CN108252703A - 分层监测的完井方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分层监测的完井方法，分层监测的完井方法的步骤包括：钻井；在井内下入作业油管，作业油管连接有射孔枪；通过射孔枪在正对两层主气层的所在位置处射孔，使两层主气层与井连通；提出作业油管和射孔枪；在井内下入完井油管，完井油管连接有两个工作托筒及两个封隔器，两个工作托筒的外壁上设置有分别与两层主气层相对应的两套参数测量装置,一个封隔器位于两层主气层之间，另一个封隔器位于处于上层的主气层的上方；同时使两个封隔器座封在井套管内壁与完井油管外壁之间。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的具有两层主气层的油气田开采时不能实现单井同时测量两层主气层内的参数的问题。

Description

分层监测的完井方法

技术领域

本发明涉及石油开采的技术领域，具体而言，涉及一种分层监测的完井方法。

背景技术

为确保储气库长期、安全、平稳、高效运行，需要设计专门的储层监测井，用来长期、连续、实时监测气库储层的温度、压力、介质运移动态等参数。考虑到有些气库有两个互不联通的主力气层，区域面积跨度大，且各储层需要单独监测。为确保气库全面监测效果，若采用单井监测单层方式，每层均需要至少布设4口监测井；若能采用单井分层独立监测两层技术，则能减少一半的投资费用。

在监测工艺上，目前国内气田开发过程中对储层的参数测取都是通过在气井中下入测试仪器进行临时性或阶段性资料录取，测试数据不连续、不完整，且测试作业通常要求气井关井或停产；也有随气井完井油管下入的永久性监测仪器，但主要用于单个储层的短期监测及资料录取，无法实现两层独立监测、互不干扰参数录取。

对于储气库项目，由于国内储气库建设起步晚，技术配套不完善，还没有形成针对具有两层主气层的储气库复杂构造温度压力连续、实时、分层、独立监测完善的完井方法及设计。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分层监测的完井方法，以解决现有技术中的具有两层主气层的油气田开采时不能实现单井同时测量两层主气层内的参数的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种分层监测的完井方法，分层监测的完井方法的步骤包括：钻井；在井内下入作业油管，作业油管连接有射孔枪；通过射孔枪在正对两层主气层的所在位置处射孔，使两层主气层与井连通；提出作业油管和射孔枪；在井内下入完井油管，完井油管连接有两个工作托筒及两个封隔器，两个工作托筒的外壁上设置有分别与两层主气层相对应的两套参数测量装置，一个封隔器位于两层主气层之间，另一个封隔器位于处于上层的主气层的上方；同时使两个封隔器密封在井套管内壁与完井油管外壁之间。

进一步地，通过打压步骤使两个封隔器密封在井套管内壁与完井油管的外壁之间。

进一步地，打压步骤采用阶梯式打压。

进一步地，打压步骤之前还要在完井油管内设置堵塞器。

进一步地，各套参数测量装置均包括测压设备，各测压设备设置在完井油管的外壁上。

进一步地，各套参数测量装置均包括测温设备，各测温设备设置在完井油管的外壁上。

进一步地，在放入作业油管之前在井口设置油管头，油管头内设置有油管挂。

进一步地，油管头包括上油管头和下油管头，油管挂设置在上油管头内。

进一步地，参数测量装置通过电缆与控制装置相连接，控制装置设置在井外，电缆穿设在油管头内。

进一步地，设置完油管头后，在油管头上部安装采气树。

应用本发明的技术方案，具有两层主气层的油气田在开采过程中，两层主气层的压力和温度都需要进行测量监控。分层监测的完井方法的步骤包括：钻井；下作业油管，作业油管上带有射孔枪；在正对两层主气层的位置处射孔；下完井油管，完井油管上带有分别与所述两层主气层相对应地两套参数测量装置；同时密封两个封隔器。每层主气层都有参数测量装置。这样每层主气层的参数都能被监测。应用本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的具有两层主气层的油气田开采时不能实现单井同时测量两层主气层内的参数的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的分层监测的完井方法的实施例的井口装置的示意图；以及

图2示出了图1的分层监测的完井方法的井内装置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、井；20、完井油管；30、油管头；40、采气树；50、安全阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，一种分层监测的完井方法，分层监测的完井方法的步骤包括：钻井10。在井10内下入作业油管，作业油管连接有射孔枪。通过射孔枪在正对两层主气层的所在位置处射孔，使两层主气层与井10连通；提出作业油管和射孔枪。在井10内下入完井油管20，完井油管20连接有两个工作托筒及两个封隔器，两个工作托筒的外壁上设置有分别与两层主气层相对应的两套参数测量装置，一个封隔器位于两层主气层之间，另一个封隔器位于处于上层的主气层的上方。同时使两个封隔器密封在井套管内壁与完井油管20外壁之间。

应用本实施例的技术方案，具有两层主气层的油气田在开采过程中，两层主气层的压力和温度都需要进行测量监控。分层监测的完井方法的步骤包括：钻井10；下作业油管，作业油管上带有射孔枪；在正对两层主气层的位置处射孔；下完井油管，完井油管上带有分别与所述两层主气层相对应地两套参数测量装置；同时密封两个封隔器。每层主气层都有参数测量装置。这样每层主气层的参数都能被监测。应用本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的具有两层主气层的油气田开采时不能实现单井同时测量两层主气层内的参数的问题。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，通过打压步骤使两个封隔器密封在井套管内壁与完井油管20的外壁之间。通过打压的方式将两个封隔器密封在井套管内壁与完井油管20之间的方式，容易操作，密封成本较低。具体地，打压步骤采用阶梯式打压。进一步具体地，在井口上配备有压缩机，在进行阶梯式打压前，首先要启动压缩机，然后采用7MPa的压力对井内打压5分钟，继而再升压，将压力升高到14MPa，再保持5分钟，继而再升压，将压力升高到20.5MPa，再保持5分钟，当然，阶梯式打压不仅仅局限于上述的数据，还可以将压力升高至28MPa，具体的操作压力要视情况而定。

在本实施例的技术方案中，打压步骤之前还要在完井油管20内设置堵塞器。这样有利于保压并且使得压力稳定在某一数值，不会偏差较大。上述结构有利于节省能源，因为完井油管20内的设置有堵塞器，这样打入井内的压力不会泄露。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，各套参数测量装置均包括测压设备，各测压设备设置在完井油管20的外壁上。测压设备设置在完井油管20的外壁上，这样使得测压设备测量主气层内的压力更加直接、准确。使用完井油管20携带测压设备的方式，使得测压设备能够准确的送至主气层，即两个测压设备分别对应两个主气层，完井油管20比较坚硬，这样完井油管20不会因为受到外力的作用而发生变形，进而使测压设备设置不到既定的位置。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，各套参数测量装置包括测温设备，各测温设备设置在完井油管20的外壁上。测温设备设置在完井油管20的外壁上，这样使得测温设备测量主气层内的温度更加直接、准确。使用完井油管20携带测温设备的方式，使得测温设备能够准确的送至主气层，即两个测温设备分别对应两个主气层，完井油管20比较坚硬，这样完井油管20不会因为受到外力的作用而发生变形，进而使测温设备设置不到既定的位置。

在本实施例的技术方案中，参数测量装置为两套，每套对应每层主气层。当然，作为本领域技术人员知道，参数测量装置并不仅仅限于测压设备和测温设备。参数测量装置还可以包括：气体成分测量仪器等，这样操作人员可以及时的知道主气层内气体成份发生变化的情况。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，在放入作业油管之前在井口设置油管头30，油管头30内设置有油管挂。油管头30的设置使得油管挂的设置比较方便，油管挂的设置又为完井油管20的安装提供了条件。具体地，完井油管20和作业油管均挂在油管挂上。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，油管头30包括上油管头和下油管头，油管挂设置在上油管头内。油管挂设置在上油管头内的结构使得作业油管和完井油管的安装更加方便。在本实施例的技术方案中，油管头分为上下两层，上层的油管头的左右两侧均设置有两个阀门，下层的油管头的左右两侧各设置一个阀门，这样保证了油管头的安全。上层的油管头和下层的油管头均设置有压力表，当然，上述的压力表也可以设置在和油管头相连的阀门上，只要保证压力表能够和油管头内部相连通即可，这样可以实时了解到油管头内压力的变化，具体地是了解上层的油管头或者下层的油管头内压力的变化，以便通过压力的变化判断井内的情况。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，参数测量装置通过电缆与控制装置相连接，控制装置设置在井10外，电缆穿设在油管头30内。这样的结构使得电缆容易设置，且电缆不会受到外力的作用而容易损坏。具体地，采油树的法兰具有通孔，电缆从通孔内穿入，油管头的壁内具有与法兰上的通孔相连通的过孔，电缆再从过孔内随着完井油管进入井内。进一步具体地，电缆设置在完井油管的外壁上时，需要卡箍将电缆卡在完井油管上，这样保证了电缆在使用时不会出现不受控的情况。

在本实施例的技术方案中，封隔器也是特制的，封隔器具有电缆的通过孔，而且电缆穿过通过孔后，电缆和封隔器之间不会有间隙的情况，这样两层主气层的气体不会出现从井内冒出的情况发生。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，设置完油管头后，在油管头后安装采气树40。上述结构有利于安装其它的结构，以便对气井内的情况作进一步的研究。采气树40与油管头之间设置有阀门，这样通过阀门的控制可以使采气树40和油管头之间接通或者断开。采气树40包括四通连接件和阀门，四通连接件的下端口与油管头相连通，四通连接件的左右两个端口各设置有两个阀门，四通连接件的上端口设置有一个阀门。另外采气树40上还是设置有测压设备，测压设备与采气树内部连通，以测量采气树内的压力是否正常。

当然，作为本领域技术人员知道，也可以考虑别的替代方案实现储层独立监测。可采用气田开发中常用的测试作业方法，定期在气井中下入温压测试仪器进行临时性储层参数录取。这种方式需要关停气井作业，且只能录取测试作业当时的储层状态，无法建立连续的储层参数动态变化规律。

其次，还可采用气田开发中常用的一种监测完井方法：在气井光油管管柱下端下入固定的测试工作托筒及温压监测仪器，数据传输电缆固定于油管外壁，无需穿孔越井下工具，由下至上直至井口，由环空套管闸门引出至地面。由于产层没有有效封隔，所测试的温压参数受多个层位的共同影响，测试结果准确度低、可靠性小。这种方式主要适用于井下无封隔器、无安全阀的常规气井上，对于储气库气井来说，这种方式无法满足长期运行、安全生产的要求。

本申请的一种分层监测的完井方法，包括采用完井油管、井口装置及配套完井工艺，其解决技术问题所采用的技术方案是：

如图1和图2所示，设备结构包括：完井油管、井下安全阀50(带偏心穿越孔)、上封隔器(带偏心穿越孔)、下封隔器(带偏心穿越孔)、上工作托筒及测试仪器、下工作托筒及测试仪器、电缆护箍和管鞋。技术方案通过上、下封隔器封隔出两目标储层的独立空间，测试工作托筒下入深度分别在正对上、下储层的位置。测试仪器的电缆由电缆护箍固定于油管外壁，并由下至上依次穿越井下封隔器、井下安全阀直至井口油管挂、采气树及地面控制柜。由于上下封隔器及穿越孔的密封性能，上、下两个储层的温度、压力互不干扰、相对独立，温压测试仪器读取的储层参数具有可靠的真实性。测试数据通过数据电缆(电缆)实时连续地传输至地面控制柜储存中心，从而达到了单井分层监测的目的。

如图1和图2所示，本申请的井口装置包括：带法兰盘穿越孔的采气树、带穿越孔的油管头及油管挂四通结构。井下数据电缆通过带穿越孔的油管头进入采气树法兰盘内，再由法兰盘的穿越孔引出地面，连接至井口旁边的控制柜中，实现井下监测参数的安全传输。

配套完井工艺采用两趟管柱作业完井：第一趟管柱作业实施射孔作业，用于井筒与储层的沟通，作业完成后必须将射孔枪串提出井筒；第二趟管柱作业下入带有温压监测仪器的完井油管，确保监测仪器的性能完整性。

综上所述可知，本申请的方法具有以下优点：在实现监测井长期、连续、实时监测的基础上，充分实现两层独立运行、互不干扰的监测目的，储层监测数据真实、可靠，不仅有效实现了储气库全方位监测要求，也大大提高了单井监测效率，节约了项目开发投资成本。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种分层监测的完井方法，其特征在于，所述分层监测的完井方法的步骤包括：

钻井(10)；

在所述井(10)内下入作业油管，所述作业油管连接有射孔枪；

通过所述射孔枪在正对两层主气层的所在位置处射孔，使两层所述主气层与所述井(10)连通；

提出所述作业油管和所述射孔枪；

在所述井(10)内下入完井油管(20)，所述完井油管(20)连接有两个工作托筒及两个封隔器，两个工作托筒的外壁上设置有分别与所述两层主气层相对应的两套参数测量装置，其中，一个封隔器位于两层所述主气层之间，另一个封隔器位于处于上层的主气层的上方；

同时使两个所述封隔器密封在井套管内壁与所述完井油管(20)外壁之间。

2.根据权利要求1所述的分层监测的完井方法，其特征在于，通过打压步骤使两个所述封隔器密封在所述井套管内壁与所述完井油管(20)的外壁之间。

3.根据权利要求2所述的分层监测的完井方法，其特征在于，所述打压步骤采用阶梯式打压。

4.根据权利要求2所述的分层监测的完井方法，其特征在于，所述打压步骤之前还要在所述完井油管(20)内设置堵塞器。

5.根据权利要求1所述的分层监测的完井方法，其特征在于，各套所述参数测量装置均包括测压设备，各所述测压设备设置在所述完井油管(20)的外壁上。

6.根据权利要求1所述的分层监测的完井方法，其特征在于，各套所述参数测量装置均包括测温设备，各所述测温设备设置在所述完井油管(20)的外壁上。

7.根据权利要求1所述的分层监测的完井方法，其特征在于，在下入所述作业油管之前在井口设置油管头(30)，所述油管头(30)内设置有油管挂。

8.根据权利要求7所述的分层监测的完井方法，其特征在于，所述油管头(30)包括上油管头和下油管头，所述油管挂设置在所述上油管头内。

9.根据权利要求7所述的分层监测的完井方法，其特征在于，所述参数测量装置通过电缆与控制装置相连接，所述控制装置设置在所述井(10)外，所述电缆穿设在所述油管头(30)内。

10.根据权利要求7所述的分层监测的完井方法，其特征在于，设置完所述油管头(30)后，在所述油管头(30)上部安装采气树(40)。