CN108252685B - 一种永久式完井管柱的延伸气举方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永久式完井管柱的延伸气举方法，属于排水采气领域。该方法包括：对生产油管通井、射孔，以在其位于永久式封隔器两端的管体上形成上射孔点和下射孔点；利用连续油管向生产油管内下入包括自上而下顺次连接的丢手工具、上封隔器、气举油管、下封隔器和球座的延伸气举管柱，使上、下射孔点位于上、下封隔器之间；向连续油管内投入钢球座封球座，打压使上、下封隔器同时坐封到生产油管内，继续打压将球座打入井底；断开丢手工具和连续油管的连接，起出连续油管；向生产套管内注气，注入的气体依次通过永久式封隔器上方的油套环空，上射孔点、气举油管和生产油管的环空、下射孔点、永久式封隔器下方的油套环空，将井底积液举升至地面。

Description

一种永久式完井管柱的延伸气举方法

技术领域

本发明涉及排水采气工艺领域，特别涉及一种永久式完井管柱的延伸气举方法。

背景技术

在油气开发过程中，通常利用气井将地下产层中的油气开采出来，然而当将气井开发到中后期时，气井井筒及井底附近地层积液过多或产水严重，此时需要对气井进行排水采气，使气井恢复正常生产。可见，提供一种排水采气工艺十分必要。

现有技术提供的排水采气工艺分为机械工艺和物理化学工艺，其中机械工艺又包括管柱排水采气工艺、气举排水采气工艺、电潜泵排水采气工艺、机抽排水采气工艺；而物理化学工艺多为泡沫排水采气工艺。以气举排水采气工艺举例来说，其通过气举管柱，从地面将高压天然气注入停喷的气井中，利用气体的能量举升井筒中的液体，从而将井底积液举升至地面，达到排水采气的目的，进而使气井恢复正常生产。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

对于高温、高压、高含硫的“三高”气井，由于其地下储层的上述特殊性，以及基于对套管保护的目的，通常采用永久式封隔器进行完井作业，并使用带有该永久式封隔器的生产管柱(又称永久式完井管柱)进行天然气开采。在不修井的前提下，利用现有技术提供的排水采气工艺无法实现对该类“三高”气井的排水采气。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种在不修井的前提下，来对高温、高压、高含硫的“三高”气井进行排水采气的永久式完井管柱的延伸气举方法。

一种永久式完井管柱的延伸气举方法，所述方法包括：步骤a、对目标气井的永久式完井管柱的生产油管进行通井作业，然后对所述生产油管进行射孔，以在所述生产油管位于永久式封隔器两端的管体四周分别形成上射孔点和下射孔点；

步骤b、利用连续油管向所述生产油管内下入延伸气举管柱，所述延伸气举管柱包括自上而下顺次连接的丢手工具、上封隔器、气举油管、下封隔器、球座，使所述上射孔点和下射孔点位于所述上封隔器和所述下封隔器之间；

步骤c、向所述连续油管内投入钢球，使所述钢球座封到所述球座上，然后打压使所述上封隔器和所述下封隔器同时坐封到所述生产油管内，继续打压直至将所述球座和所述钢球打入井底；

步骤d、断开所述丢手工具和所述连续油管之间的连接，起出所述连续油管；

步骤e、向所述永久式完井管柱的生产套管内注气，注入的气体依次通过所述永久式封隔器上方的油套环空，所述上射孔点、所述气举油管和所述生产油管的环空、所述下射孔点、所述永久式封隔器下方的油套环空，进而将井底积液举升至地面。

具体地，作为优选，所述步骤a中，所述永久式封隔器与所述上射孔点和所述下射孔点的之间的距离均为8米-12米。

具体地，作为优选，所述上射孔点和所述下射孔点均绕所述生产油管排布成螺旋状。

具体地，作为优选，所述上射孔点和所述下射孔点的孔径均为5-7mm。

具体地，作为优选，所述步骤b中，在向所述生产油管内下入所述延伸气举管柱之前，对所述生产油管的内壁进行刮削处理，以使所述生产油管内壁平滑。

具体地，作为优选，对所述生产油管的上部管口至位于所述永久式封隔器以下至少50m的管体内壁进行所述刮削处理。

具体地，作为优选，所述上封隔器为悬挂式封隔器；

所述下封隔器为自验封封隔器；

并且，所述悬挂式封隔器和所述自验封封隔器均通过内卡瓦连接器与所述气举油管连接。

具体地，作为优选，将所述延伸气举管柱下入所述生产油管内时的速度为20m/min-30m/min。

具体地，作为优选，利用连续油管深度计数器来测量所述延伸气举管柱的入井深度，从而使所述上射孔点和下射孔点位于所述上封隔器和所述下封隔器之间。

具体地，作为优选，所述丢手工具包括：与所述连续油管连接的连接部、与所述上封隔器连接的丢手部、以及连接所述连接部和所述丢手部的剪切销钉；

向所述连续油管内投球，使球座封所述丢手部，打压直至剪断所述剪切销钉，使所述丢手部和所述连接部分离，以断开所述丢手工具的所述丢手部和所述连续油管之间的连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的方法通过在永久式完井管柱的生产油管上射孔，向其内下入延伸气举管柱并使气举油管座封到生产油管内，同时使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间，从而使注入套管内的气体能绕过永久式封隔器延伸至油管鞋(原生产管柱的底部)，从而将井底积压通过生产油管和气举油管举升至地面，达到排水采气的目的，进而使目标气井恢复正常生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的将延伸气举管柱座封在生产油管内后，进行延伸气举的作业示意图。

附图标记分别表示：

1 气举油管，

2 上封隔器，

3 下封隔器，

4 生产油管，

401 上射孔点，

402 下射孔点，

5 永久式封隔器，

6 生产套管，

7 安全阀。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了能实现在不修井的前提下，对高温、高压、高含硫的“三高”气井进行排水采气，本发明实施例提供了一种永久式完井管柱的延伸气举方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、对目标气井的永久式完井管柱的生产油管进行通井作业，然后对该生产油管进行射孔，以在生产油管位于永久式封隔器两端的管体四周分别形成上射孔点和下射孔点。

步骤2、利用连续油管向生产油管内下入延伸气举管柱，该延伸气举管柱包括自上而下顺次连接的丢手工具、上封隔器、气举油管、下封隔器、球座，使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间。

步骤3、向连续油管内投入钢球，使该钢球座封到球座上，然后打压使上封隔器和下封隔器同时坐封到生产油管内，继续打压直至将球座和钢球打入井底。

步骤4、断开丢手工具和连续油管之间的连接，起出连续油管。

步骤5、向永久式完井管柱的套管内注气，注入的气体依次通过永久式封隔器上方的油套环空，上射孔点、气举油管和生产油管的环空、下射孔点、永久式封隔器下方的油套环空，进而将井底积液举升至地面。

本发明实施例提供的方法通过在永久式完井管柱的生产油管上射孔，向其内下入延伸气举管柱并使气举油管座封到生产油管内，同时使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间，从而使注入套管内的气体能绕过永久式封隔器延伸至油管鞋(原生产管柱的底部)，从而将井底积压通过生产油管和气举油管举升至地面，达到排水采气的目的，进而使目标气井恢复正常生产。

以下将对上述各个步骤给予详细介绍：

对于步骤1来说，其通过对目标气井的永久式完井管柱的生产油管进行通井作业，以消除其变形，保证生产油管畅通无阻，从而确保后续各个作业的顺利进行。具体地，该通井作业通过向生产油管内下入通井工具串来进行，通井工具串对于本领域技术人员为常见的，举例来说，其包括自上而下螺纹连接的绳帽电缆头、磁定位测试仪(CCL，用于测量油管和套管接箍位置)、加重杆、通井规。作为优选，对上述生产油管通井至永久式封隔器所在位置以下100m处，特别地，在生产油管位于永久式封隔器上、下100m之间的管体内连续通多次，例如3次、4次等，以确保生产油管内部畅通无阻。进一步地，为了使通井作业稳定可控，控制上述通井作业的速度为10m/min-20m/min，例如10m/min、12m/min、15m/min、18m/min、19m/min等。

待通井作业完成后，步骤1对该生产油管进行射孔，具体地通过向生产油管内下入射孔工具串来进行上述射孔作业，该射孔工具串为本领域技术人员所常见的，举例来说，其包括自井口处自上而下顺次螺纹连接的绳帽电缆头、磁定位测试仪、加重杆、射孔枪。在射孔作业时，为了保证在生产油管位于永久式封隔器两端的管体四周分别形成上射孔点和下射孔点，首先在永久式封隔器下端连接的第一根生产油管的管体上射孔，然后再在永久式封隔器上端连接的第一根生产油管的管体上射孔。为了确保射孔作业可控，使每次射孔的有效孔数为5孔。其中，利用绳帽电缆头来连接下井电缆，以操作该射孔工具串的上下运动；利用磁定位测试仪来测量油管的接箍位置，确保射孔点不会形成在该接箍位置处。利用加重杆来确保该射孔工具串的上下运动顺利进行，防止下井电缆打结。

在上述射孔作业中，在保证上射孔点和下射孔点位于永久式封隔器两端的前提下，为了确保注入的气体能快速通过这些射孔点延伸至油管鞋，永久式封隔器与上射孔点和下射孔点的之间的距离均为8米-12米，例如10米，并且射孔点的位置的选择应避开接箍。

作为优选，为了使注入的气体能均匀地从生产油管中进出，保证注气效率，该上射孔点和下射孔点均绕生产油管排布成螺旋状，并且相邻两个射孔点之间的间距相等。进一步地，为了使气体顺利进入，同时保证井下压力等不会受这些射孔点的影响，这些上射孔点和下射孔点的孔径均为5-7mm，例如5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm等。

待步骤1完成后，继续进行步骤2所述的下入延伸气举管柱，作为优选，在在向生产油管内下入延伸气举管柱之前，对生产油管的内壁进行刮削处理，以除去生产油管内壁上粘附的垢、蜡、射孔点处形成的毛刺以及其他杂质，以使生产油管内壁平滑，以便于后续延伸气举管柱的下入作业顺利进行。具体地，通过利用连续油管向生产油管内下入油管刮削管柱来进行上述刮削处理，该油管刮削管柱对于本领域技术人员来说为常见的，举例来说，其包括自井口处自上而下顺次连接的连续油管、接头、循环阀和油管刮削器，其中，连续油管和接头优选采用压接方式，而接头、循环阀和油管刮削器之间采用螺纹连接方式。采用循环阀的作用是：如果遇到井内卡、阻，通过连续油管内注入液体或者氮气进行循环，将井内脏污循环到井口，保证油管刮削器顺利下入到永久式封隔器下部100米处。

为了确保上述刮削作业的可控性以及刮削质量，使油管刮削管柱下入的速度控制在10m/min-20m/min，例如10m/min、12m/min、15m/min、18m/min、19m/min等。作为优选，为了确保上封隔器和下封隔器能稳固地座封到生产油管内部，本发明实施例对生产油管的上部管口至位于永久式封隔器以下至少50m的管体内壁进行刮削处理。

待上述刮削作业完成之后，步骤2利用连续油管向生产油管内下入延伸气举管柱，该延伸气举管柱包括自上而下顺次连接的丢手工具、上封隔器、气举油管、下封隔器、球座，使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间。其中，使用丢手工具以便于在上封隔器和下封隔器座封完毕后，断开其与连续油管的连接，使该延伸气举管柱座封到生产油管内进行后续的气举作业。通过使用上封隔器和下封隔器以将气举油管座封到生产油管中，并使气举油管和生产油管之间的环空可通过上射孔点和下射孔点与油套环空实现连通。其中，本发明实施例所述的油套环空指的是目标气井的永久式完井管柱的生产套管和生产油管之间的环空。通过使用球座以实现将两个封隔器顺利座封。通过使用气举油管来为注入气体提供绕开永久式封隔器的通道，其中，该气举油管的内径比生产油管的内径优选小25-30mm。并且，该气举油管的长度优选稍大于上射孔点与下射孔点之间的距离，只要能实现上射孔点和下射孔点位于设置在其两端的上封隔器和下封隔器之间即可。

作为一种优选的实施方式，该上封隔器为悬挂式封隔器；下封隔器为自验封封隔器；并且，悬挂式封隔器和自验封封隔器均通过内卡瓦连接器与气举油管连接。通过将上封隔器设置成悬挂式封隔器，悬挂式封隔器为双向卡瓦单胶筒设计，其效果有二方面，第一、承受延伸气举管柱自重以及气举过程中气液混合流体的上顶力，第二、封住上射孔点之上油管与延伸气举管柱之间的环形空间。通过将下封隔器设置成自验封封隔器，自验封封隔器为双胶筒设计，其效果有二方面，第一、座封完成后，通过自验封封隔器双胶筒之间的验封孔，验证自验封封隔器是否座封成功；第二、封住下射孔点之下油管与延伸气举管柱之间的环形空间。

并且，基于它们分别为悬挂式封隔器和自验封封隔器的前提下，由于延伸气举管柱中的气举油管采用连续油管，连续油管无螺纹扣，内卡瓦连接器一端为螺纹扣，另一端为卡瓦，采用内卡瓦连接器可以将连续油管与悬挂式封隔器和自验封封隔器连接在一起，又能保证延伸气举管柱整体的外径尺寸。为了确保延伸气举管柱的顺利组装，使用内卡瓦连接器来将它们分别与气举油管连接，即延伸气举管柱包括自上而下顺次连接的丢手工具、悬挂式封隔器、内卡瓦连接器、气举油管、内卡瓦连接器、自验封封隔器、球座。具体地，丢手工具与悬挂式封隔器螺纹连接，悬挂式封隔器与内卡瓦连接器螺纹连接，内卡瓦连接器与气举油管采用卡瓦式连接，其效果是既能保证气举油管与封隔器的连接，又能保证延伸气举管柱整体外径尺寸，内卡瓦连接器与自验封封隔器螺纹连接，自验封封隔器与球座螺纹连接。

为了确保延伸气举管柱能准确下入，以使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间，将延伸气举管柱下入生产油管内时的速度为20m/min-30m/min，例如20m/min、22m/min、25m/min、28m/min、29m/min等。为了进一步确保伸气举管柱能准确下入，本发明实施例利用连续油管深度计数器来测量延伸气举管柱的入井深度，从而使上射孔点和下射孔点位于上封隔器和下封隔器之间。其中，连续油管深度计数器又称连续油管深度计数装置，其为本领域所常见的，举例来说，中国专利文献CN202157801U公开了一种连续油管深度计数装置，本领域技术人员通过参考该文献即可容易地获知该连续油管深度计数器的结构及其工作原理。

待延伸气举管柱准确下入之后，通过步骤103来使气举油管座封到生产油管内，具体地，向连续油管内投入钢球，使该钢球座封到球座上，从而密封球座下方的通道，使气举油管和连续油管配合形成底部封堵的通道。待钢球座封到球座上之后开始憋压，然后打压使上封隔器和下封隔器同时坐封到生产油管内，封隔器的坐封压力一般在25MPa左右。然后继续打压，直至将球座和钢球打入井底，球座采用销钉固定，销钉剪切力设置大于上、下封隔器座封压力，当压力值达到销钉剪切值时，销钉被剪断，球座被打掉的压力一般在35MPa左右。

此后，再进行步骤4、断开丢手工具和连续油管之间的连接，起出连续油管。具体地，丢手工具包括：与连续油管连接的连接部、与上封隔器连接的丢手部、以及与连接部和丢手部连接的剪切销钉；向连续油管内投球，使球座封丢手部，开始憋压，打压直至剪断剪切销钉，使丢手部和连接部分离，以断开丢手工具的丢手部和连续油管之间的连接，即丢手部仍然留在延伸气举管柱上，而连接部和球随连续油管起出。

最后通过步骤5进行气举作业，具体地，向永久式完井管柱的生产套管内注气，注入的气体依次通过永久式封隔器上方的油套环空，上射孔点、气举油管和生产油管的环空、下射孔点、永久式封隔器下方的油套环空，进而将井底积液举升至地面。

为了更容易地了解该气举作业，可以参见图1所示的延伸气举示意图，由图1可知，在进行完步骤4后，气举油管1通过上封隔器2和下封隔器3座封在目标气井的永久式完井管柱的生产油管4内，并且生产油管4的位于上封隔器2和下封隔器3之间的管体上设置有上射孔点401和下射孔点402，并且上射孔点401和下射孔点402分别位于永久式封隔器5的两端。注入生产套管6内的气体，顺次通过永久式封隔器5上方的油套环空，上射孔点401、气举油管1和生产油管4之间的环空、下射孔点402、永久式封隔器5下方的油套环空，并向下延伸至油管鞋，进而将井底积液举升至地面。为了保证井筒完整性以及“三高”气井安全生产，在生产油管4位于100米左右的位置处设置安全阀7。通常在生产油管4的上端设置安全阀7，这就要求上述各个作业工具，例如延伸气举管柱的外径至少要小于安全阀7的阀芯内径，以便于顺利下入。

此外，对于上述各作业工具的尺寸不作具体限定，其根据目标气井的生产套管和生产油管的实际尺寸来确定。举例来说，当生产油管的内径为88.9mm时，所使用的通井规的外径为72mm，长度为0.3m；所使用的射孔枪的外径为40mm；所使用的油管刮削器的外径为72mm；所使用的悬挂式封隔器、丢手工具、内卡瓦连接器、自验封封隔器的外径为65mm，最小内径大于22mm；所使用的球座的外径为65mm，内径为32mm，球座的座芯内径为16mm；所使用的气举油管的外径为50.8mm，长度为50m；所使用的钢球的直径为20mm，以密封球座的座芯；丢手时所使用的球的直径为25.4mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永久式完井管柱的延伸气举方法，其特征在于，所述方法包括：步骤a、对目标气井的永久式完井管柱的生产油管进行通井作业，然后对所述生产油管进行射孔，以在位于永久式封隔器两端的生产油管的管体四周分别形成上射孔点和下射孔点；

步骤b、利用连续油管向所述生产油管内下入延伸气举管柱，所述延伸气举管柱包括自上而下顺次连接的丢手工具、上封隔器、气举油管、下封隔器、球座，使所述上射孔点和下射孔点位于所述上封隔器和所述下封隔器之间；

步骤c、向所述连续油管内投入钢球，使所述钢球座封到所述球座上，然后打压使所述上封隔器和所述下封隔器同时坐封到所述生产油管内，继续打压直至将所述球座和所述钢球打入井底；

步骤d、断开所述丢手工具和所述连续油管之间的连接，起出所述连续油管；

步骤e、向所述永久式完井管柱的生产套管内注气，注入的气体依次通过所述永久式封隔器上方的油套环空，所述上射孔点、所述气举油管和所述生产油管的环空、所述下射孔点、所述永久式封隔器下方的油套环空，进而将井底积液举升至地面。

2.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述步骤a中，所述永久式封隔器与所述上射孔点和所述下射孔点的之间的距离均为8米-12米。

3.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述上射孔点和所述下射孔点均绕所述生产油管排布成螺旋状。

4.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述上射孔点和所述下射孔点的孔径均为5-7mm。

5.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述步骤b中，在向所述生产油管内下入所述延伸气举管柱之前，对所述生产油管的内壁进行刮削处理，以使所述生产油管内壁平滑。

6.根据权利要求5所述的延伸气举方法，其特征在于，对所述生产油管的上部管口至位于所述永久式封隔器以下至少50m的管体内壁进行所述刮削处理。

7.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述上封隔器为悬挂式封隔器；

所述下封隔器为自验封封隔器；

并且，所述悬挂式封隔器和所述自验封封隔器均通过内卡瓦连接器与所述气举油管连接。

8.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，将所述延伸气举管柱下入所述生产油管内时的速度为20m/min-30m/min。

9.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，利用连续油管深度计数器来测量所述延伸气举管柱的入井深度，从而使所述上射孔点和下射孔点位于所述上封隔器和所述下封隔器之间。

10.根据权利要求1所述的延伸气举方法，其特征在于，所述丢手工具包括：与所述连续油管连接的连接部、与所述上封隔器连接的丢手部、以及连接所述连接部和所述丢手部的剪切销钉；

向所述连续油管内投球，使球座封所述丢手部，打压直至剪断所述剪切销钉，使所述丢手部和所述连接部分离，以断开所述丢手工具的所述丢手部和所述连续油管之间的连接。

Images