CN105298443B - 油管浮阀及欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及欠平衡完井作业技术领域技术领域，是一种油管浮阀及欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法，该油管浮阀，包括本体、活门座、活门、扭簧、密封环、顶丝和打捞篮；本体的内壁上自上而下设置有内径依次减小的上环台和下环台。本发明在井下欠平衡状态下完成下油管及投产作业，减少了因钻完井工程因素引起的储层污染，最大限度保护了储层，提升了单井产能，延缓后续井下改造措施周期，一趟管柱完成气举投产和后期压裂改造两项作业，能有效将繁琐的投产作业简化，缩短作业周期，提高作业效率，降低作业成本，同时提高安全可靠性及作业成功率，最大程度保护欠平衡效果，加快建产步伐。

Description

油管浮阀及欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法

技术领域

本发明涉及欠平衡完井作业技术领域技术领域，是一种油管浮阀及欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法。

背景技术

目前采用欠平衡技术所钻的井在完井阶段下油管时普遍采用定压堵头内防喷，在适当位置安装气举阀，油管柱座封后正循环憋压打开油管内通道实现油套连通，提供气举排液或生产通道，实践发现这种结构存在循环盲区，下钻至一定井深后油管气举阀处管内外存在压差，压差达到一定值后气举阀被打开，环空泥浆通过气举阀进入油管内，同时地面灌浆系统也向油管内灌入泥浆，来自两方面的泥浆内均含固相颗粒，固相不断下沉，在油管单向阀定压阀芯处沉积，随液柱压力增大不断压实，最终形成砂桥塞，阻隔上下压力传递，油管座封后打压时，压力只能传递至砂桥塞子上，定压阀芯接收不到压力而无法被打开，并且存在一定的安全隐患。与此同时，欠平衡完井油管柱结构及配套工艺技术单一、转投工艺流程繁琐、辅助装备欠缺，整个欠平衡下油管采油和射孔压裂过程需要不断的取出下放油管，由此引发了作业周期抬升、完井阶段长时间作业大幅度弱化了欠平衡钻井的储层保护效果，造成油气井投产滞后、作业周期长和开采效率低等不良影响，进而影响了欠平衡技术竞争力。

发明内容

本发明提供了一种油管浮阀及欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的欠平衡技术中的防油管内喷存在无法顺利建立油管内外通道并存在安全隐患以及储层保护效果差、操作繁琐、作业周期长、开采效率低的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种油管浮阀，包括本体、活门座、活门、扭簧、密封环、顶丝和打捞篮；本体的内壁上自上而下设置有内径依次减小的上环台和下环台，在下环台的上端面上座有外径与上环台内径相配的活门座，活门座为环形筒体，活门座的内径小于下环台的内径，活门座的下部内壁呈上小下大的锥环面，活门呈上小下大的锥台状，扭簧的两支扭臂分别与活门座的下端面和活门的下端面固定安装在一起并使活门密封在活门座下部内，在活门座的上端面上座有外径与上环台内径相配的密封环，密封环上方的上环台内腔中固定安装有顶丝，顶丝的上端不高于上环台的上端面，顶丝的下端面与密封环的上端面相抵，密封环的下端面与活门座的上端面相抵；打捞篮为下端密封的桶体，打捞篮的上部内壁与本体的下部外壁固定安装在一起，在本体下方的打捞篮上均布有通孔。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述下环台的上端面为上大下小的锥环面，活门座的下部呈与下环台上端面的锥环面相配的锥台。

上述上环台的上端面为上大下小的锥环面。

上述在活门座与上环台之间固定安装有密封圈，在活门座与活门之间固定安装有密封圈。

上述打捞篮的上部内壁与本体的下部外壁通过螺纹固定安装在一起，本体的上部有内螺纹。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用油管浮阀进行欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法，按下述步骤进行：第一步，采用欠平衡技术完成储层段钻井工作及下油管柱前期的完井工作；第二步，预先将油管浮阀安装在油管柱的底部，并在油管柱上安装气举阀，然后在欠平衡状态下通过旋转控制头的辅助完成自喷采油和气举采油两种油管柱下入作业，下入过程中，油管浮阀的的活门关闭，防止油管内喷；第三步，油管柱下入到预定井深后座挂油管柱，并座封采油树或采气树；第四步，通过地面将中心捅杆投入油管内，采用钻井泵或水泥车通过过采油树或采气树向油管内注入工作流体憋压，将油管串底部的油管浮阀的活门打开，中心捅杆憋至打捞篮内，活门开启后油管内与储层连通，建立油管内外连接通道，进行气举投产作业；第五步，采油后期，起出抽油泵，通过地面将与油管浮阀配套的定压堵头投入油管内，投入的定压堵头座在油管浮阀的上环台的上端面上，密封油管底部，然后进行过油管射孔、压裂作业。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述在中心捅杆上均布有通孔。

本发明在井下欠平衡状态下完成下油管及投产作业，减少了因钻完井工程因素引起的储层污染，最大限度保护了储层，提升了单井产能，延缓后续井下改造措施周期，一趟管柱完成气举投产和后期压裂改造两项作业，能有效将繁琐的投产作业简化，缩短作业周期，提高作业效率，降低作业成本，同时提高安全可靠性及作业成功率，最大程度保护欠平衡效果，加快建产步伐。

附图说明

附图1为发明中油管浮阀最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为本体，2为上环台，3为下环台，4为活门座，5为活门，6为扭簧，7为密封环，8为顶丝，9为打捞篮，10为通孔，11为中心捅杆，12为定压堵头，13为密封圈,14为通孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1，如附图1所示，该多功能油管浮箍，包括本体1、活门座4、活门5、扭簧6、密封环7、顶丝8和打捞篮9；本体1的内壁上自上而下设置有内径依次减小的上环台2和下环台3，在下环台3的上端面上座有外径与上环台2内径相配的活门座4，活门座4为环形筒体，活门座4的内径小于下环台3的内径，活门座4的下部内壁呈上小下大的锥环面，活门5呈上小下大的锥台状，扭簧6的两支扭臂分别与活门座4的下端面和活门5的下端面固定安装在一起并使活门5密封在活门座4下部内，在活门座4的上端面上座有外径与上环台2内径相配的密封环7，密封环7上方的上环台2内腔中固定安装有顶丝8，顶丝8的上端不高于上环台2的上端面，顶丝8的下端面与密封环7的上端面相抵，密封环7的下端面与活门座4的上端面相抵；打捞篮9为下端密封的桶体，打捞篮9的上部内壁与本体1的下部外壁固定安装在一起，在本体1下方的打捞篮9上均布有通孔10。

本发明的油管浮阀安装在油管管柱最下端，在入井之前，首先要对入井的本发明进行试压和密封性检验，在确保合格之后方能入井，油管浮阀在安装时，绝不能把上下装反，一旦装反之后，气举投产作业时就打不开活门，导致憋泵，立压急剧上升，增加了后续工作量；活门5的主要作用是在下油管过程中，活门5在扭簧6的作用下自动关闭，相当于单流阀的作用；顶丝8的主要作用是用来固定活门座4和密封环7，顶丝8可通过专用的拆装工具进行拆装，油管浮阀可以使用专用拆装工具进行更换和清洗，打捞篮9上的通孔实现油管与储层连通，同时打捞篮9又可以防止中心捅杆11掉入井底，使用时，油管下到预定井深后，需要气举作业时，通过地面将中心捅杆11投入油管内，打开活门5，中心捅杆11上自带通孔10，实现油管内与储层连通。欠平衡完井作业下完井管柱时，活门5自动关闭，防止油管内喷，有效保障了下油管井控安全，当油管下到预定井深后，投入中心捅杆11，活门5在中心捅杆11的施压下开启，实现油管内与储层连通，可进行气举投产等作业，采油后期，需要进行压裂作业时，只需起出抽油泵，通过油管投入定压堵头12，投入的定压堵头12座在上环台2的上端面上，然后进行过油管射孔、压裂作业，不需要重新起出油管，油管浮阀可实现欠平衡下油管防喷、气举投产、压裂作业一趟管柱，节约了起下管柱时间，提高了开采效率。

可根据实际需要，对上述多功能油管浮箍作进一步优化或/和改进：

实施例2，作为实施例1的优选，如附图1所示，下环台3的上端面为上大下小的锥环面，活门座4的下部呈与下环台3上端面的锥环面相配的锥台。当活门座4座在下环台3的上端面上时，下环台3上端面的锥环面与活门座4下部的锥台相配，能够提供较好的安装稳定性和密封性。

实施例3，作为上述实施例的优选，如附图1所示，上环台2的上端面为上大下小的锥环面。定压堵头12的下部呈与上环台2上端面的锥环面相配的锥台，当投入定压堵头12后，定压堵头12下部的锥台能够较好的座在上环台2的上端面上，为射孔压裂作业提供可靠的密封性。

实施例4，作为上述实施例的优选，如附图1所示，在活门座4与上环台2之间固定安装有密封圈13，在活门座4与活门5之间固定安装有密封圈13。密封圈13能够进一步为活门座4和本体1、活门座4和活门5之间提供可靠的密封性，避免在打开活门5之前，储层向油管内泄压。

实施例5，作为上述实施例的优选，如附图1所示，打捞篮9的上部内壁与本体1的下部外壁通过螺纹固定安装在一起，本体1的上部有内螺纹。本体1上部通过内螺纹与油管的下端连接；螺纹连接方便安装与拆卸。

实施例6，该使用上述实施例所述的油管浮阀进行欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法，按下述步骤进行：第一步，采用欠平衡技术完成储层段钻井工作及下油管柱前期的完井工作；第二步，预先将油管浮阀安装在油管柱的底部，并在油管柱上安装气举阀，然后在欠平衡状态下通过旋转控制头的辅助完成自喷采油和气举采油两种油管柱下入作业，下入过程中，油管浮阀的的活门5关闭，防止油管内喷；第三步，油管柱下入到预定井深后座挂油管柱，并座封采油树或采气树；第四步，通过地面将中心捅杆11投入油管内，采用钻井泵或水泥车通过过采油树或采气树向油管内注入工作流体憋压，将油管串底部的油管浮阀的活门5打开，中心捅杆11憋至打捞篮9内，活门5开启后油管内与储层连通，建立油管内外连接通道，进行气举投产作业；第五步，采油后期，起出抽油泵，通过地面将与油管浮阀配套的定压堵头12投入油管内，投入的定压堵头12座在油管浮阀的上环台2的上端面上，密封油管底部，然后进行过油管射孔、压裂作业。

实施例7，在中心捅杆11上均布有通孔14。当中心捅杆11憋至打捞篮9内后，中心桶杆11上的通孔14能够更方便有效的使油管内与储层连通，建立油管内外连接通道。

欠平衡完井状态下下乳油管柱时，活门5自动关闭，防止油管内喷，有效保障了下油管井控安全，当油管下到预定井深后，投入中心捅杆11，活门5在中心捅杆11的施压下开启，实现油管内与储层连通，可进行气举投产等作业，采油后期，需要进行压裂作业时，只需起出抽油泵，通过油管投入定压堵头12，投入的定压堵头12座在上环台2的上端面上，密封油管底部，然后进行过油管射孔、压裂作业，不需要重新起出油管，本发明除油管浮阀外，其余辅助作业装备均为现有的通用设备，技术推广性强；通过本发明将石油上游工业中钻井工程中的完井作业与采油工程中的新投作业有机结合，实现欠平衡下油管防喷、气举投产、压裂作业一趟管柱，实现了全过程不压井作业，最大限度保护储层，大大节约了起下管柱时间，提高了开采效率。

本发明油管串底端的油管浮阀可以实现正循环作业，在下油管柱过程中遇到井眼溢流严重时可采用高于井内流体密度的流体正向循环处置溢流，当循环停止时油管浮阀的活门5自动关闭继续履行内部防喷职能，便于继续实施不压井下油管作业。

本发明用来完成井下欠平衡状态下一趟钻下入气举采油和后期压裂改造两种用途油管柱作业，本发明在井下欠平衡状态下完成下油管及投产作业，减少了因钻完井工程因素引起的储层污染，最大限度保护了储层，提升了单井产能，延缓后续井下改造措施周期，一趟管柱完成气举投产和后期压裂改造两项作业，本发明能有效将繁琐的投产作业简化，缩短作业周期，提高作业效率，降低作业成本，同时提高安全可靠性及作业成功率，最大程度保护欠平衡效果，加快建产步伐。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (1)

1.一种油管浮阀的欠平衡完井下油管防喷、气举和压裂联作方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，采用欠平衡技术完成储层段钻井工作及下油管柱前期的完井工作；第二步，预先将油管浮阀安装在油管柱的底部，并在油管柱上安装气举阀，然后在欠平衡状态下通过旋转控制头的辅助完成自喷采油和气举采油两种油管柱下入作业，下入过程中，油管浮阀的的活门关闭，防止油管内喷；第三步，油管柱下入到预定井深后座挂油管柱，并座封采油树或采气树；第四步，通过地面将中心捅杆投入油管内，采用钻井泵或水泥车通过采油树或采气树向油管内注入工作流体憋压，将油管串底部的油管浮阀的活门打开，中心捅杆憋至打捞篮内，活门开启后油管内与储层连通，建立油管内外连接通道，进行气举投产作业；第五步，采油后期，起出抽油泵，通过地面将与油管浮阀配套的定压堵头投入油管内，投入的定压堵头座在油管浮阀的上环台的上端面上，密封油管底部，然后进行过油管射孔、压裂作业；其中：在中心捅杆上均布有通孔；所述油管浮阀包括本体、活门座、活门、扭簧、密封环、顶丝和打捞篮；本体的内壁上自上而下设置有内径依次减小的上环台和下环台，在下环台的上端面上座有外径与上环台内径相配的活门座，活门座为环形筒体，活门座的内径小于下环台的内径，活门座的下部内壁呈上小下大的锥环面，活门呈上小下大的锥台状，扭簧的两支扭臂分别与活门座的下端面和活门的下端面固定安装在一起并使活门密封在活门座下部内，在活门座的上端面上座有外径与上环台内径相配的密封环，密封环上方的上环台内腔中固定安装有顶丝，顶丝的上端不高于上环台的上端面，顶丝的下端面与密封环的上端面相抵，密封环的下端面与活门座的上端面相抵；打捞篮为下端密封的桶体，打捞篮的上部内壁与本体的下部外壁固定安装在一起，在本体下方的打捞篮上均布有通孔；其中：下环台的上端面为上大下小的锥环面，活门座的下部呈与下环台上端面的锥环面相配的锥台；上环台的上端面为上大下小的锥环面；在活门座与上环台之间固定安装有密封圈，在活门座与活门之间固定安装有密封圈；打捞篮的上部内壁与本体的下部外壁通过螺纹固定安装在一起，本体的上部有内螺纹。