CN107387020B - 一种两气共采装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两气共采装置,包括套管、第一油管、第二油管和桥塞。在煤层气井排采作业时,对致密砂岩层进行射孔,利用桥塞将致密砂岩气产层或者页岩气产层与煤层气产层进行封隔;对煤层气产层进行射孔;向套管内依次下入第二油管和设置有抽油杆的第一油管。由“三抽”人工举升系统,对煤层气产层进行排水,待煤层气储层达到解吸压力后,煤层气从第一油管与套管的环空排出,实现产气;第二油管对致密砂岩层进行致密砂岩气排采或者对页岩层进行页岩气排采。本方案提供的两气共采装置能够保证不同产层之间不发生串流,采气不发生气锁,实现对埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采,有效提高煤系气井的产气量,加大了开发的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气开采技术领域,特别涉及一种两气共采装置。
背景技术
煤层气的开采是一个排水降压采气的过程,通过排出井筒周围的地层产出水使井底压力降低至煤层气的解吸压力,使煤层气解吸并产出,通常煤层气层压力较低;致密砂岩气的开采是一个自降压产气的过程,通过压力释放使致密砂岩气从致密砂岩中解吸出来,通常致密砂岩气层压力较高,埋藏较深;页岩气的开采与致密砂岩气基本一致,从泥页岩中产出。
致密砂岩层与页岩层均埋藏较深,而煤层产水多且低压低渗透,在使用常用的共采结构进行开采时,会出现煤层产水淹井,单井开发效益低。
现有技术中,没有一种井下结构能够适用于煤层气与致密砂岩气或者煤层气与页岩气的共采,对埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采工艺实现造成了较大的阻碍。
因此,如何实现埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种两气共采装置,以实现埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种两气共采装置,包括:
套管,所述套管的下端依次穿过煤层和致密砂岩层或者所述套管的下端依次穿过煤层和页岩层,所述套管的上端位于地面以上,所述套管上设置有用于供煤层气排出的第一出气口;
设置在所述套管内的第一油管,所述第一油管内设置有抽油杆,所述第一油管上设置有出液口;
设置在所述套管内的第二油管,所述第二油管上设置有用于供所述致密砂岩层的致密砂岩气或者所述页岩层的页岩气排出的第二出气口;
用于封隔所述煤层与所述致密砂岩层或者用于封隔所述煤层与所述页岩层的桥塞,所述第二油管的下端穿过所述桥塞。
优选的,在上述两气共采装置中,还包括:
用于将所述套管、所述第一油管和所述第二油管固定于地面之上的井口装置。
优选的,在上述两气共采装置中,所述井口装置为双管柱井口装置,所述井口装置包括:
用于驱动所述抽油杆运动的井口驱动装置;
套设在所述井口驱动装置外的壳体,所述第一油管的出液口位于所述壳体的上端面,所述第一出气口开设在所述壳体上,所述第一出气口与所述第一油管和所述套管之间的环空连通,所述壳体上开设有所述第二出气口,所述第二出气口与所述第二油管管路连通;
设置在所述壳体的下端有用于悬挂所述套管的套管挂;
设置在所述壳体内用于悬挂所述第一油管的第一油管挂;
设置在所述壳体内用于悬挂所述第二油管的第二油管挂。
优选的,在上述两气共采装置中,所述第一油管与所述套管同轴布置,所述第二油管与所述套管偏心布置。
优选的,在上述两气共采装置中,所述第一油管的下端设置有第一筛管,所述第一筛管下端设置有第一堵丝,所述第二油管的下端设置有第二筛管,所述第二筛管的下端设置有第二堵丝。
优选的,在上述两气共采装置中,所述桥塞为可取式桥塞。
优选的,在上述两气共采装置中,所述第二油管为直管。
优选的,在上述两气共采装置中,所述第二油管为弯管,所述弯管包括第一竖直段、与所述第一竖直段连通的过渡段和与所述过渡段连通的第二竖直段,所述第二竖直段与所述桥塞同轴布置,所述过渡段位于所述第一油管的下端。
从上述技术方案可以看出,本发明提供的两气共采装置,包括套管、第一油管、第二油管和桥塞。本方案适用于煤层气与致密砂岩气或者煤层气与页岩气的同井筒多层分压共采的井下管柱结构设计。在煤层气井开始排采作业时,首先对致密砂岩层进行射孔,利用桥塞将致密砂岩气产层与煤层气产层或者页岩气产层与煤层气产层进行封隔;然后对煤层气产层进行射孔;最后,向套管内依次下入第二油管和设置有抽油杆的第一油管。由“三抽”人工举升系统,对煤层气产层进行排水,待煤层气储层达到解吸压力后,煤层气从第一油管与套管的环空排出,实现产气;第二油管对致密砂岩层进行致密砂岩气排采或者对页岩层进行页岩气排采。本方案提供的两气共采装置能够保证不同产层之间不发生串流,采气不发生气锁,实现对埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采,有效提高煤系气井的产气量,加大了开发的经济效益。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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为本发明第一个实施例提供的两气共采装置的结构示意图;
图2为本发明第二个实施例提供的两气共采装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的井口装置的结构示意图。
1、套管,11、第一出气口,2、第一油管,21、出液口,3、抽油杆,4、第二油管,41、第二出气口,5、井口装置,51、井口驱动装置,52、壳体,53、套管挂,54、第一油管挂,55、第二油管挂,6、筛管,7、桥塞,8、第一堵丝,9、第二筛管,10、第二堵丝。
具体实施方式
本发明公开了一种两气共采装置,以实现埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采。
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,所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-图3,图1为本发明第一个实施例提供的两气共采装置的结构示意图;图2为本发明第二个实施例提供的两气共采装置的结构示意图;图3为本发明实施例提供的井口装置的结构示意图。
本发明公开了一种两气共采装置,包括套管1、第一油管2、第二油管4和桥塞7。
本方案适用于煤层气与致密砂岩气或者煤层气与页岩气同井筒多层分压共采的井下管柱结构设计。
套管1的下端依次穿过煤层和致密砂岩层或者套管1的下端依次穿过煤层和页岩层,即套管1穿过两个气层,套管1的下端位于致密砂岩层或者页岩层,套管1的中部位于煤层。
套管1的上端位于地面以上,套管1上设置有用于供煤层气排出的第一出气口11。
第一油管2设置在套管1内,第一油管2与套管1之间形成环空,该环空供煤层气通过。
第一油管2内设置有抽油杆3,抽油杆3与抽油机和抽油泵组成传统“三抽”人工举升系统,实现煤层气的排水产气,第一油管2上设置有出液口21,用于排出的水通过出液口21排出,产出的气通过第一出气口11排出。
第二油管4也设置在套管1内,致密砂岩层情况下,第二油管4的下端穿过煤层进入煤层与致密砂岩层之间的空间,用于采集致密砂岩气,第二油管4上设置有用于供致密砂岩气排出的第二出气口41;页岩层情况下,第二油管4的下端穿过煤层进入煤层页岩层之间的空间,用于采集页岩气,第二油管4上设置有用于供页岩气排出的第二出气口41。第二出气口41排出的气体为高压气。
致密砂岩层情况下,桥塞7用于封隔煤层与致密砂岩层,页岩层情况下,桥塞7用于封隔所述煤层与所述页岩层,即桥塞7实现对不同产层的分割分离,使第二油管4构成密砂岩气或页岩气的排气通道。
第二油管4的下端穿过桥塞7,同时桥塞7实现第二油管4的固定,不需要再设置其他用于固定第二油管4的装置,简化了两气共采装置的结构。
在煤层气井排采作业时,首先对致密砂岩层进行射孔,利用桥塞7将致密砂岩气产层煤层气产层进行封隔或者页岩气产层与煤层气产层进行封隔;
然后对煤层气产层进行射孔;
最后,向套管1内依次下入第二油管4和设置有抽油杆3的第一油管2。
由“三抽”人工举升系统,对煤层气产层进行排水,待煤层气储层达到解吸压力后,煤层气从第一油管2与套管1的环空排出,实现产气;第二油管4对致密砂岩层进行致密砂岩气排采或者对页岩层进行页岩气排采。
本方案提供的两气共采装置能够保证不同产层之间不发生串流,采气不发生气锁,实现对埋藏深度不同及产气机理不同的两气的共采,有效提高煤系气井的产气量,加大了开发的经济效益,且简化了排采后分离加工的工序。
本方案提供的两气共采装置,通过第一油管2内环空、第一油管2与套管1间的环空及第二油管4内环空分别排采煤层产水、煤层产气和致密砂岩气(或者页岩气),实现了煤层气与致密砂岩气或者煤层气与页岩气的共采。在两气共采装置排采作业时,地面装置提供动力驱动抽油杆3将煤层产出水排出至地面,当煤层气储层达到解吸压力后,煤层产出的气体通过第一油管2与套管1间的环空依靠井内自身压力从第一出气口11出井,而致密砂岩气或者页岩气在排采时以井下压力为动力,通过第二油管4内环空由第二出气口41出井,从而实现煤层气与致密砂岩气(或者页岩气)的共采。
当“三抽”人工举升系统因煤粉卡泵或是需要小修检测时,以桥塞7为基面,在桥塞7以上实施各种小修作业,不影响致密砂岩气层或者页岩气层的开采作业。
本方案提供的两气共采装置还包括井口装置5。井口装置5位于地面以上,用于实现对套管1、第一油管2和第二油管4的上端在地面之上的固定。
在本方案的一个具体实施例中,井口装置5为双管柱井口装置。
井口装置5包括驱动装置51、壳体52、套管挂53、第一油管挂54和第二油管挂55。
井口驱动装置51用于驱动抽油杆3做机械运动,为抽油杆3提供运动动力。在本方案的一个具体实施例中,井口驱动装置51为螺杆泵。
壳体52套设在井口驱动装置51外,对井口驱动装置51起到保护作用。
壳体52上开设有第一油管2的出液口21配合的开口,该开口用于实现第一油管2的安装和液体的排出;
壳体52上开设有第一出气口11,第一出气口11与第一油管2和套管1之间的环空连通,第一出气口11直接外界管路连通;
壳体52上开设有第二出气口41,第二出气口41与第二油管4管路连通。
套管挂53设置在壳体52的下端,用于悬挂套管1,实现套管1通过井口装置5在井口的固定。
第一油管挂54设置在壳体52内,用于悬挂第一油管2,实现第一油管2通过井口装置5在井口的固定;
第二油管挂55设置在壳体52内,用于悬挂第二油管4,实现第二油管4通过井口装置5在井口的固定。
在本方案的一个具体实施例中,第一油管2与套管1同轴布置,第二油管4与套管1偏心布置。“三抽”人工举升系统排采煤层产液,煤层的产气由第一油套与套管1环空通道排出,而致密砂岩层或者页岩层产水较少,通过高压气进入第二油管4携液产出,通过分压排采的方式解决了煤系地质特征带来的问题,同时大大提高了煤系气开采的经济效益。
该种布置方式有效利用了井下空间,实现了两气共采。
为了进一步优化上述技术方案,第一油管2的下端设置有第一筛管6,第一筛管6用于过滤固体颗粒,减少对“三抽”人工举升系统阻塞,降低维修次数。第二油管4的下端设置有第二筛管9,第二筛管9用于过滤固体颗粒,减少对第二油管4阻塞,降低维修次数。
第一筛管6的下端设置有第一堵丝8,第二筛管9的下端设置有第二堵丝10。
优选的,桥塞7为可取式桥塞。
如图1所示,第二油管4为直管,第二油管4与桥塞7偏心布置,第二油管4为直管,能够降低第二油管4的安装难度。
如图2所示,第二油管4为弯管,弯管包括第一竖直段、与第一竖直段连通的过渡段和与过渡段连通的第二竖直段,第二竖直段与桥塞7同轴布置,过渡段位述第一油管2的下端。
第二油管4的设计不限于上述两种方式,具体选用哪种方式由本领域技术人员根据需要进行选择。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种两气共采装置,其特征在于,包括:
套管(1),所述套管(1)的下端依次穿过煤层和致密砂岩层或者所述套管(1)的下端依次穿过煤层和页岩层,所述套管(1)的上端位于地面以上,所述套管(1)上设置有用于供煤层气排出的第一出气口(11);
设置在所述套管(1)内的第一油管(2),所述第一油管(2)与所述套管(1)之间形成环空,该环空供煤层气通过;所述第一油管(2)内设置有抽油杆(3),所述第一油管(2)上设置有出液口(21),用于排出的水通过所述出液口(21)排出,产出的气通过所述第一出气口(11)排出;
设置在所述套管(1)内的第二油管(4),所述第二油管(4)上设置有用于供所述致密砂岩层的致密砂岩气或者所述页岩层的页岩气排出的第二出气口(41);致密砂岩层情况下,所述第二油管(4)的下端穿过煤层进入煤层与致密砂岩层之间的空间,用于采集致密砂岩气;页岩层情况下,所述第二油管(4)的下端穿过煤层进入煤层页岩层之间的空间,用于采集页岩气;
用于封隔所述煤层与所述致密砂岩层或者用于封隔所述煤层与所述页岩层的桥塞(7),所述第二油管(4)的下端穿过所述桥塞(7)。
2.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,还包括:
用于将所述套管(1)、所述第一油管(2)和所述第二油管(4)固定于地面之上的井口装置(5)。
3.根据权利要求2所述的两气共采装置,其特征在于,所述井口装置(5)为双管柱井口装置,所述井口装置(5)包括:
用于驱动所述抽油杆(3)运动的井口驱动装置(51);
套设在所述井口驱动装置(51)外的壳体(52),所述壳体(52)上开设有与所述第一油管(2)的出液口(21)配合的开口,所述第一出气口(11)开设在所述壳体(52)上,所述第一出气口(11)与所述第一油管(2)和所述套管(1)之间的环空连通,所述壳体(52)上开设有所述第二出气口(41),所述第二出气口(41)与所述第二油管(4)管路连通;
设置在所述壳体(52)的下端有用于悬挂所述套管(1)的套管挂(53);
设置在所述壳体(52)内用于悬挂所述第一油管(2)的第一油管挂(54);
设置在所述壳体(52)内用于悬挂所述第二油管(4)的第二油管挂(55)。
4.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,所述第一油管(2)与所述套管(1)同轴布置,所述第二油管(4)与所述套管(1)偏心布置。
5.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,所述第一油管(2)的下端设置有第一筛管(6),所述第一筛管(6)下端设置有第一堵丝(8),所述第二油管(4)的下端设置有第二筛管(9),所述第二筛管(9)的下端设置有第二堵丝(10)。
6.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,所述桥塞(7)为可取式桥塞。
7.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,所述第二油管(4)为直管。
8.根据权利要求1所述的两气共采装置,其特征在于,所述第二油管(4)为弯管,所述弯管包括第一竖直段、与所述第一竖直段连通的过渡段和与所述过渡段连通的第二竖直段,所述第二竖直段与所述桥塞(7)同轴布置,所述过渡段位于所述第一油管(2)的下端。
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2017
- 2017-08-30 CN CN201710778902.1A patent/CN107387020B/zh active Active
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