CN106812510A - 管柱及完井方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管柱及完井方法，该管柱包括由上至下设置的第一油管、第二油管、封隔器、第三油管，且第一油管与所述第二油管之间设有气举阀；第一油管位于油井内的套管中，气举阀可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使气体从气举阀侧部进入气举阀内；气举阀至少为两个，且上下间隔设置，相邻气举阀之间通过一个第四油管连通；第一油管的底端与位于最上方的气举阀的顶端连通，位于最下方的气举阀的底端通过第二油管与封隔器的顶端连通。相比现有技术中需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，本发明通过下入一趟管柱便能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，节省了作业时长，提高了工作效率。

Description

管柱及完井方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，尤其涉及一种管柱及完井方法。

背景技术

在油田开发过程中，需要进行完井作业，完井作业既是钻井工程的最后一道工序，又是采油工程的开始，对钻井工程和采油工程起着承上启下的重要作用。在完井作业过程中，通常需要进行酸压或酸化技术来提高地层渗透率，从而增加出油产量，之后下入完井管柱为采油做准备。

一般志留系砂岩油藏区块试油完井作业采用套管射孔完井方式，在采油作业过程中，自喷采油结束后，要进行气举助排生产，其中，完成套管射孔完井作业的过程为：向井内下入酸压或酸化改造管柱，将酸液通过油管注入地层中，其中酸液的注入量是根据储层特征设定的，将酸液注入完后，待油管中没有酸液后，进行放喷，直到油气井不能自喷采油，然后起出酸压或酸化改造管柱，完成酸压或酸化改造功能，再下入气举完井管柱，实现气举助排功能，最终完成完井作业。

然而，完成上述作业过程中，需要分别下入酸压或酸化改造管柱和气举完井管柱，需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，其中一趟钻至少需要4天时间，耗费时间长，工作效率低。

发明内容

本发明提供一种管柱及完井方法，以克服现有技术完井时需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能而导致工作效率低的缺陷。

第一方面，本发明提供的一种管柱，包括：由上至下设置的第一油管、第二油管、封隔器、第三油管，且所述第一油管与所述第二油管之间设有气举阀；

所述第一油管位于油井内的套管中，所述封隔器用于坐封在油井内套管段的底端；

所述气举阀可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使所述气体从气举阀侧部进入气举阀内；

所述气举阀至少为两个，且上下间隔设置，相邻气举阀之间通过一个第四油管连通；

所述第一油管的顶端位于井口，所述第一油管的底端与位于最上方的气举阀的顶端连通，位于最下方的气举阀的底端通过所述第二油管与所述封隔器的顶端连通；

所述第三油管的顶端与所述封隔器的底端连通，所述第三油管的底端位于油层中。

在本发明的一实施例中，所述气举阀为5个，包括由上至下依次设置的一级气举阀、二级气举阀、三级气举阀、四级气举阀、五级气举阀；所述第四油管为4个；

相邻的气举阀之间通过一个所述第四油管连通；所述一级气举阀的顶端与所述第一油管的底端连通，所述五级气举阀的底端与所述第二油管的顶端连通。

在本发明的一实施例中，所述气举阀由不锈钢材质制成。

在本发明的一实施例中，所述气举阀包括气举工作筒和位于气举工作筒侧部的阀体，所述气举工作筒与所述阀体连通；

所述阀体的侧壁设有阀孔，所述阀孔可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使所述气体从所述阀孔进入所述阀体内；

所述气举工作筒的两端通过丝扣的方式与其相邻的油管连通。

在本发明的一实施例中，所述第二油管的顶端和底端之间还连接有伸缩管；

所述伸缩管可在外力作用下沿轴向伸缩，用于补偿所述第二油管的伸缩量。

在本发明的一实施例中，所述伸缩管与所述第二油管通过丝扣方式连接；

所述伸缩管的内径与所述第二油管的内径相同。

在本发明的一实施例中，所述管柱还包括油管鞋，所述油管鞋为底部具有开口的中空结构，所述油管鞋的顶部与所述第三油管的底部连通。

在本发明的一实施例中，所述第一油管的顶端还设有油管挂，所述油管挂用于悬挂所述第一油管。

在本发明的一实施例中，所述封隔器为液压式坐封封隔器。

第二方面，本发明提供一种利用上述管柱进行完井的完井方法，包括：

向处于压井状态的井内下入所述管柱；

解除压井状态；

坐封所述封隔器；

向所述第一油管内注入酸液，以使所述酸液从第三油管的底端流出，流入至油层中；

进行自喷采油；

自喷结束后，向油井中套管段的环空区域内注入气体，进行气举采油。

本发明管柱及完井方法，将管柱下入至井内后，通过向其第一油管内注入酸液，使酸液向下流入至地层中，进而实现酸压或酸化改造功能；由于该管柱上设置有与油管连通的至少两个气举阀，通过向油井套管段内的环空区域内注入高压气体，高压气体逐次通过各级气举阀进入油管内，以降低油管内的液体密度，使油管内的液柱压力变小，从而将液体举升至井口外，实现气举采油。即本发明的管柱能够实现气举功能，进而完成完井作业，相比现有技术中需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，本发明中能够通过下入一趟管柱便能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，大大节省了作业时长，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的管柱实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的管柱实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的管柱实施例三的结构示意图；

图4为本发明提供的完井方法的流程示意图。

附图标记说明：

1、第一油管；

2、第二油管；

31、一级气举阀；

32、二级气举阀；

33、三级气举阀；

34、四级气举阀；

35、五级气举阀；

4、第四油管；

5、封隔器；

6、第三油管；

7、油管鞋；

8、油管挂；

9、伸缩管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

图1为本发明提供的管柱实施例一的结构示意图。参照附图1所示，本实施例提供一种管柱，本实施例的管柱可适用于志留系砂岩油藏区块试油完井作业中。

一种管柱，包括由上至下设置的第一油管1、第二油管2、封隔器5、第三油管6，且所述第一油管1与所述第二油管2之间设有气举阀。

其中，第一油管1位于油井内的套管中。封隔器5用于坐封在油井内套管段的底端。气举阀可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使气体从气举阀侧部进入气举阀内。

所述气举阀至少为两个，且上下间隔设置，相邻气举阀之间通过一个第四油管4连通。较为优选的，为了提高气举阀的抗腐蚀性、可靠性和强度，本实施例中的气举阀可由不锈钢材质制成。

在本实施例中，所述气举阀为两个，分别为一级气举阀31和二级气举阀32，所述一级气举阀31位于二级气举阀32的上方，且一级气举阀31和二级气举阀之间通过第四油管4连接。

具体地，第一油管1的顶端位于井口，第一油管1的底端与一级气举阀31的顶端连通，一级气举阀31的底端与第四油管4的顶端连通，第四油管4的顶端与二级气举阀32的顶端连通，二级气举阀32的底端通过第二油管2与封隔器5的顶端连通，封隔器5的底端连接第三油管6，第三油管6的底端位于油层中。

可以理解为：封隔器5为中空结构，该中空结构的顶部和底部具有开口，该中空结构顶部的开口端与第二油管2的底部开口端连通，从而第二油管2的内部与封隔器5的内部连通；该中空结构底部的开口端与第三油管6的顶部开口端连通，从而第三油管6的内部与封隔器5的内部连通，从而第二油管2和第三油管6亦连通。

具体地，在本实施例的一种实施方式中，所述气举阀可具体包括：气举工作筒(图中未示出)和位于气举工作筒侧部的阀体(图中未示出)，且气举工作筒与阀体连通。阀体的侧壁设有阀孔，阀孔可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使气体从阀孔进入所述阀体内。

各气举阀通过气举工作筒连接在油管上。一级气举阀31的气举工作筒的顶端与第一油管1的底端连通，一级气举阀31的气举工作筒的底端与第四油管4的顶端连通，第四油管4的底端与二级气举阀32的气举工作筒的顶端连通，二级气举阀32的气举工作筒的底端与第二油管2的底端连通。较优的，气举工作筒的顶端和底端可通过丝扣的方式与其相邻的油管连通。

其中，气举工作筒的材质为铬钼合金钢，通过适当的热处理工艺，能够达到很高的抗拉强度、耐内压强度以及抗硫抗二氧化碳等性能。气举工作筒的耐压差大于90MPa，气举工作筒的抗拉强度大于1200KN。气举工作筒可以为压裂排液整体偏心工作筒，阀体可采用高压排液气举阀体，压裂排液整体偏心工作筒与高压排液气举阀体采用丝扣连接，承压能力高，密封性可靠。其中，高压排液气举阀体内具有波纹管，向波纹管内充氮气，充氮气压提供了波纹管的关闭压力。波纹管内的最高充气压力25MPa，波纹管的最高耐内外压差为45MPa，能达到酸压或酸化时环空平衡压力的耐压要求性能。当油套环空区域内的高压气体压力超过了阀体的关闭压力，阀体内的波纹管被压缩，使得阀杆离开阀座，阀体上的阀孔被打开，使气体流通。

在完井作业的过程中，将本实施例的管柱下入至井内，坐封封隔器5，然后向第一油管1内注入酸液，其中，酸液的注入量是根据储层特征设定的，酸液依次通过第一油管、一级气举阀、第四油管、二级气举阀、第二油管、封隔器、第三油管，然后从第三油管的底部流出，流入至地层，用于提高地层渗透率，实现酸压或酸化改造功能。由于封隔器5坐封后，封隔器5与油井内套管段的套管之间密封，因此酸液不能流入封隔器5上面的油套环空区域中，保护位于封隔器5上面的套管不被酸液腐蚀。

在完成酸压或酸化改造后，油气井自喷采油结束后，便可进入气举采油阶段。油井中套管段的套管外壁与套管段内油管的外壁之间形成有环空区域，该环空区域内预先注有环空保护液，当进行气举采油时，向该环空区域注入高压气体，由于第一油管1和第二油管2之间连接有一级气举阀31和二级气举阀32，高压气体的注入使得一级气举阀侧壁的阀孔打开，该环空区域内的环空保护液从该阀孔进入阀体中，进而进入到气举工作筒中，由于气举工作筒与第一油管1连通，环空保护液从第一油管1中流出井口。随着环空液面的不断下降，一级气举阀31露出液面，此时一级气举阀处于开启状态，注入的高压气体从一级气举阀31的阀孔进入油管中，与油管内的液体混合，使油管内的液体密度减小，从而将液体举升到井口外。高压气体继续注入，环空液面继续下降，二级气举阀32露出液面，此时二级气举阀32处于开启状态，注入的高压气体从二级气举阀32进入油管中。注气压力下降，一级气举阀31自动关闭，油管内的液体继续喷出井口外，从而实现气举采油。

需要说明的是，气举阀的数量越多，采油的效率越高，气举阀的具体数量可根据油井的深度和地层产量等情况而进行设定。

在本实施例中，封隔器5可选用液压式坐封封隔器，相比机械式坐封封隔器，液压式坐封封隔器的坐封更加牢固可靠，通过坐封球座实现液压式坐封封隔器的坐封。

本实施例提供的一种管柱，将其下入至井内后，通过向第一油管内注入酸液，使酸液向下流入至地层，进而实现酸压或酸化改造功能；由于油管上连接有两个气举阀，通过向油井中套管段的环空区域中注入高压气体，使气体逐次通过各级气举阀进入油管内，降低油管内的液体密度，使油管内的液柱压力变小，从而将液体举升至井口外，实现气举采油，即本实施例的管柱能够实现气举功能，进而完成完井作业，相比现有技术中需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，本实施例中能够通过下入一趟管柱便能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，节省作业时长，提高工作效率。

进一步地，在其他实施方式中，还可在第三油管6的底端设置油管鞋7，所述油管鞋7为底部具有开口的中空结构，油管鞋7的顶部与第三油管6的底部连通。向井内下入管柱时，油管鞋7可起到较好的引导作用。

还可以在第一油管1的上端连接油管挂8，油管挂8用于悬挂第一油管1，第一油管1可以依靠油管挂8固定在井内。

实施例二：

图2为本发明提供的管柱实施例二的结构示意图。参照附图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中的气举阀为5个，分别为从上至下依次间隔设置的一级气举阀31、二级气举阀32、三级气举阀33、四级气举阀34和五级气举阀35。

相邻的气举阀之间通过一个第四油管4连通，本实施例中的第四油管4为4个。具体地，一级气举阀31的顶端与第一油管1的底端连通，一级气举阀31的底端与二级气举阀32的顶端之间通过一个第四油管4连通，二级气举阀32的底端通过一个第四油管4与三级气举阀33的顶端连通，三级气举阀33的底端通过一个第四油管4与四级气举阀34的顶端连通，四级气举阀34的底端通过一个第四油管4与五级气举阀35的顶端连通，五级气举阀35的底端与第二油管2的顶端连通。

当进行气举采油时，向该环空区域注入高压气体，高压气体的注入使得一级气举阀侧壁的阀孔打开，该环空区域内的环空保护液从该阀孔进入阀体中，进而进入到气举工作筒中，由于气举工作筒与第一油管1连通，环空保护液从第一油管1中流出井口。随着环空液面的不断下降，一级气举阀31露出液面，此时一级气举阀处于开启状态，注入的高压气体从一级气举阀31的阀孔进入油管中，与油管内的液体混合，使油管内的液体密度减小，从而将液体举升到井口外。高压气体继续注入，环空液面继续下降，二级气举阀32露出液面，此时二级气举阀32处于开启状态，注入的高压气体从二级气举阀32进入油管中。注气压力下降，一级气举阀31自动关闭，油管内的液体继续喷出井口外，环空液面继续下降，重复上述过程依次露出三级气举阀33、四级气举阀34直至五级气举阀35，从而实现气举采油。

其他技术特征与实施例一相同，在此不再一一赘述。

本实施例提供的一种管柱，将管柱下入至井内后，通过向第一油管内注入酸液，使酸液向下流入至地层，进而实现酸压或酸化改造功能，油管上连接有五个气举阀，通过注入高压气体逐次通过各级气举阀进入油管内，降低油管内的液体密度，使油管内的液柱压力变小，从而将液体举升至井口外，实现气举采油，即本实施例的管柱能够实现气举功能，进而完成完井作业。相比现有技术中需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，本实施例中能够通过下入一趟管柱便能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，节省作业时长，且采油效率大大提高。

实施例三：

由于在酸压或酸化过程中和后续采油过程中，由于温度变化及油管鼓涨等影响，第二油管会受力而伸长或缩短，由于第二油管与封隔器连接，容易造成封隔器的坐封不够紧密，甚至造成异常解封，进而导致作业失败。

因此，为了解决上述问题，在上述任一实施例的基础上，本实施例提供了一种管柱，参照附图3所示，图3为本实施例提供的管柱的结构示意图。

本实施例与上述实施例的区别在于：所述第二油管2的中间还加有伸缩管9。

即，在所述第二油管2的顶端和底端之间连接有伸缩管9，该伸缩管9可在外力作用下沿轴向伸缩，用于补偿所述第二油管2的伸缩量。也就是说，伸缩管9是用于补偿油管柱受力后的管柱伸长或缩短的。

在本实施例中，伸缩管9与第二油管2通过丝扣方式连接，且优选的，伸缩管9的内径与第二油管2的内径相同。

通过在第二油管2上加设伸缩管9，伸缩管9在其轴向方向上能够伸缩，可以补偿在酸压或酸化过程中和后续采油过程中油管轴向方向上的伸缩量，避免异常解封封隔器。

本实施例的其他技术特征与实施例一或实施例二相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

本实施例的管柱在实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能的基础上，通过在第二油管上设置伸缩管，以补偿在酸压或酸化过程中和后续采油过程中油管轴向方向上的伸缩量，避免异常解封封隔器，保证封隔器坐封的稳定性，进而使整个作业顺利进行。

实施例四：

本实施例提供一种完井方法，本实施例的完井方法是利用上述实施例提供的管柱来进行的。

图4为本发明一实施例提供的完井方法的流程示意图，参照附图4所示，一种利用上述管柱进行完井的完井方法，包括：

S101、向处于压井状态的井内下入所述管柱。

具体地，压井状态是指将密度大的泥浆注入井内，以等于或微高于地层孔隙压力，从而压制地层能量使其不能自喷。

其中，可在管柱下端设置油管鞋，油管鞋可以引导油管下井。

S102、解除压井状态。

具体地，将井筒内的压井泥浆替换为低密度的环空保护液。

S103、坐封封隔器。

其中，封隔器的作用是在进行酸压或酸化时防止酸液流入封隔器上面的油套环空中，保护位于封隔器上面的套管不被酸液腐蚀，且在采油过程中，阻止地层腐蚀流体进入油套环空，腐蚀套管。

油套环空，即，油井中套管段的油管外壁与套管内壁之间形成的环空区域。

S104、向第一油管内注入酸液，以使所述酸液从第三油管的底端流出，流入至油层中。

酸液流入油层中后，酸液与储层发生化学反应，以提高地层渗透率。

其中，酸液的注入量是根据储层特征设定的。

S105、进行自喷采油。

当所设定的酸液量注入完后，进行放喷，进入自喷采油阶段，直至油气井不能自喷采油。

S106、自喷结束后，向油井中套管段的环空区域内注入气体，进行气举采油。

即，当油气井开采后期不能自喷后，进入气举采油阶段。通过注入高压气体，使高压气体逐次通过各级气举阀进入油管内，与油管内的液体混合，降低油管内的液体密度，使油管内的液柱压力变小，从而将油管内的液体举升至井口以外，实现气举采油。

本实施例提供的完井方法，将管柱下入至井内后，通过向第一油管内注入酸液，使酸液向下流入至地层，进而实现酸压或酸化改造功能，油管上连接有至少两个气举阀，通过向油井中套管段的环空区域注入高压气体，使环空区域的环空保护液的液面下降，高压气体逐次通过各级气举阀进入油管内，以此降低油管内的液体密度，使油管内的静液柱压力变小，将液体举升至井口外，实现气举采油，即管柱能够实现气举功能，进而完成完井作业，相比现有技术中需要两趟钻才能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，本实施例能够通过下入一趟管柱便能实现酸压或酸化改造功能、气举功能和完井功能，大大节省了作业时长，提高了工作效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种管柱，其特征在于，包括由上至下设置的第一油管、第二油管、封隔器、第三油管，且所述第一油管与所述第二油管之间设有气举阀；

所述第一油管位于油井内的套管中，所述封隔器用于坐封在油井内套管段的底端；

所述气举阀可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使所述气体从气举阀侧部进入气举阀内；

所述气举阀至少为两个，且上下间隔设置，相邻气举阀之间通过一个第四油管连通；

所述第一油管的顶端位于井口，所述第一油管的底端与位于最上方的气举阀的顶端连通，位于最下方的气举阀的底端通过所述第二油管与所述封隔器的顶端连通；

所述第三油管的顶端与所述封隔器的底端连通，所述第三油管的底端位于油层中。

2.根据权利要求1所述的管柱，其特征在于，所述气举阀为5个，包括由上至下依次设置的一级气举阀、二级气举阀、三级气举阀、四级气举阀、五级气举阀；所述第四油管为4个；

相邻的气举阀之间通过一个所述第四油管连通；所述一级气举阀的顶端与所述第一油管的底端连通，所述五级气举阀的底端与所述第二油管的顶端连通。

3.根据权利要求2所述的管柱，其特征在于，所述气举阀由不锈钢材质制成。

4.根据权利要求3所述的管柱，其特征在于，所述气举阀包括气举工作筒和位于气举工作筒侧部的阀体，所述气举工作筒与所述阀体连通；

所述阀体的侧壁设有阀孔，所述阀孔可在油井内套管段的环空区域内的气体压力下打开，以使所述气体从所述阀孔进入所述阀体内；

所述气举工作筒的两端通过丝扣的方式与其相邻的油管连通。

5.根据权利要求1所述的管柱，其特征在于，所述第二油管的顶端和底端之间还连接有伸缩管；

所述伸缩管可在外力作用下沿轴向伸缩，用于补偿所述第二油管的伸缩量。

6.根据权利要求5所述的管柱，其特征在于，所述伸缩管与所述第二油管通过丝扣方式连接；

所述伸缩管的内径与所述第二油管的内径相同。

7.根据权利要求1至6任一项所述的管柱，其特征在于，所述管柱还包括油管鞋，所述油管鞋为底部具有开口的中空结构，所述油管鞋的顶部与所述第三油管的底部连通。

8.根据权利要求1至6任一项所述的管柱，其特征在于，所述第一油管的顶端还设有油管挂，所述油管挂用于悬挂所述第一油管。

9.根据权利要求1至6任一项所述的管柱，其特征在于，所述封隔器为液压式坐封封隔器。

10.一种利用如权利要求1至9任一项所述管柱进行完井的完井方法，其特征在于，包括：

向处于压井状态的井内下入所述管柱；

解除压井状态；

坐封所述封隔器；

向所述第一油管内注入酸液，以使所述酸液从第三油管的底端流出，流入至油层中；

进行自喷采油；

自喷结束后，向油井中套管段的环空区域内注入气体，进行气举采油。