CN108019191B - 一种管柱及完井方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管柱，其中，所述管柱设在套管内，所述管柱包括丢手接头和球座，所述丢手接头包括上接头和与所述上接头相接的下接头，所述球座设有所述下接头的下端，多个封隔器沿所述下接头的轴向间隔地套设在所述下接头的周壁上，相邻两个所述封隔器之间设有开关器，所述开关器的开关动作由控制系统控制。本发明的管柱结构简单，能够实现通过一趟管柱既可实现找水、堵水，又可实现调层、测试等多项生产目的。

Description

一种管柱及完井方法

技术领域

本发明属于油田开发领域，特别涉及一种管柱及使用该管柱的完井方法。

背景技术

目前，在鄂尔多斯盆地南部共498口采用水平井分段压裂完井，但低产、低液、低效井比例较大，占开发井数的65％之多。其中，80％的水平井采用“多级滑套预置管柱”完井，水平段长(1000m左右)、钻塞后井眼通径小、台阶级数多，给后期修井、堵水或压裂二次完井工具的下入及措施工艺的实现带来了难题。故须对这些水平井进行修井和二次完井改造，从而盘活资产存量，提高油田开发效果。准备采用的主要工艺有如下两种，一种是针对低液井的二次分段压裂工艺，一种是针对高产水井的智能找堵水工艺。

二次分段压裂完井管柱从趾端到跟端的排列顺序为：球座+扶正器+可取式压裂封隔器+投球式安全滑套+可取式压裂封隔器+投球式安全滑套(2～5级)+送入管柱。

智能找堵水完井管柱从趾端到跟端的排列顺序为：盲堵+多级找堵水智能阀+找堵水封隔器+多级找堵水智能阀+找堵水封隔器(2～5级)+送入管柱。

可以看出，随着我国非常规油气藏勘探开发规模的加大，水平井将以其独特的优势成为页岩气钻完井的一种主导方式，对于水平井分段完井的各种方法应运而深，但如何更准确更精细的分段打开油藏则对现有的完井方法提出了挑战。

本发明是基于水平井先期完井后低效需要进行第二次完井的一种方法，以期改进水平井后期生产效果。

发明内容

本发明提出一种管柱及完井方法，本发明的管柱结构简单，通过本发明的管柱能够在原有完井井筒内通过二次选层封隔器用开关器打开或关闭不同油层段来进行选择性的开采，从而解决致密油气藏在第一次完井后生产过程中仍然高含水低产低效的难题，而且本发明的完井方法使用本发明的管柱进行完井，可以实现通过一趟管柱既可实现找水、堵水，又可实现调层、测试等多项生产目的。

为实现上述目的，本发明提出一种管柱，其中，所述管柱设在套管内，所述管柱包括丢手接头和球座，所述丢手接头包括上接头和与所述上接头相接的下接头，所述球座设有所述下接头的下端，多个封隔器沿所述下接头的轴向间隔地套设在所述下接头的周壁上，相邻两个所述封隔器之间设有开关器，所述开关器的开关动作由控制系统控制。

如上所述的管柱，其中，所述控制系统通过对所述套管施加波动的压力，所述开关器通过所述压力的压力波信号来改变其开关状态。

如上所述的管柱，其中，多个所述开关器中的一个所述开关器处于打开状态，其它所述开关器处于关闭状态。

如上所述的管柱，其中，所述下接头的周壁上设有四个所述封隔器。

如上所述的管柱，其中，所述开关器与其下端的所述封隔器之间设有扶正器。

如上所述的管柱，其中，所述球座为单向流凡尔球座。

本发明还提出一种完井方法，其中，完井过程中使用如上所述的管柱，所述完井方法包括以下步骤：

S1)：下入所述管柱；

S2)：坐封所述管柱的封隔器，分离所述管柱的丢手接头的上接头和下接头，起出所述上接头并下泵；

S3)：找水过程：通过所述管柱来确定各个油层的含水量；

S4)：堵水过程：根据各个所述油层的含水量来确定选择仅对一个所述油层进行开采。

如上所述的完井方法，其中，在步骤S3)中，通过控制系统来控制不同所述油层所对应的开关器的开关状态来实现确定各个油层的含水量。

如上所述的完井方法，其中，所述控制系统通过对套管施加波动的压力，所述开关器通过所述压力的压力波信号来改变其开关状态。

如上所述的完井方法，其中，在步骤S4)之后还存在步骤S5)，

S5)：调层生产：被开采的所述油层开采完毕后，选择其它所述油层中的一个所述油层进行开采。

本发明的管柱结构简单，解决致密油气藏在第一次完井后生产过程中仍然高含水低产低效的难题，而且使用本发明的管柱进行完井，可以实现通过一趟管柱既可实现找水、堵水，又可实现调层、测试等多项生产目的，本发明的完井方法操作简单，能够提高开采效率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明的管柱的结构示意图；

图2为本发明的完井方法的流程图。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围，下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1至图2分别为本发明的管柱的结构示意图、完井方法的流程图。

实施方式一

如图1所示，本发明的管柱设置在套管1内，该管柱包括丢手接头2和球座3，丢手接头2包括上接头和下接头，上接头和下接头的结构为本领域人员所熟知，在此不再赘述，其中，球座3设置在丢手接头2的下接头的下端(图1中的右端指的是下接头的下端，图1中的左端为丢手接头2的上端)，多个封隔器4沿丢手接头2的轴向间隔地套设在下接头的周壁上，相邻的两个封隔器4(或称为层段封隔器4)之间设有开关器5，该开关器5(或称为多级层段开关器5或层段开关器5)的开关动作由控制系统控制。

具体的，本发明的套管1是与各个储油层具有一定连通方式的套管，在一具体实施方式中，本发明的下接头的周壁上设有四个封隔器4，四个封隔器4由第一封隔器41、第二封隔器42、第三封隔器43和第四封隔器44构成，第一封隔器41和第二封隔器42之间对应第一油层61，第二封隔器42和第三封隔器43之间对应第二油层62，第三封隔器43和第四封隔器44之间对应第三油层63，通过坐封第一封隔器41、第二封隔器42、第三封隔器43和第四封隔器44实现四个油层6的油在套管1内的断开，其中，第一封隔器41和第二封隔器42之间的第一开关器51对应第一油层61，第二封隔器42和第三封隔器43之间的第二开关器52对应第二油层62，第三封隔器43和第四封隔器44之间的第三开关器52对应第三油层62，通过四个封隔器4和三个开关器5实现开采不同的四个油层，在本实施例中，球座3为单向流凡尔球座。

在本发明中，控制系统对套管1施加波动的压力(或称为打压)，开关器5根据其接收到的压力波信号按指令要求产生相应的开关动作，达到任意选层生产的目的，并且在本发明中，通过控制系统实现三个开关器5中的一个开关器5处于打开状态，其他两个开关器5处于关闭状态，即只有其中一个开关器5处于打开状态。

进一步地，开关器5与其下端的封隔器4之间设有扶正器7，从而实现管柱导向和扶正的效果。

本发明的管柱(或称为完井管柱、智能找水管柱或找堵水丢手管柱)根据后期生产和修井要求可以起出井筒内，亦可重复下入完井；本发明的管柱中所使用的层段封隔器4可以坐封和解封的封隔器，保障管柱后期可以起出套管1内；层段开关器5是一种可以反复开关的开关器，多级层段开关器5是通过液压编码来实现开启或关闭井液通道的目的；以及本发明的管柱可以实现水平井层段找水、堵水生产，亦可满足油井产液剖面测试调层生产。

本发明的管柱结构简单，能够实现通过一趟管柱既可实现找水、堵水，又可实现调层、测试等多项生产目的。

实施方式二

如图2所示，本发明的完井方法针对致密油井第一次完井后生产高含水需找出产水层段或相对高含水层段的低效井，本发明的完井方法在完井过程中使用具体实施方式一中的管柱，本发明的完井方法包括以下步骤：

首先在低效井管内下入带封隔器及开关器的二次完井管柱，通过第二次下入的完井管柱堵住相对产水层段，打开产油层或相对低含水层段，下入泵抽管柱(泵抽管柱下入到何位置)完井生产

S1)：下入本发明的管柱；

S2)：坐封管柱的封隔器，分离管柱的丢手接头2的上接头和下接头，起出丢手接头2的上接头并下泵；

S3)：找水过程：通过本发明的管柱来确定各个油层的含水量；

S4)：堵水过程：根据各个油层的含水量来确定选择仅对一个油层进行开采。

具体的，在步骤S1)中，根据井况参数设计找堵水丢手管柱，利用层段封隔器4将各个油层6卡开，在每一油层6位置串接一个层段开关器5，一起随管柱下入井中。

在步骤S2)中，首先从油管憋压坐封层段开关器5，投球加压实现丢手接头2的上接头和下接头之间分离，起初丢手接头2的上接头并下泵生产。

在步骤S3)中，找水过程：通过控制系统对套管1进行打压，也即施加波动的压力，实现井下层段开关器5智能换层生产，井下各个智能层段开关器5按程序设定的时间表运行，在规定的时间打开或关闭油层。地面人员通过计量化验确定出各层的流体性质，得到该层的流量、含水率等数据，从而确定各个油层的储油量及含水量等情况。具体的，在本步骤中，控制系统对套管1施加波动的压力，智能层段开关器5根据检测到的压力波信号产生相应的开关动作，本发明的开关器5为根据压力寻码指令能够打开或关闭的开关器，进一步的，根据控制系统实现只有其中一个开关器5处于打开状态，其他开关器5处于关闭状态，在本实施例中，控制系统使第一开关器51处于打开状态时，第二开关器52和第三开关器53处于关闭状态，从而确定第一油层61中油的含水率；控制系统使第二开关器52处于打开状态时，第一开关器51和第三开关器53处于关闭状态，从而确定第二油层61中油的含水率；控制系统使第三开关器51处于打开状态时，第一开关器51和第二开关器52处于关闭状态，从而确定第三油层63中油的含水率，三个开关器5都处于关闭状态，第四油层64中油球座3实现开采，从而确定第四油层64中油的含水率。

在步骤S4)中，当各油层6的产液状态确定后，技术人员确定选层开采方案。井下智能层段开关器3接收并识别压力编码指令后，按指令要求产生动作，达到任意选层生产的目的，也即在本步骤中，根据步骤S3)中对各油层确定的含水率，通过在第一次完井之后下入的本发明的管柱堵住相对产水层段(含水率高的层段)，打开产油层或相对低含水层段，下入泵抽管柱进行完井生产，从而实现提高水平井的开采效率。

进一步在步骤S4)之后还存在步骤S5)，步骤S5)为：调层生产，即被开采的油层开采完毕后，选择其它油层中的一个油层进行开采，也即对含水率第二低的层段进行开采，从而综合利用各个油层，提高开采的价值，并使资源得到充分的开采，避免浪费资源的现象。

具体的，步骤S5)为再次调层：当需要再次调层时，地面重复步骤S4)的操作，层段开关器5根据监测到的压力波指令信号，产生动作，从原来的状态改变到新的状态，即关闭含水率最低层段所对应的开关器5，打开含水率第二低层段所对应的开关器5，从而实现换层开采。

本发明的完井方法的工艺程序可多次重复操作，在套管1内找准出水层段和产油层段，进而关闭产水层段选择性打开产油层段，实现低效油井二次完井生产的需求。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法。虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种完井方法，其特征在于，在完井过程中使用管柱，所述管柱设在套管内，所述管柱包括丢手接头和球座，所述丢手接头包括上接头和与所述上接头相接的下接头，所述球座设有所述下接头的下端，多个封隔器沿所述下接头的轴向间隔地套设在所述下接头的周壁上，相邻两个所述封隔器之间设有开关器，所述开关器的开关动作由控制系统控制；

所述完井方法包括以下步骤：

S1)：下入所述管柱；

S2)：坐封所述管柱的封隔器，分离所述管柱的丢手接头的上接头和下接头，起出所述上接头并下泵；

S3)：找水过程：通过所述管柱来确定各个油层的含水量；

S4)：堵水过程：根据各个所述油层的含水量来确定选择仅对一个所述油层进行开采；

其中，所示控制系统使多个所述开关器中只有一个所述开关器处于打开状态。

2.如权利要求1所述的完井方法，其特征在于，所述控制系统通过对所述套管施加波动的压力，所述开关器通过所述压力的压力波信号来改变其开关状态。

3.如权利要求1所述的完井方法，其特征在于，所述下接头的周壁上设有四个所述封隔器。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的完井方法，其特征在于，所述开关器与其下端的所述封隔器之间设有扶正器。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的完井方法，其特征在于，所述球座为单向流凡尔球座。

6.如权利要求1所述的完井方法，其特征在于，在步骤S3)中，通过控制系统来控制不同所述油层所对应的开关器的开关状态来实现确定各个油层的含水量。

7.如权利要求6所述的完井方法，其特征在于，所述控制系统通过对套管施加波动的压力，所述开关器通过所述压力的压力波信号来改变其开关状态。

8.如权利要求1或6或7所述的完井方法，其特征在于，在步骤S4)之后还存在步骤S5)，

S5)：调层生产：被开采的所述油层开采完毕后，选择其它所述油层中的一个所述油层进行开采。

Images