩大筛管完井在稠油油藏中的应用范围，解决底部存在泥页岩水化堵塞筛管、底水突破水淹井筒等稠油油藏筛管完井存在的技术难题，使抽油泵下入更深，泵效更高，保证油井的开采效率。

附图说明

图1 是本发明完井管串及注水泥管串下到预设位置时的井眼结构示意图。

图2 是本发明筛管下端耐高温封隔器坐封后的井眼结构示意图。

图3 是本发明筛管上端耐高温封隔器坐封后的井眼结构示意图。

图4 是本发明正循环洗井时的井眼结构示意图。

图5 是本发明热敏筛管底部一级固井作业结束后的井眼结构示意图。

图6 是本发明热敏筛管顶部二级固井作业结束后的井眼结构示意图。

图7 是本发明反循环洗井时的井眼结构示意图。

图8 是本发明固井作业结束，提出注水泥管串后的井眼结构示意图。

图中，1-储层，2-套管，3-水泥注配器，4-筛管上端耐高温封隔器，5-凸台定位座，6-热敏筛管，7-筛管下端耐高温封隔器，8-限压滑套，9-沉砂管，10-浮鞋，11-注水泥基管，12-注水泥封隔器E，13-控压开关器C，14-注水泥封隔器D，15-上胶塞滑套，16-控压开关器B，17-注水泥封隔器C，18-下胶塞滑套，19-精准定位器，20-注水泥封隔器B，21-控压开关器A，22-注水泥封隔器A，23-单向阀，24-内插接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

以在直径为215.9mm热采井眼中下入带有直径为177.8mm热敏筛管6的跨越油层固井完井管串为例，如图1所示，注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统，它包括完井管串和设置于完井管串内部的注水泥管串，所述的完井管串包括自下而上依次连接的浮鞋10、沉砂管9、限压滑套8、筛管下端耐高温封隔器7、热敏筛管6、凸台定位座5、筛管上端耐高温封隔器4、水泥注配器3和套管2；所述的注水泥管串包括自下而上依次连接的的内插接头24、单向阀23、注水泥封隔器A22、控压开关器A21、注水泥封隔器B20、精准定位器19、下胶塞滑套18、注水泥封隔器C17、控压开关器B16、上胶塞滑套15、注水泥封隔器D14、控压开关器C13、注水泥封隔器E12和注水泥基管11；所述的内插接头24与浮鞋10相配合。

所述的筛管上端耐高温封隔器4与筛管下端耐高温封隔器7封隔裸眼与完井管串环空，且能在300℃高温条件下稳定服役。

所述的注水泥封隔器C17在下胶塞滑套18下移到位后才可以进行胀封或解封操作；

所述的注水泥管串的内插接头24带有安全剪切接头，可提高内插接头24与浮鞋10对接效率，保证连接处的密封性能。

注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，它包括以下步骤：

A、钻井作业完成以后，将完井管串下至设计位置，所述的设计位置以筛管上端耐高温封隔器4下至油层顶部为准；

B、待完井管串下入作业结束后，将注水泥管串下至完井管串内预设位置，所述的预设位置以注水泥管串上的精准定位器19下至完井管串上的凸台定位座5位置为准；

C、打压胀封筛管下端耐高温封隔器7；

D、打压胀封筛管上端耐高温封隔器4，升压水泥注配器3打开，下放注水泥管串至浮鞋10内，使内插接头24与浮鞋10密封良好，开泵正循环洗井；

E、热敏筛管6底部一级注水泥固井作业；

F、热敏筛管6顶部二级注水泥固井作业，二级注水泥固井作业结束后，上提注水泥管串，上提距离预先进行设计并由井口控制，开泵反循环洗井；

G、提出注水泥管串，固井作业结束。

本发明所述的完井管串组合中筛管上端耐高温封隔器4及筛管下端耐高温封隔器7安装位置以油层顶底界位置为依据进行设计。

所述的打压胀封筛管下端耐高温封隔器7包括以下子步骤：

C1、上提注水泥管串，上提距离预先进行设计并由井口控制，上提到位后井眼结构如图2所示，注水泥封隔器B20的胶筒与筛管下端耐高温封隔器7上端部相平齐； 

C2、打压至2MPa，注水泥封隔器A22胀封，注水泥封隔器B20胀封，注水泥封隔器D14胀封，注水泥封隔器E12胀封；

C3、升压至7MPa，控压开关器A21打开，控压开关器C13打开；

C4、升压至12MPa，筛管下端耐高温封隔器7胀封。

所述的打压胀封筛管上端耐高温封隔器包括以下子步骤：

D11、上提注水泥管串，上提距离预先进行设计并由井口控制，上提到位后井眼结构如图3所示，注水泥封隔器A22的胶筒与筛管上端耐高温封隔器4下端部相平齐； 

D12、打压至2MPa，注水泥封隔器A22胀封，注水泥封隔器B20胀封，注水泥封隔器D14胀封，注水泥封隔器E12胀封；

D13、升压至7MPa，控压开关器A21打开，控压开关器C13打开；

D14、升压至12MPa，筛管上端耐高温封隔器4胀封。

所述的打开水泥注配器3包括以下子步骤：

D21、升压至12MPa胀封筛管上端耐高温封隔器4后继续升压至18MPa，水泥注配器3开关打开；

D22、继续升压至23MPa，将单向阀23打掉。

所述的正循环洗井包括以下子步骤：

D31、将打掉单向阀23的注水泥管串缓慢下放，使内插接头24与浮鞋10安全剪切接头紧密连接；

D32、启动洗井泵，升压至2MPa，注水泥封隔器A（22）胀封，注水泥封隔器B（20）胀封，注水泥封隔器D（14）胀封，注水泥封隔器E（12）胀封；升压至3MPa，限压滑套8开启，从注水泥管串内注入洗井液，从裸眼环空返出洗井液；

D33、循环洗井两周，关泵，正循环洗井作业结束。

正循环洗井作业时的井眼结构如图7所示。

所述的热敏筛管6底部一级注水泥固井作业类型为定量固井，注入水泥量根据井眼实际预先设计。

所述的热敏筛管6底部一级注水泥固井作业包括以下子步骤：

E1、从注水泥管串注入定量水泥浆；

E2、压入下胶塞替浆；

E3、碰压下胶塞滑套18下移，升压至7MPa，注水泥封隔器C17胀封，继续升压至12MPa，控压开关器B16打开。

热敏筛管6底部一级固井作业结束后井眼结构如图5所示。

所述的热敏筛管采用内壁涂层保护技术，一级注水泥固井作业时，可有效防止残留于热敏筛管与注水泥管串环空的水泥浆污染筛管，保护油流通道，并具有足够的承压能力；注入100℃高温蒸汽预热后，筛管保护自动解除，注汽、采油通道建立。

所述的热敏筛管6顶部二级注水泥固井作业包括以下子步骤：

F11、从注水泥管串注入水泥浆；

F12、压入上胶塞替浆、碰压；

F13、碰压后升压至15MPa，关闭水泥注配器3开关。

热敏筛管6顶部二级固井作业结束后井眼结构如图6所示。

所述的反循环洗井包括以下子步骤：

F21、将注水泥管串提出浮鞋10密封接头；

F22、启动注水泥泵，从油套环空注入洗井液，从注水泥管串内返出洗井液；

F23、循环洗井两周，关泵，反循环洗井作业结束。

反循环洗井作业时的井眼结构如图7所示。

所述的固井过程为一趟下入固井完井管串，一次性跨越储层1封固油层顶底地层。

固井作业结束后井眼结构如图8所示。 

Claims (10)

1.注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统，其特征在于：它包括完井管串和设置于完井管串内部的注水泥管串，所述的完井管串包括自下而上依次连接的浮鞋（10）、沉砂管（9）、限压滑套（8）、筛管下端耐高温封隔器（7）、热敏筛管（6）、凸台定位座（5）、筛管上端耐高温封隔器（4）、水泥注配器（3）和套管（2）；所述的注水泥管串包括自下而上依次连接的内插接头（24）、单向阀（23）、注水泥封隔器A（22）、控压开关器A（21）、注水泥封隔器B（20）、精准定位器（19）、下胶塞滑套（18）、注水泥封隔器C（17）、控压开关器B（16）、上胶塞滑套（15）、注水泥封隔器D（14）、控压开关器C（13）、注水泥封隔器E（12）和注水泥基管（11）；所述的注水泥封隔器C（17）在下胶塞滑套（18）下移到位后才可以进行胀封或解封操作；所述的内插接头（24）设有安全剪切接头。

2.根据权利要求1所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

A、将完井管串下至设计位置，所述的设计位置以筛管上端耐高温封隔器（4）下至油层顶部为准；

B、将注水泥管串下至完井管串内预设位置，所述的预设位置以注水泥管串上的精准定位器（19）下至完井管串上的凸台定位座（5）位置为准；

C、打压胀封筛管下端耐高温封隔器（7）；

D、打压胀封筛管上端耐高温封隔器（4），升压水泥注配器（3）打开，正循环洗井；

E、热敏筛管（6）底部一级注水泥固井作业；

F、热敏筛管（6）顶部二级注水泥固井作业，反循环洗井；

G、提出注水泥管串，固井作业结束。

3.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的打压胀封筛管下端耐高温封隔器（7）包括以下子步骤：

C1、上提注水泥管串，使注水泥封隔器B（20）的胶筒与筛管下端耐高温封隔器（7）上端部相平齐；

C2、打压至2MPa，注水泥封隔器A（22）胀封，注水泥封隔器B（20）胀封，注水泥封隔器D（14）胀封，注水泥封隔器E（12）胀封；

C3、升压至7MPa，控压开关器A（21）打开，控压开关器C（13）打开；

C4、升压至12MPa，筛管下端耐高温封隔器（7）胀封；

所述的打压胀封筛管上端耐高温封隔器（4）包括以下子步骤：

D11、上提注水泥管串，使注水泥封隔器A（22）的胶筒与筛管上端耐高温封隔器（4）下端部相平齐；

D12、打压至2MPa，注水泥封隔器A（22）胀封，注水泥封隔器B（20）胀封，注水泥封隔器D（14）胀封，注水泥封隔器E（12）胀封；

D13、升压至7MPa，控压开关器A（21）打开，控压开关器C（13）打开；

D14、升压至12MPa，筛管上端耐高温封隔器（4）胀封。

4.根据权利要求3所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的打开水泥注配器（3）包括以下子步骤：

D21、升压至12MPa胀封筛管上端耐高温封隔器（4）后继续升压至18MPa，水泥注配器（3）开关打开；

D22、继续升压至23MPa，将单向阀（23）打掉。

5.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的正循环洗井包括以下子步骤：

D31、将打掉单向阀（23）的注水泥管串缓慢下放，使内插接头（24）与浮鞋（10）安全剪切接头紧密连接；

D32、启动洗井泵，升压至2MPa，注水泥封隔器A（22）胀封，注水泥封隔器B（20）胀封，注水泥封隔器D（14）胀封，注水泥封隔器E（12）胀封；升压至3MPa，限压滑套（8）开启，从注水泥管串内注入洗井液，从裸眼环空返出洗井液；

D33、循环洗井两周，关泵，正循环洗井作业结束。

6.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的热敏筛管（6）底部一级注水泥固井作业包括以下子步骤：

E1、从注水泥管串注入定量水泥浆；

E2、压入下胶塞替浆；

E3、碰压下胶塞滑套（18）下移，升压至7MPa，注水泥封隔器C（17）胀封，继续升压至12MPa，控压开关器B（16）打开。

7.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的热敏筛管（6）顶部二级注水泥固井作业包括以下子步骤：

F11、从注水泥管串注入水泥浆；

F12、压入上胶塞替浆、碰压；

F13、碰压后升压至15MPa，关闭水泥注配器（3）开关。

8.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的反循环洗井包括以下子步骤：

F21、将注水泥管串提出浮鞋（10）密封接头；

F22、启动洗井泵，从油套环空注入洗井液，从注水泥管串内返出洗井液；

F23、循环洗井两周，关泵，反循环洗井作业结束。

9.根据权利要求2所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统的固井工艺，其特征在于：所述的固井作业类型为定量固井，其固井过程为一趟下入固井完井管串，一次性跨越储层封固油层顶底地层。

10.根据权利要求1所述的注蒸汽稠油井筛管完井跨越油层固井系统，其特征在于：所述的筛管上端耐高温封隔器（4）和筛管下端耐高温封隔器（7）为封隔裸眼与完井管串环空的耐高温裸眼封隔器，所述的热敏筛管（6）内壁设有涂层。

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