CN103573229A - 一种裸眼采油工艺及其分隔管柱 - Google Patents

Abstract

一种裸眼采油工艺及其分隔管柱，该工艺包括钻开储层井段、下分隔管柱、替完井液、破胶或增产措施、下生产管柱及清井投产步骤。该分隔管柱，连接在裸眼采油的生产管柱下端，包括：外管柱，包括自上而下顺序连接的筛管、分段密封筒和浮鞋，该筛管的上端通过一顶部封隔器与该生产管柱的下端连接；内管柱，设置在该外管柱的内腔中，该内管的顶部与该顶部封隔器连接，该内管的底部为一堵头，该内管的管体包括至少两根相互连接的可更换的中心管，且其中至少一个该中心管的管壁上设置有开孔，该中心管的管壁与该筛管的管壁之间设置有分段密封；管外封隔器，套设在该筛管的外壁上，且该管外封隔器的外侧面抵靠在该裸眼的侧壁上。

Description

一种裸眼采油工艺及其分隔管柱

技术领域

本发明涉及石油开采领域中的采油工艺及其设备，特别是一种可实现分段采油的裸眼采油工艺及其分隔管柱。

背景技术

现有技术中，采用裸眼完井方式的井，油气藏开发方案一般为：上部下入生产管柱，对整个裸眼段进行笼统合采，裸眼段不下任何分隔管柱。

参见图1，图1为现有技术的裸眼采油设备结构示意图。该设备包括生产管柱10及连接在该生产管柱10下端的采油部件20，该采油部件20包括顶部封隔器201，以及其内侧连接的插入到裸眼中的筛管202，筛管202底部连接有洗井密封筒203以及单流向的浮鞋204。这种生产设备存在以下的问题：

1、在开采后期，岩石强度降低，井眼可能坍塌。

2、没有实施层段分隔，层段之间避免不了发生窜通，因此无法准确分析各段生产状况，实施选择性的措施困难。

3、不能有效延缓底水锥进，影响整体开发效益和最终采收率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现分段采油的裸眼采油工艺及其分隔管柱，以解决现有技术的裸眼采油工艺中无法分层处理的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于裸眼采油的分隔管柱，连接在裸眼采油的生产管柱下端，其中，包括：

外管柱，包括自上而下顺序连接的筛管、分段密封筒和浮鞋，所述筛管的上端通过一顶部封隔器与所述生产管柱的下端连接；

内管柱，设置在所述外管柱的内腔中，所述内管的顶部与所述顶部封隔器连接，所述内管的底部为一堵头，所述内管的管体包括至少两根相互连接的可更换的中心管，且其中至少一个所述中心管的管壁上设置有开孔，所述中心管的管壁与所述筛管的管壁之间设置有分段密封，所述分段密封设置于所述分段密封筒内；以及

管外封隔器，套设在所述筛管的外壁上，且该管外封隔器的外侧面抵靠在所述裸眼的侧壁上。

上述的分隔管柱，其中，所述开孔分布在所述中心管的轴向和/或周向不同位置处的管壁上。

上述的分隔管柱，其中，所述中心管之间为螺纹连接。

上述的分隔管柱，其中，所述筛管与所述浮鞋之间还连接有洗井密封筒。

上述的分隔管柱，其中，所述管外封隔器位于所述分段密封筒的上侧。

上述的分隔管柱，其中，所述浮鞋为一单流阀。

上述的分隔管柱，其中，还包括设置在裸眼上层的套管鞋，所述顶部封隔器设置在所述套管鞋的内壁。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种采用上述分隔管柱的裸眼采油工艺，其中，包括如下步骤：

a、钻开储层井段；

b、下分隔管柱，根据每口井的储层物性非均质程度进行数值模拟分析，筛选出最佳的筛管泄流面积和分段开采方案，根据该筛管泄流面积和分段开采方案确定分隔管柱中带开孔的中心管位置，以控制能够进入该中心管管内的油的来源；

c、替完井液；

d、破胶或增产措施；

e、下入内管柱；

f、下生产管柱；

g、清井投产。

上述的裸眼采油工艺，其中，还包括如下步骤：

h、生产监测与分析。

上述的裸眼采油工艺，其中，还包括如下步骤：

i、堵水或调层作业。

本发明的技术效果在于：

a)依靠分隔管柱，可一定程度上避免层段之间的窜通。

b)对井壁进行支撑，防止井眼坍塌。

c)能够准确监测、分析分段产出情况，制定合理的开采方案，实施有效开采，延长油气井生产时间。

d)能有效延缓底水锥进，防止地层出砂，提高最终采收率。

e)初期完井成本相对较高，工艺相对复杂，但是便于后期实施选择性的措施，节约修井费用，综合经济效益好。

本发明可以实现裸眼内的采油过程分层处理，当发现采出的油存在问题时，可更换中心管，或将中心管重新组装，以实现避免层段时间的窜通。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有技术的裸眼采油设备结构示意图；

图2为本发明一实施例的裸眼采油设备结构示意图；

图3为本发明一实施例的分隔管柱结构示意图；

图4为本发明的裸眼采油工艺流程图。

其中，附图标记

现有技术

10生产管柱       20采油部件

201顶部封隔器    202筛管

203洗井密封筒    204浮鞋

本发明

1生产管柱

11工作筒     12油管挂

13滑套       14封隔器

15电潜泵     16电机

17分离器     18保护器

19井下安全阀

2分隔管柱

21外管柱

211筛管

212分段密封筒

214浮鞋

215洗井密封筒

22内管柱

221堵头

222中心管

2221开孔

223分段密封

23管外封隔器23

3裸眼3

4套管鞋4

5顶部封隔器5

a～f步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图2及图3，图2为本发明一实施例的裸眼采油设备结构示意图，图3为本发明一实施例的分隔管柱结构示意图。本发明的用于裸眼采油的分隔管柱2，连接在裸眼采油的生产管柱1下端，该生产管柱1包括工作筒11、油管挂12、滑套13、封隔器14、电潜泵15、电机16、分离器17、保护器18、井下安全阀19及控制管线、动力电缆等，上述各个零部件之间的相互位置关系、连接关系及其功用等，均为较成熟的现有技术，在此不做赘述，下面仅对本发明的分隔管柱予以详细说明。

本发明的分隔管柱2包括外管柱21、内管柱22及管外封隔器23，其中，外管柱21，包括自上而下顺序连接的筛管211、分段密封筒212和浮鞋214，所述筛管211的上端通过一顶部封隔器5与所述生产管柱1的下端连接；内管柱22，设置在所述外管柱21的内腔中，所述内管柱22的顶部与所述顶部封隔器5连接，所述内管柱22的底部为一堵头221，所述内管柱22的管体包括至少两根相互连接的可更换的中心管222，且其中至少一个所述中心管222的管壁上设置有开孔2221，所述开孔2221可分布在所述中心管222的轴向和/或周向不同位置处的管壁上。所述中心管222的管壁与所述筛管211的管壁之间设置有分段密封223；以及管外封隔器23，套设在所述筛管211的外壁上，且该管外封隔器23的外侧面抵靠在所述裸眼3的侧壁上，其可顶住裸眼3的侧壁。达到支撑裸眼3侧壁，防止崩塌的效果。筛管211插入在采油井的裸眼3中，为中空管状结构，其管体上设置有小孔，以供裸眼3中的油能通过这些小孔进入到筛管211的内部，再通过筛管211向地面运送产出的油。筛管211的顶部连接于顶部封隔器5，底部连接在分段密封筒212上端，该分段密封筒212下端连接有一浮鞋214。螺接的各个中心管222可以调换位置，以改变带有开孔2221的中心管222的位置，从而控制能够进入到中心管222管内的油的来源。

本实施例中，所述中心管222之间优选为螺纹连接。所述筛管211与所述浮鞋214之间还可连接一洗井密封筒215。所述管外封隔器23位于所述分段密封筒212的上侧。所述浮鞋214优选为一单流阀。该分隔管柱2还可包括设置在裸眼3上层的套管鞋4，该套管鞋4案子在生产管柱1的油管挂12的下端，所述顶部封隔器5设置在所述套管鞋4的内壁。

作业前，根据每口井的储层物性非均质程度进行数值模拟分析，筛选出最佳的筛管211泄流面积和分段开采方案，依靠防砂管柱上的均衡筛管211、管外封隔器23、顶部封隔器5和中心管222的配合来实现分段采油的目的。例如，图2所示的状态中，分段密封223将内管柱22的一个中心管222的带孔部分堵住，则只有裸眼3内下层部分的油能通过筛管211之后，通过开孔2221进入中心管222内，达到采油的目的。如上提中心管222，或者更换中心管222的各个组成部分之间的顺序，则可以实现只对裸眼3上半部分的油进行开采，达到分段开采的目的。并且通过选择开采层段的方式，可以实现对问题油层的判断。

采用本发明提供的分段采油设备，可以实现裸眼3内的采油过程分层处理，当发现采出的油存在问题时，可更换中心管，或将中心管重新组装，以实现分层采油的目的，避免层段之间的窜通。

参见图4，图4为本发明的裸眼采油工艺流程图。本发明的裸眼采油工艺，采用上述的分隔管柱2，包括如下步骤：

a、钻开储层井段；

利用转盘或顶驱把动力传送给钻头，钻头破碎地层岩石，用钻井液循环把岩屑从井底携带至地面。钻至设计井深后，对井眼进行通井和清洁处理。电缆测井（根据需要钻具上也可以组合测井和测量等仪器）。

b、下分隔管柱2，根据每口井的储层物性非均质程度进行数值模拟分析，根据测井获得的数据，如声波时差、密度、中子伽马、自然电位等数据，计算出储层段渗透率、孔隙度、含有饱和度等参数分布情况，结合工程实施难度和风险，对整个裸眼进行合理分段，再根据储层段的临界产量、临界出砂压差和配产、生产压差确定筛管的泄流面积，筛选出最佳的筛管211泄流面积和分段开采方案，利用专业软件对不同的分段方案及筛管泄流面积进行模拟预测。计算分隔管柱下入的摩阻及扭矩，分析工程实施难度，模拟含水变化规律、累计采出量及采收率，从多个方案中筛选出工程实施难度小，综合经济效益最佳的方案，根据该筛管211泄流面积和分段开采方案确定分隔管柱2中带开孔2221的中心管222的位置，以控制能够进入该中心管222管内的油的来源，根据开发方案要求，设计出所采段的分隔管柱2，组合并下入本发明的外管柱21，例如本实施例可自下而上组合为：浮鞋、洗井密封筒、筛管、分段密封筒、管外封隔器、盲管、顶部封隔器）及冲洗管柱组合，下至设计位置；

c、替完井液，用地面泵组将完井液替入井内，把井筒内的钻井液替出井筒；

d、破胶或增产措施，用完井液把破胶液或解堵液顶替到裸眼段进行破胶或解堵反应，反应结束后进行彻底洗井，然后坐封、验封、脱手、起出送入钻具；

e、下入内管柱，依次下入堵头221、打孔管、中心管222、分段密封223、插入锁紧密封装置及丢手工具（图未示），将插入锁紧密封装置下到顶部封隔器内，脱手、起出送入钻具；

f、下生产管柱，依次下入电潜泵15、单流阀、工作筒11、封隔器14、滑套13、井下安全阀19、油管挂12，装井口，钢丝作业将堵塞器下至工作筒11内，油管内打压坐封封隔器14，环空验封；

g、清井投产，连接调试地面电潜泵控制系统，倒好井口和生产流程阀门，启泵并用不同的工作制度排液，清除井筒内的完井液，油井投产。

本实施例中，该裸眼采油工艺还可包括如下步骤：

h、生产监测与分析，通过监测泵工况及每天采出的油、水产量、出砂量和变化趋势，综合分析油井生产状况是否正常，以便采取相应的措施。

本实施例中，该裸眼采油工艺还可包括如下步骤：

i、堵水或调层作业，油井生产一段时间后，含水会上升，如果含水太高，根据情况分析是否需要采取堵水作业，即向储层中打入一定量的堵水材料进行堵水，堵塞高渗透带的地层水吼道，减少出水量。如果堵水无效果需要进行调层生产，即下入调层管柱，封堵出水层段，继续生产。

本发明针对笼统开发过程中，地层水沿高渗透带突进造成储层含水快速上升的现象，建立了一套科学的理论和渗流力学模型，通过分段开采和调节不同筛管的泄流面积，产生不同附加压降，平衡油藏储层物性差异来控制油气均衡流出，根据储层构造、储层类型、储层物性、流体性质建立渗流力学模型，通过改变不同产出段筛管泄流面积，即高渗透带处的筛管泄流面积小，产生较大的流体附加阻力，低渗透带处的筛管泄流面积大，产生较小的附加压降，均衡各段储层的流体产出速度，从而达到控制油气均衡流出的目的，避免局部过早见水，从而达到对地层水的有效控制，提高采收率的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

a)依靠分隔管柱，可一定程度上避免层段之间的窜通；

b)对井壁进行支撑，防止井眼坍塌；

c)能够准确监测、分析分段产出情况，制定合理的开采方案，实施有效开采，延长油气井生产时间；

d)能有效延缓底水锥进，防止地层出砂，提高最终采收率；

e)初期完井成本相对较高，工艺相对复杂，但是便于后期实施选择性的措施，节约修井费用，综合经济效益好。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于裸眼采油的分隔管柱，连接在裸眼采油的生产管柱下端，其特征在于，包括：

外管柱，包括自上而下顺序连接的筛管、分段密封筒和浮鞋，所述筛管的上端通过一顶部封隔器与所述生产管柱的下端连接；

内管柱，设置在所述外管柱的内腔中，所述内管柱的顶部与所述顶部封隔器连接，所述内管柱的底部为一堵头，所述内管柱的管体包括至少两根相互连接的可更换的中心管，且其中至少一个所述中心管的管壁上设置有开孔，所述中心管的管壁与所述筛管的管壁之间设置有分段密封，所述分段密封设置于所述分段密封筒内；以及

管外封隔器，套设在所述筛管的外壁上，且该管外封隔器的外侧面抵靠在所述裸眼的侧壁上。

2.如权利要求1所述的分隔管柱，其特征在于，所述开孔分布在所述中心管的轴向和/或周向不同位置处的管壁上。

3.如权利要求1所述的分隔管柱，其特征在于，所述中心管之间为螺纹连接。

4.如权利要求1、2或3所述的分隔管柱，其特征在于，所述筛管与所述浮鞋之间还连接有洗井密封筒。

5.如权利要求4所述的分隔管柱，其特征在于，所述管外封隔器位于所述分段密封的上侧。

6.如权利要求4所述的分隔管柱，其特征在于，所述浮鞋为一单流阀。

7.如权利要求4所述的分隔管柱，其特征在于，还包括设置在裸眼上层的套管鞋，所述顶部封隔器设置在所述套管鞋的内壁。

8.一种采用如权利要求1、2、3、5、6或7所述的分隔管柱的裸眼采油工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a、钻开储层井段；

b、下分隔管柱，根据每口井的储层物性非均质程度进行数值模拟分析，筛选出最佳的筛管泄流面积和分段开采方案，根据该筛管泄流面积和分段开采方案确定分隔管柱中带开孔的中心管位置，以控制能够进入该中心管管内的油的来源；

c、替完井液，用地面泵组将完井液替入井内，把井筒内的钻井液替出井筒；

d、破胶或增产措施，用完井液把破胶液或解堵液顶替到裸眼段进行破胶或解堵反应，反应结束后进行彻底洗井，然后坐封、验封、脱手、起出送入钻具；

e、下入内管柱，依次下入堵头、打孔管、中心管、分段密封、插入锁紧密封装置及丢手工具，将插入锁紧密封装置下到顶部封隔器内，脱手、起出送入钻具；

f、下生产管柱，依次下入电潜泵、单流阀、工作筒、封隔器、滑套、井下安全阀、油管挂，装井口，钢丝作业将堵塞器下至工作筒内，油管内打压坐封封隔器，环空验封；

g、清井投产，连接调试地面电潜泵控制系统，倒好井口和生产流程阀门，启泵并用不同的工作制度排液，清除井筒内的完井液，油井投产。

9.如权利要求8所述的裸眼采油工艺，其特征在于，还包括如下步骤：

h、生产监测与分析，通过监测泵工况及每天采出的油、水产量、出砂量和变化趋势，综合分析油井生产状况是否正常，以便采取相应的措施。

10.如权利要求8或9所述的裸眼采油工艺，其特征在于，还包括如下步骤：

i、堵水或调层作业，如果油井含水太高，即向储层中打入一定量的堵水材料进行堵水，以堵塞高渗透带的地层水吼道，减少出水量；如果堵水无效果需要进行调层生产，即下入调层管柱，封堵出水层段，继续生产。

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