CN111878042B - 页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法，包括油管、套管和尾管，油管顶端通过油管悬挂器悬挂在套管内，油管上间隔设有多个偏心式气举阀，油管中下部连接柱塞限位短节，油管底端与正循环喷射泵顶部相连，正循环喷射泵底部与尾管顶端相连，套管外套于油管和尾管，中心对正设置，尾管上部与套管对应位置的环空中设有封隔器。本发明集优选管柱、气举阀、柱塞等气井排水采气工艺于一体，提出一趟管柱完成工艺切换与衔接，可以实现高产液全井生命周期排采技术。

Description

页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法
技术领域
本发明属于石油天然气的技术领域，尤其涉及一种页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法。
背景技术
随着页岩气开发区域的不断扩大，常压页岩气藏已成为新的攻关方向。常压气藏一般具有返排液量大、地层压力低、压裂液难以依靠地层能量有效排出等特点，井筒内积液难以依靠地层自身能量排出，无法进行正常的放喷测试或生产。目前，国内外对于这类常压气藏开发主要通过电潜泵、射流泵以及气举阀等工艺进行强排，但同时也发现，单一排采工艺只能适用某一种工况或气井的某一个阶段，无法贯穿气井的全生命周期。当前，对于常压页岩气的排采工艺研究虽然取得一定进展和成效，但仍只局限于某一种工艺，随着开采时间的延长，其局限性将逐渐暴露。为了进一步释放常压页岩气井的生产潜力，提出一种可以覆盖常压气井生命周期的复合排采工艺管柱技术，很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法，可以完成气井前期依靠地层自身能量快排、中期依靠外界能量实施喷射引流强排、后期依靠柱塞+气举措施助排三种工艺的灵活切换。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱，其特征在于，包括油管、套管和尾管，所述油管顶端通过油管悬挂器悬挂在所述套管内，油管上间隔设有多个偏心式气举阀，油管中下部连接柱塞限位短节，油管底端与正循环喷射泵顶部相连，所述正循环喷射泵底部与所述尾管顶端相连，所述套管外套于油管和尾管，中心对正设置，尾管上部与套管对应位置的环空中设有封隔器。
按上述方案，所述偏心定式气举阀的上下端分别与油管通过油管扣相连接，偏心定式气举阀内通径与油管内径一致。
按上述方案，所述柱塞限位短节上下端通过油管扣与上下油管相连接。
按上述方案，所述正循环喷射泵两端分别通过油管扣与油管及尾管相连，正循环喷射泵的一侧壁上开有吸入口，另一侧壁上设有喉管，喉管底部对应的内壁上开有进口，喉管顶部对应的外壁上开有喷嘴。
按上述方案，所述封隔器两端分别通过油管扣与油管相连。
页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)前期依靠地层自身能量，使储层的气流携带液体从地层带出至地面；
S2)当井筒内积液难以依靠地层自身能量排出时，在油管内投入钢球封堵喷射泵，通过地面向油管内泵入高压动力液，在吸入口处形成相对负压，将地层产出的流体吸入，与高压动力液经过喉管处混合后，通过喷嘴排出油管，正循环喷射泵将地层流体携带出处井筒，从而达到排水采气的目的；
S3)当井筒条件达到可以通过柱塞进行排水采气时，将柱塞投入油管，可按照柱塞运行模式进行生产，当井筒内积液过多，导致柱塞无法依靠地层能量举升油管内部液体时，通过油套环空注入气体，开启气举阀，将柱塞以及柱塞上部液体顶出井筒。
本发明的有益效果是：提供了一种页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱及施工方法，集优选管柱、气举阀、柱塞等气井排水采气工艺于一体，提出一趟管柱完成工艺切换与衔接，可以实现高产液全井生命周期排采技术，随着页岩气井能量的降低，前期依靠地层自身能量通过油管进行快排、中期依靠外界能量实施喷射引流强排、后期依靠柱塞+气举措施助排，降低排采工艺措施成本，提高工艺调整效率。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱，包括油管1、套管6和尾管7，油管顶端通过油管悬挂器悬挂在套管内，油管上间隔设有多个偏心式气举阀2，油管中下部连接柱塞限位短节3，油管底端与正循环喷射泵4顶部相连，正循环喷射泵底部与尾管顶端相连，套管外套于油管和尾管，中心对正设置，尾管上部与套管对应位置的环空中设有封隔器5。
偏心定式气举阀的上下端分别与油管通过油管扣相连接，偏心定式气举阀内通径与油管内径一致。气举阀是采用充氮式波纹管气举阀来控制开口压力大小，其打开压力根据井筒实际情况预先设计，需要气举时，通过对油套环空注入一定压力的气体(氮气或是天然气)，打开阀体，将油管内部的液体通过气体顶替出井筒，到达排水采气的目的，根据气井生产情况确定偏心定式气举阀安装位置及安装级数。
柱塞限位短节上下端通过油管扣与上下油管相连接。
正循环喷射泵两端分别通过油管扣与油管及尾管相连，正循环喷射泵的一侧壁上开有吸入口，另一侧壁上设有喉管，喉管底部对应的内壁上开有进口，喉管顶部对应的外壁上开有喷嘴。
封隔器两端分别通过油管扣与油管相连，封隔器通过上提下放油管的形式坐封，上提油管即可解封。当油管下到设计位置时，上提下放油管，坐封封隔器，胶筒压缩，封隔油套环空；当需要起出油管时，上提油管即可解封封隔器，将油管提出井筒。
页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱的施工方法，包括如下步骤：
S1)前期依靠地层自身能量，使储层的气流携带液体从地层带出至地面；
S2)当井筒内积液难以依靠地层自身能量排出时，在油管内投入钢球封堵喷射泵，通过地面向油管内泵入高压动力液，在吸入口处形成相对负压，将地层产出的流体吸入，与高压动力液经过喉管处混合后，通过喷嘴排出油管，正循环喷射泵将地层流体携带出处井筒，从而达到排水采气的目的；
S3)当井筒条件达到可以通过柱塞进行排水采气时，将柱塞投入油管，可按照柱塞运行模式进行生产，当井筒内积液过多，导致柱塞无法依靠地层能量举升油管内部液体时，通过油套环空注入气体，开启气举阀，将柱塞以及柱塞上部液体顶出井筒。

Claims (1)

1.页岩气水平井全生命周期排水采气一体化管柱的施工方法，一体化管柱包括油管、套管和尾管，所述油管顶端通过油管悬挂器悬挂在所述套管内，油管上间隔设有多个偏心式气举阀，油管中下部连接柱塞限位短节，油管底端与正循环喷射泵顶部相连，所述正循环喷射泵底部与所述尾管顶端相连，所述套管外套于油管和尾管，中心对正设置，尾管上部与套管对应位置的环空中设有封隔器；所述偏心式气举阀的上下端分别与油管通过油管扣相连接，偏心式气举阀内通径与油管内径一致；所述柱塞限位短节上下端通过油管扣与上下油管相连接；所述正循环喷射泵两端分别通过油管扣与油管及尾管相连，正循环喷射泵的一侧壁上开有吸入口，另一侧壁上设有喉管，喉管底部对应的内壁上开有进口，喉管顶部对应的外壁上开有喷嘴；封隔器两端分别通过油管扣与油管相连，其特征在于，包括如下步骤：
S1）前期依靠地层自身能量，使储层的气流携带液体从地层带出至地面；
S2）当井筒内积液难以依靠地层自身能量排出时，在油管内投入钢球封堵喷射泵，通过地面向油管内泵入高压动力液，在吸入口处形成相对负压，将地层产出的流体吸入，与高压动力液经过喉管处混合后，通过喷嘴排出油管，正循环喷射泵将地层流体携带出处井筒，从而达到排水采气的目的；
S3）当井筒条件达到能够通过柱塞进行排水采气时，将柱塞投入油管，按照柱塞运行模式进行生产，当井筒内积液过多，导致柱塞无法依靠地层能量举升油管内部液体时，通过油套环空注入气体，开启气举阀，将柱塞以及柱塞上部液体顶出井筒。
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