CN103573230A - 一种选择性开采工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

一种选择性开采工艺及其设备，该工艺包括刮管、洗井；射孔；下分层管柱、坐封封隔器；清井生产；生产监测与分析；选择性采油步骤。该设备包括分层管柱和封隔器，所述封隔器用于分隔油井的油层，所述封隔器安装在所述分层管柱上并设置在所述油层的分隔处，所述分层管柱上还设置有多个液控开关滑套，所述液控开关滑套连接在所述分层管柱上并对应于所述油层设置，所述多个液控开关滑套分别通过控制管线与地面控制系统连接，所述地面控制系统用于控制所述液控开关滑套的开启与闭合。

Description

一种选择性开采工艺及其设备

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，特别是一种选择性开采工艺及其设备。

背景技术

对于直井或常规定向井完井一般采用射孔完井方法，为降低作业费用，需要一次射开多层，然后下入分层管柱进行分采，层间依靠封隔器分隔，每层对应一个开关滑套。在开采过程中根据油气藏开发方案，下入钢丝进行开关滑套，实现选择性采油。参见图1，图1为现有技术的选择性采油设备结构示意图。该采油设备的管柱包括自下而上顺序连接的引鞋10、打孔管20、工作筒30、油管40、隔离封隔器50、生产滑套60、顶部封隔器70、压井滑套80及油管挂90等。其工艺作业的流程为：

a)刮管、洗井；

b)射孔；

c)再次刮管；

d)下分层管柱、坐封、丢手；

e)下生产管柱、坐封生产封隔器；

f)清井投产；

g)根据需要，进行钢丝作业开关生产滑套，实现选择性生产。

但现有技术的采油设备，对于井斜角大的定向井或水平井，无法进行钢丝作业，实现分采难度大，而采用连续油管作业或起出原井管柱修井更换管柱来实现分层生产，作业成本相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可在不停井和不动管柱的情况下实现多层选择性开采，满足不同类型井况的分层采油工艺的需要，尤其适用于井斜角大无法进行钢丝作业的大斜度井和水平井的选择性开采工艺及其设备。

为了实现上述目的，本发明提供了一种选择性开采设备，包括分层管柱和封隔器，所述封隔器用于分隔油井的油层，所述封隔器安装在所述分层管柱上并设置在所述油层的分隔处，其中，所述分层管柱上还设置有多个液控开关滑套，所述液控开关滑套连接在所述分层管柱上并对应于所述油层设置，所述多个液控开关滑套分别通过控制管线与地面控制系统连接，所述地面控制系统用于控制所述液控开关滑套的开启与闭合。

上述的选择性开采设备，其中，所述液控开关滑套包括上接头、下接头、滑套缸体和活塞滑套，所述滑套缸体的两端分别与所述上接头及所述下接头密封连接，所述活塞滑套设置在所述上接头、下接头及所述滑套缸体的腔体内，并分别与所述上接头及所述下接头密封连接，所述上接头、下接头、活塞滑套及所述滑套缸体之间围合有一空腔，所述活塞滑套的外壁中部设置有密封凸台，所述活塞滑套通过所述密封凸台与所述滑套缸体密封连接，所述密封凸台将所述空腔分隔为第一空腔和第二空腔，所述滑套缸体与所述活塞滑套上分别对应设置有用于分层采油的通孔以连通所述油层及所述分层管柱的内腔，所述滑套缸体上还设置有用于连接控制管线的管接头，所述管接头分别对应所述第一空腔及所述第二空腔设置，所述上接头及所述下接头的内腔上分别设置有用于对所述活塞滑套限位的上接头台肩及下接头台肩，所述活塞滑套对应于所述上接头台肩和所述下接头台肩分别具有一开启位置及一闭合位置。

上述的选择性开采设备，其中，所述液控开关滑套还包括一管接头挡块，连接在所述上接头及所述滑套缸体的外壁上。

上述的选择性开采设备，其中，所述分层管柱上还设置有井下安全阀，所述井下安全阀通过控制管线与所述地面控制系统连接。

上述的选择性开采设备，其中，所述分层管柱上还设置有液控压井滑套，所述液控压井滑套通过控制管线与所述地面控制系统连接。

上述的选择性开采设备，其中，所述分层管柱上还设置有液控压井滑套，所述液控压井滑套通过控制管线与所述地面控制系统连接。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种采用如权利要求上述的选择性开采设备的选择性开采工艺，其中，包括如下步骤：

a、刮管、洗井；

b、射孔；

c、下分层管柱、坐封封隔器，在分层管柱对应于油层的位置分别设置液控开关滑套，并将所述液控开关滑套通过控制管线与地面控制系统连接；

d、清井生产；

e、生产监测与分析；

f、选择性采油，根据需要选择性打开对应所需开采油层的液控开关滑套，连通所述油层与所述分层管柱的腔体，实现选择性采油。

上述的选择性开采工艺，其中，所述步骤b之后，还可包括如下步骤：

b1、再次刮管。

本发明的技术效果在于：

1)本发明适用于套管射孔完井分层采油；

2)采用一趟管柱下入，液控管线连接可靠；

3)在不停井和不动管柱的情况下实现多层选择性开采，满足不同类型井况的分层采油工艺的需要，尤其适用于井斜角大无法进行钢丝作业的大斜度井和水平井；

4)不需下入专用开关工具，通过液控压力完成，操作简单、安全可靠；

5)不需动用钻机，靠自身的控制系统即可完成选择性开采的需要；

6)具有较好的综合经济效益，尤其对采用水下井口开发的井，整体效益更加明显。

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为现有技术的选择性采油设备结构示意图；

图2为本发明的选择性开采设备结构示意图；

图3为本发明的液控开关滑套结构示意图；

图4为本发明的选择性开采工艺流程图。

其中，附图标记

现有技术

10引鞋        20打孔管

30作筒        40油管

50隔离封隔器  60生产滑套

70顶部封隔器  80压井滑套

90油管挂

本发明

1分层管柱

2封隔器

3液控开关滑套

31上接头

311上接头台肩

32下接头

321下接头台肩

33滑套缸体

331通孔

34活塞滑套

341密封凸台

342通孔

35空腔

351第一空腔

352第二空腔

36管接头

37管接头挡块

4控制管线

5地面控制系统

6液控压井滑套

7井下安全阀

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，图2为本发明的选择性开采设备结构示意图。本发明的选择性开采设备，包括分层管柱1和封隔器2，所述封隔器2用于分隔油井的油层，所述封隔器2安装在所述分层管柱1上并设置在所述油层的分隔处，所述分层管柱1上还设置有多个液控开关滑套3，所述液控开关滑套3连接在所述分层管柱1上并对应于所述油层设置，所述多个液控开关滑套3分别通过控制管线4与地面控制系统5连接，所述地面控制系统5用于控制所述液控开关滑套3的开启与闭合。本实施例中，所述分层管柱1上还可设置有井下安全阀7，所述井下安全阀7通过控制管线4与所述地面控制系统5连接。所述分层管柱1上还可设置有液控压井滑套6，所述液控压井滑套6通过控制管线4与所述地面控制系统5连接。该分层管柱1与封隔器2、井下安全阀7、液控压井滑套6等的安装方式，以及液控开关滑套3、井下安全阀7及液控压井滑套6与地面控制系统的连接方式等均为较成熟的现有技术，在此不再赘述，下面仅对本发明的液控开关滑套的结构及其工作原理等予以详细说明。

参见图3，图3为本发明的液控开关滑套结构示意图。本发明的所述液控开关滑套3包括上接头31、下接头32、滑套缸体33和活塞滑套34，所述滑套缸体33的两端分别与所述上接头31及所述下接头32密封连接，所述活塞滑套34设置在所述上接头31、下接头32及所述滑套缸体33的腔体内，并分别与所述上接头31及所述下接头32密封连接，所述上接头31、下接头32、活塞滑套34及所述滑套缸体33之间围合有一空腔35，所述活塞滑套34的外壁中部设置有密封凸台341，所述活塞滑套34通过所述密封凸台341与所述滑套缸体33密封连接，所述密封凸台341将所述空腔35分隔为第一空腔351和第二空腔352，所述滑套缸体33与所述活塞滑套34上分别对应设置有用于分层采油的通孔331、342以连通所述油层及所述分层管柱1的内腔，所述滑套缸体33上还设置有用于连接控制管线4的管接头36，所述管接头36分别对应所述第一空腔351及所述第二空腔352设置，所述上接头31及所述下接头32的内腔上分别设置有用于对所述活塞滑套34限位的上接头台肩311及下接头台肩321，所述活塞滑套34对应于所述上接头台肩311和所述下接头台肩321分别具有一开启位置及一闭合位置。图3为开启状态，活塞滑套34的通孔342与滑套缸体33的通孔331相对，内外相通。关闭活塞滑套34时，与第一空腔351连通的管接头36提供压力作用在密封凸台341的A面，使活塞滑套34右行与下接头台肩321接触后停止移动，同时活塞滑套34的通孔342的位置移到密封圈右边与外边隔离，活塞滑套34内与滑套缸体33外不能相通。开启活塞滑套34时，与第二空腔352连通的管接头36提供压力作用在密封凸台341的B面，使活塞滑套34左行与上接头台肩311接触，活塞滑套34的通孔342与滑套缸体33的通孔331相对，活塞滑套34内与滑套缸体33外内外相通。

本实施例中，所述液控开关滑套3还包括一管接头挡块37，连接在所述上接头31及所述滑套缸体33的外壁上，该管接头挡块37用于保护管接头36，避免在入井过程中损坏管接头36。

参见图4，图4为本发明的选择性开采工艺流程图。本发明的选择性开采工艺，采用上述的选择性开采设备，包括如下步骤：

a、刮管、洗井，用钻具将刮管清洗工具下入井内，清刮套管内壁，使刮管工具顺畅通过，特别是射孔井段及封隔器坐封位置上下50m要重复刮管3～5次，大排量洗井至进出口水一致，替入完井液和射孔保护液，之后起出刮管钻具；

b、射孔，采用电缆或钻杆输送方式将射孔器下至设计位置，使射孔弹对准所射井段，利用地面控制系统激发点火系统进行射孔，之后起出射孔器；

c、下分层管柱1、坐封封隔器2，在分层管柱1对应于油层的位置分别设置液控开关滑套3，并将所述液控开关滑套3通过控制管线4与地面控制系统5连接，依次下入带有园堵、液控开关滑套3、隔离封隔器、生产封隔器、液控压井滑套6、井下安全阀7、油管挂的分层管柱。在下入过程中，控制管线4与管柱同步下入，控制管线4用保护罩固定在管柱上，液控开关滑套3及井下安全阀7处于开位。装井口，关闭所有液控开关滑套3，向油管内憋压坐封封隔器2，环空验封，替环空保护液；

d、清井生产，采用替入诱喷液等诱喷方式诱喷排液，清除井筒内的完井液，通过井口节流装置控制生产；

e、生产监测与分析，监测每天采出的油、水产量、出砂量和变化趋势，综合分析油井各层生产状况是否正常；

f、选择性采油，根据需要选择性打开对应所需开采油层的液控开关滑套3，连通所述油层与所述分层管柱1的腔体，实现选择性采油，根据开采方案要求，打开所需要开采井段的液控开关滑套3进行生产。

本实施例中，所述步骤b之后，还可包括如下步骤：

b1、再次刮管，再次下入刮管器对射孔井段因射孔产生的毛刺清刮干净，确保工具顺利入井。

本发明下入分层管柱1进行分采，油层间依靠封隔器2分隔，每层对应一个液控开关滑套3，每个液控开关滑套3连接一根控制管线4至地面控制系统5，通过地面控制系统5来实现液控开关滑套3的开关，例如，本实施例是打压开启液控开关滑套3，泄压后液控开关滑套3依靠背压管线内的压力自行关闭，在其他实施例中，液控开关滑套3也可依靠弹簧弹力自行关闭，在开采过程中根据油藏开发方案，实现选择性采油工艺。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)本发明适用于套管射孔完井分层采油；

2)采用一趟管柱下入，液控管线连接可靠；

3)在不停井和不动管柱的情况下实现多层选择性开采，满足不同类型井况的分层采油工艺的需要，尤其适用于井斜角大无法进行钢丝作业的大斜度井和水平井；

4)不需下入专用开关工具，通过液控压力完成，操作简单、安全可靠；

5)不需动用钻机，靠自身的控制系统即可完成选择性开采的需要；

6)具有较好的综合经济效益，尤其对采用水下井口开发的井，整体效益更加明显。

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 (8)

1.一种选择性开采设备，包括分层管柱和封隔器，所述封隔器用于分隔油井的油层，所述封隔器安装在所述分层管柱上并设置在所述油层的分隔处，其特征在于，所述分层管柱上还设置有多个液控开关滑套，所述液控开关滑套连接在所述分层管柱上并对应于所述油层设置，所述多个液控开关滑套分别通过控制管线与地面控制系统连接，所述地面控制系统用于控制所述液控开关滑套的开启与闭合。

2.如权利要求1所述的选择性开采设备，其特征在于，所述液控开关滑套包括上接头、下接头、滑套缸体和活塞滑套，所述滑套缸体的两端分别与所述上接头及所述下接头密封连接，所述活塞滑套设置在所述上接头、下接头及所述滑套缸体的腔体内，并分别与所述上接头及所述下接头密封连接，所述上接头、下接头、活塞滑套及所述滑套缸体之间围合有一空腔，所述活塞滑套的外壁中部设置有密封凸台，所述活塞滑套通过所述密封凸台与所述滑套缸体密封连接，所述密封凸台将所述空腔分隔为第一空腔和第二空腔，所述滑套缸体与所述活塞滑套上分别对应设置有用于分层采油的通孔以连通所述油层及所述分层管柱的内腔，所述滑套缸体上还设置有用于连接控制管线的管接头，所述管接头分别对应所述第一空腔及所述第二空腔设置，所述上接头及所述下接头的内腔上分别设置有用于对所述活塞滑套限位的上接头台肩及下接头台肩，所述活塞滑套对应于所述上接头台肩和所述下接头台肩分别具有一开启位置及一闭合位置。

3.如权利要求2所述的选择性开采设备，其特征在于，所述液控开关滑套还包括一管接头挡块，连接在所述上接头及所述滑套缸体的外壁上。

4.如权利要求1、2或3所述的选择性开采设备，其特征在于，所述分层管柱上还设置有井下安全阀，所述井下安全阀通过控制管线与所述地面控制系统连接。

5.如权利要求1、2或3所述的选择性开采设备，其特征在于，所述分层管柱上还设置有液控压井滑套，所述液控压井滑套通过控制管线与所述地面控制系统连接。

6.如权利要求4所述的选择性开采设备，其特征在于，所述分层管柱上还设置有液控压井滑套，所述液控压井滑套通过控制管线与所述地面控制系统连接。

7.一种采用如权利要求1、2、3或6所述的选择性开采设备的选择性开采工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a、刮管、洗井，用钻具将刮管清洗工具下入井内，清刮套管内壁，使刮管工具顺畅通过，大排量洗井至进出口水一致，替入完井液和射孔保护液，之后起出刮管钻具；

b、射孔，采用电缆或钻杆输送方式将射孔器下至设计位置，使射孔弹对准所射井段，利用地面控制系统激发点火系统进行射孔，之后起出射孔器；

c、下分层管柱、坐封封隔器，在分层管柱对应于油层的位置分别设置液控开关滑套，并将所述液控开关滑套通过控制管线与地面控制系统连接；

d、清井生产，采用替入诱喷液等诱喷方式诱喷排液，清除井筒内的完井液，通过井口节流装置控制生产；

e、生产监测与分析，监测每天采出的油、水产量、出砂量和变化趋势，综合分析油井各层生产状况是否正常；

f、选择性采油，根据需要选择性打开对应所需开采油层的液控开关滑套，连通所述油层与所述分层管柱的腔体，实现选择性采油。

8.如权利要求7所述的选择性开采工艺，其特征在于，所述步骤b之后，还可包括如下步骤：

b1、再次刮管，再次下入刮管器对射孔井段因射孔产生的毛刺清刮干净，确保工具顺利入井。

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