CN112627778B - 分支井双管完井管柱系统及其施工方法和采油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分支井双管完井管柱系统及其施工方法和采油方法，其中所述系统包括由上至下依次设置的电潜泵管柱串、生产封隔器组件、双管封隔器和双管密封工具组件，电潜泵管柱串、生产封隔器组件和双管封隔器之间通过分支井眼生产管串连通，双管封隔器通过主井眼生产管串和分支井眼生产管串与双管密封工具组件连通，位于所述生产封隔器组件和双管封隔器之间的所述分支井眼生产管串上由上至下依次设置有滑套和坐落接头，滑套用于连通或关闭主井眼生产流道，坐落接头用于连通或关闭所述分支井眼生产流道。本发明采用机械封隔密封方式，不仅保证侧钻窗口处密封完整性，同时还可实现主、分支井眼的分采、合采和轮采的开采方式。

Description

分支井双管完井管柱系统及其施工方法和采油方法

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，涉及一种分支井双管完井管柱系统及该系统的施工方法和利用该系统进行采油方法。

背景技术

分支井是利用一个主井眼在储层段内钻出多个分支井眼的一项技术，利用分支井技术可有效提升油气井与储层的连通性，扩大泄油面积，改善油流动态剖面，是增加单井产能的有效手段。目前受完井工艺技术条件及完井工具的限制，现有分支井都很难做到分支井眼和主井眼分采或轮采，致使部分多分支井变成单分支生产，抵消了分支井的许多优势，不符合多分支复杂结构井开采的要求。

目前的分支井开采中，分支井眼侧钻窗口处采用固井水泥环封隔，无法实现机械密封，密封性能差，容易造成地层水、泥、砂进入生产油管当中。

因此研究一种既能实现主、分支井井眼分采、合采或轮采，又能保证侧钻窗口处可靠密封的完井管柱系统是非常有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种分支井双管柱完井系统及其施工方法和利用该系统进行采油的方法，其采用机械封隔密封方式，不仅保证侧钻窗口处密封完整性，同时还可实现主、分支井眼的分采、合采和轮采的开采方式。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的分支井双管完井管柱系统，包括由上至下依次设置的电潜泵管柱串、生产封隔器组件、双管封隔器和双管密封工具组件，所述电潜泵管柱串、所述生产封隔器组件和所述双管封隔器之间通过分支井眼生产管串连通，所述双管封隔器通过主井眼生产管串和所述分支井眼生产管串与所述双管密封工具组件连通，位于所述生产封隔器组件和所述双管封隔器之间的所述分支井眼生产管串上由上至下依次设置有滑套和坐落接头，所述滑套用于连通或关闭所述主井眼生产流道，所述坐落接头用于连通或关闭所述分支井眼生产流道。

所述的分支井双管完井管柱系统，优选地，所述电潜泵管柱串包括过电缆封隔器、电潜泵机组、回插密封件以及电潜泵油管，所述过电缆封隔器、电潜泵机组和回插密封件由上至下依次通过电潜泵油管连接；所述生产封隔器组件包括生产封隔器、回接管柱以及回接密封件，所述生产封隔器的上端与所述电潜泵管柱串的回插密封件连通，下端与所述回接管柱的上端连通；所述回接管柱的下端与所述回接密封件连通；所述双管封隔器内部贯穿有主油管和副油管，所述副油管顶部设置有回接密封筒，所述副油管与所述回接管柱通过所述回接密封筒和所述回接密封件的配合而连接；所述双管密封工具组件包括主井眼密封工具、分支井眼密封工具以及双管密封外套，所述主井眼密封工具和所述分支井眼密封工具并列设置在所述双管密封外套内；所述主井眼密封工具与所述主油管的下端连通，所述分支井眼密封工具与所述副油管的下端连通。

所述的分支井双管完井管柱系统，优选地，所述分支井眼生产管串包括由上至下依次设置的所述电潜泵油管、所述回接管柱和所述副油管，所述滑套和所述坐落接头均设置在所述回接管柱上；所述主井眼生产管串包括所述主油管。

所述的分支井双管完井管柱系统，优选地，所述双管密封外套为管状结构，所述双管密封外套的中间部分开设有槽口，在所述槽口下侧边沿设置有倒斜面，所述主井眼密封工具与所述倒斜面相对设置，以使得在下放时所述主井眼密封工具可沿倒斜面滑入主井眼内。

所述的分支井双管完井管柱系统，优选地，所述主井眼密封工具包括从上到下依次串接的主通道油管短节、主井眼模块密封件和旋转引鞋；所述主通道油管短节与所述主油管的下端连通；在下放前，所述主井眼模块密封件上端通过第一销钉同所述双管密封外套固定连接，在下放时，第一销钉断开，所述主井眼密封工具沿所述倒斜面滑入主井眼内。

所述的分支井双管完井管柱系统，优选地，所述分支井眼密封工具包括从上到下依次串接的副通道油管短节、锁定机构以及分支井眼模块密封件，所述副通道油管短节与所述副油管的下端连通；所述锁定机构与所述主井眼密封工具并排设置在与倒斜面相对端的所述双管密封外套内，所述分支井眼模块密封件设置在具有倒斜面一端的所述双管密封外套内；在下放前，所述锁定机构上端通过第二销钉同所述双管密封外套固定连接，在下放时，第二销钉断开，所述分支井眼密封工具向下插入所述分支井眼中。

本发明所述的分支井双管完井管柱系统的施工方法，包括下述步骤：

1)在主井眼和分支井眼内下放双管密封工具组件；

2)下放双管封隔器；

3)待双管密封工具组件下放到位后，施加钻压，将分支井眼密封工具插入分支井眼内，将主井眼密封工具下放进入主井眼内；

4)-坐封并验封双管封隔器；

5)下放生产封隔器组件；

6)-坐封并验封生产封隔器；

7)下入上部电潜泵管柱串。

所述的分支井双管完井管柱系统的施工方法，优选地，所述的步骤1)中：下放双管密封工具组件时，分别连接主油管和副油管至双管密封工具组件的主井眼密封工具和分支井眼密封工具，利用主油管和副油管缓慢下放双管密封工具组件；

所述的步骤2)中：下放双管封隔器时，在双管封隔器底部连接主油管和副油管，并通过主油管和副油管贯穿至下端双管密封工具组件；在双管封隔器副油管顶部连接有回接密封筒；送入管柱连接至回接密封筒，并缓慢送入下部完井管柱；

所述的步骤3)中：下放分支井密封工具和主井眼密封工具时，通过对送入油管施加钻压，使其压力传递至分支井眼密封工具的锁定机构上，剪切第一销钉和第二销钉，使分支井眼密封工具下放进入分支井眼，主井眼密封工具下放进入主井眼；

所述的步骤4)中：验封双管封隔器后，从双管封隔器的副油管顶部回接密封筒处脱手送入管柱；

所述的步骤5)中：下放生产封隔器组件时，回接密封件插入双管封隔器的副油管顶部的回接密封筒，使生产封隔器组件同下部完井管柱相连通。

本发明所述的分支井双管完井管柱系统的采油方法，将利用主井眼密封工具和分支井眼密封工具对主井眼和分支井眼同时进行双管封隔密封后，再对主井眼和分支井眼进行分采、合采或轮采。

所述的分支井双管完井管柱系统的采油方法，具体包括：

打开滑套，所述的主井眼和所述分支井眼同时开采；

关闭滑套，所述主井眼生产流道关闭，所述分支井眼单独开采；

打开滑套，下放堵头于坐落接头，所述的分支井眼生产流道关闭，所述主井眼单独开采。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明的双管密封工具组件内部含有分支井眼密封工具和主井眼密封工具，分支井眼密封工具和主井眼密封工具可以将分支井眼、主井眼下部完井管柱进行连接密封，实现分支井眼、主井眼的压力完整性；双管密封工具组件与上部双管封隔器连接配合，保证了整个分支井眼完井管柱系统的机械密封性，可有效防止地层水、泥、砂通过固井水泥缝隙渗入生产油管当中。

2、本发明在分支井眼生产管串上设置有滑套和坐落接头，通过滑套闭合实现对分支井眼的开采，滑套开启实现分支井眼和主井眼的合采；滑套开启，下放堵头于坐落接头，堵塞分支井眼实现对主井眼的开采。因此通过本发明的分支井双管完井管柱系统，可同时实现通过一趟管柱对分支井的主井眼和分支井眼进行分采、合采和轮采的目的。

附图说明

图1为本发明分支井双管完井管柱系统的整体结构示意图；

图2为本发明中双管密封工具组件的结构示意图；

图3为本发明中主井眼密封工具的结构示意图；

图4为本发明中分井眼密封工具的结构示意图；

图5为本发明中双管封隔器的结构示意图；

图6为本发明中生产封隔器组件的结构示意图。

图中各标记如下：

1-分支井眼；2-主井眼；3-电潜泵管柱串；4-生产封隔器组件；5-双管封隔器；6-双管密封工具组件；7-主油管；8-副油管；9-过电缆封隔器；10-电潜泵机组；11-回插密封件；12-双管密封外套；13-主井眼密封工具；14-分支井眼密封工具；15-倒斜面；16-主井眼模块密封件；17-旋转引鞋；18-主通道油管短节；19-锁定机构；20-分支井眼模块密封件；21-副通道油管短节；22-回接密封筒；23-生产封隔器；24-回接管柱；25-回接密封件；26-滑套；27-坐落接头，28-电潜泵油管。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1所示，本发明提供的分支井双管完井管柱系统设置在分支井眼1和主井眼2中。分支井双管完井管柱系统包括由上至下依次设置的电潜泵管柱串3、生产封隔器组件4、双管封隔器5和双管密封工具组件6，电潜泵管柱串3、生产封隔器组件4和双管封隔器5之间通过分支井眼生产管串连通，双管封隔器5通过主井眼生产管串和分支井眼生产管串与双管密封工具组件6连通，位于生产封隔器组件4和双管封隔器5之间的分支井眼生产管串上由上至下依次设置有滑套26和坐落接头27，滑套26用于连通或关闭主井眼生产流道，坐落接头27用于连通或关闭所述分支井眼生产流道。

在上述实施例中，优选地，如图1所示，电潜泵管柱串3包括过电缆封隔器9、电潜泵机组10、回插密封件11以及电潜泵油管28，过电缆封隔器9、电潜泵机组10和回插密封件11由上至下依次通过电潜泵油管28连接。

如图6所示，生产封隔器组件4包括生产封隔器23、回接管柱24以及回接密封件25，生产封隔器23的上端与电潜泵管柱串3的回插密封件11连通，下端与回接管柱24的上端连通；回接管柱24的下端与回接密封件25连接。

如图5所示，双管封隔器5内部贯穿有主油管7和副油管8，副油管8顶部设置有回接密封筒22，副油管8与回接管柱24通过回接密封筒22和回接密封件25的配合而连接，以使得副油管8同生产封隔器组件4连接。

如图2所示，双管密封工具组件6包括主井眼密封工具13、分支井眼密封工具14以及双管密封外套12，主井眼密封工具13和分支井眼密封工具14并列设置在双管密封外套12内；主井眼密封工具13与主油管7的下端连通，分支井眼密封工具14与副油管8的下端连通。

在上述实施例中，优选地，分支井眼生产管串包括由上至下依次设置的电潜泵油管、回接管柱24和副油管8，主井眼生产管串包括主油管7。滑套26和坐落接头27均设置在回接管柱24上；坐落接头27位于滑套26的下方。为了便于封堵分支井眼油道，在坐落接头27内设置堵头，即将堵头投放于坐落接头内即可。

回接管柱24上的滑套26可实现开启或关闭，开启滑套26时，主井眼生产流道和分支井眼生产流道接通，主井眼和分支井眼合采；关闭滑套26，主井眼的生产流道关闭，分支井眼的生产流道接通，此时生产分支井眼；开启滑套，下放堵头于坐落接头27内，分支井眼生产流道关闭，主井眼的生产流道接通，此时分支井眼关闭，生产主井眼。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，双管密封外套12为管状结构，双管密封外套的中间部分开设有槽口，在槽口下侧边沿设置有倒斜面15，主井眼密封工具13与倒斜面15相对设置，以使得在下放时主井眼密封工具13可沿倒斜面15滑入主井眼2内。

在上述实施例中，优选地，如图3所示，主井眼密封工具13包括从上到下依次串接的主通道油管短节18、主井眼模块密封件16和旋转引鞋17；主通道油管短节18与主油管7的下端连通，从而实现主井眼模块工具13与双管封隔器5的贯通。在下放前，主井眼模块密封件16上端通过第一销钉同双管密封外套12固定连接，保证主井眼密封工具13同双管密封外套12在下放时形成一个整体；在下放时，第一销钉断开，主井眼密封工具13沿倒斜面15滑入主井眼2内。其中，主井眼模块密封件16用于插入主井眼2下部完井管柱的密封筒，实现主井筒的密封，旋转引鞋17用于实现主井眼密封工具13的引导下放。

在上述实施例中，优选地，如图4所示，分支井眼密封工具14包括从上到下依次串接的副通道油管短节21、锁定机构19以及分支井眼模块密封件20，副通道油管短节21与副油管8的下端连通；锁定机构19与主井眼密封工具13并排设置在与倒斜面15相对端的双管密封外套12内，分支井眼模块密封件20设置在具有倒斜面15一端的双管密封外套12内；在下放前，锁定机构19上端通过第二销钉同双管密封外套12固定连接，保证分支井眼密封工具14同双管密封外套12在下放时形成一个整体。在下放时，第二销钉断开，分支井眼密封工具14向下插入所述分支井眼1中。其中，分支井眼模块密封件20，用于插入分支井眼1下部完井管柱的密封筒中，实现分支井筒的密封。

在上述实施例中，优选地，第一销钉和第二销钉的固定位置在双管密封外套的同一个径向面上。

本发明提供的分支井双管完井管柱系统的施工方法，包括下述步骤：

步骤1：在主井眼2和分支井眼1内下放双管密封工具组件6：

分支井眼1和主井眼2完钻后，下入窗口井眼连接器，使窗口井眼连接器坐落于主井眼2和分支井眼1的交汇处；组装双管密封工具组件6，利用卡瓦座于井口；然后下放双管密封工具组件6；其中，下放双管密封工具组件6时，分别连接主油管7和副油管8至双管密封工具组件6的主井眼密封工具13和分支井眼密封工具14，利用主油管7和副油管8缓慢下放双管密封工具组件6。

步骤2：下放双管封隔器：

下放双管封隔器时，在双管封隔器底部连接主油管7和副油管8，在双管封隔器副油管8顶部连接有回接密封筒；送入油管连接至回接密封筒，并缓慢送入下部完井管柱。

步骤3：待双管密封工具组件6下放到位后，施加钻压，将分支井眼密封工具14插入分支井眼1内，将主井眼密封工具13下放进入主井眼2内；其中，下放分支井密封工具14和主井眼密封工具13时，通过对送入油管施加钻压，使其压力传递至分支井眼密封工具14的锁定机构上，第一销钉和第二销钉断开，使分支井眼密封工具14下放进入分支井眼1，主井眼密封工具13下放进入主井眼2；

其中，需要说明的是，在下入双管密封工具组件6和双管封隔器5时，通过主油管7和副油管8连接双管封隔器5，顶部连接送入油管，一趟钻下入双管密封工具组件6和双管封隔器5。

首先精确测量分支井眼1、主井眼2下部完井管柱的密封筒位置深度，确保从井口距离分支井眼下部完井管柱密封筒的深度与从井口距离主井眼下部完井管柱密封筒的深度的差值和分支井模块密封件20与主井眼模块密封件16的深度差值保持一致，从而保证双管密封工具组件下到位置后，分支井模块密封件20有效的插入分支井眼下部完井管柱的密封筒内，主井眼模块密封件16有效的插入主井眼下部完井管柱的密封筒内。

其次，将双管封隔器5通过主油管7和副油管8与双管密封工具组件6连接；主油管7与主井眼密封工具13的主通道油管短节18连接，副油管8与分支井眼密封工具14的副通道油管短接21连接；在双管封隔器5的副油管8上连接回接密封筒22，回接密封筒22顶部连接送入油管，缓慢下放下部完井管柱串。

最后，双管密封工具组件6下放到位后，通过对送入油管施加钻压，使其压力作用于上述双管密封工具组件6的分支井眼密封工具14上，剪切第一销钉和第二销钉，释放双管密封工具组件6的锁定机构19，使分支井眼密封工具14下放进入分支井眼；主井眼密封工具13下放进入主井眼；继续下放，待分支井眼密封工具14插入分支井眼下部完井管柱的密封筒内、主井眼密封工具13进入主井眼下部完井管柱的密封筒内后停止。

步骤4：坐封并验封双管封隔器5：

验封双管封隔器5后，从双管封隔器5的副油管8顶部回接密封筒22处脱手送入管柱；

步骤5：下放生产封隔器组件4：

下放生产封隔器组件4时，回接密封件25插入双管封隔器5的副油管8顶部的回接密封筒22，使生产封隔器组件4同下部完井管柱相连通。

步骤6：坐封并验封生产封隔器。

步骤7：下入上部电潜泵管柱串：

钻台依次连接回插密封件11、电潜泵机组(带Y接头)10、过电缆封隔器9，到位后，回插密封件11插接生产封隔器23的上端头。

本发明的分支井双管完井管柱系统施工完成后，对主井眼2和分支井眼1进行多种方式结合采油的方法如下：

将利用主井眼密封工具13和分支井眼密封工具14对主井眼2和分支井眼1同时进行双管封隔密封后，再对主井眼2和分支井眼1进行分采、合采或轮采。具体的：

打开滑套26，主井眼2和分支井眼1同时开采；

关闭滑套26，主井眼2关闭，分支井眼1单独开采；

打开滑套26，下放堵头(图中未示出)于坐落接头27，分支井眼1关闭，主井眼2单独开采。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种分支井双管完井管柱系统，其特征在于，包括由上至下依次设置的电潜泵管柱串、生产封隔器组件、双管封隔器和双管密封工具组件，所述电潜泵管柱串、所述生产封隔器组件和所述双管封隔器之间通过分支井眼生产管串连通，所述双管封隔器通过主井眼生产管串和所述分支井眼生产管串与所述双管密封工具组件连通，位于所述生产封隔器组件和所述双管封隔器之间的所述分支井眼生产管串上由上至下依次设置有滑套和坐落接头，所述滑套用于连通或关闭所述主井眼的生产流道，所述坐落接头用于连通或关闭所述分支井眼的生产流道；

所述电潜泵管柱串包括过电缆封隔器、电潜泵机组、回插密封件以及电潜泵油管，所述过电缆封隔器、电潜泵机组和回插密封件由上至下依次通过电潜泵油管连接；

所述生产封隔器组件包括生产封隔器、回接管柱以及回接密封件，所述生产封隔器的上端与所述电潜泵管柱串的回插密封件连通，下端与所述回接管柱的上端连通；所述回接管柱的下端与所述回接密封件连通；

所述双管封隔器内部贯穿有主油管和副油管，所述副油管顶部设置有回接密封筒，所述副油管与所述回接管柱通过所述回接密封筒和所述回接密封件的配合而连接；

所述双管密封工具组件包括主井眼密封工具、分支井眼密封工具以及双管密封外套，所述主井眼密封工具和所述分支井眼密封工具并列设置在所述双管密封外套内；所述主井眼密封工具与所述主油管的下端连通，所述分支井眼密封工具与所述副油管的下端连通；

所述双管密封外套为管状结构，所述双管密封外套的中间部分开设有槽口，在所述槽口下侧边沿设置有倒斜面，所述主井眼密封工具与所述倒斜面相对设置，以使得在下放时所述主井眼密封工具可沿倒斜面滑入主井眼内；

所述主井眼密封工具包括从上到下依次串接的主通道油管短节、主井眼模块密封件和旋转引鞋；所述主通道油管短节与所述主油管的下端连通；在下放前，所述主井眼模块密封件上端通过第一销钉同所述双管密封外套固定连接，在下放时，第一销钉断开，所述主井眼密封工具沿所述倒斜面滑入主井眼内。

2.根据权利要求1所述的分支井双管完井管柱系统，其特征在于，所述分支井眼生产管串包括由上至下依次设置的所述电潜泵油管、所述回接管柱和所述副油管，所述滑套和所述坐落接头均设置在所述回接管柱上；所述主井眼生产管串包括所述主油管。

3.根据权利要求2所述的分支井双管完井管柱系统，其特征在于，所述分支井眼密封工具包括从上到下依次串接的副通道油管短节、锁定机构以及分支井眼模块密封件，所述副通道油管短节与所述副油管的下端连通；所述锁定机构与所述主井眼密封工具并排设置在与倒斜面相对端的所述双管密封外套内，所述分支井眼模块密封件设置在具有倒斜面一端的所述双管密封外套内；在下放前，所述锁定机构上端通过第二销钉同所述双管密封外套固定连接，在下放时，第二销钉断开，所述分支井眼密封工具向下插入所述分支井眼中。

4.一种基于权利要求3所述的分支井双管完井管柱系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在主井眼和分支井眼内下放双管密封工具组件；

2)下放双管封隔器；

3)待双管密封工具组件下放到位后，施加钻压，将分支井眼密封工具插入分支井眼内，将主井眼密封工具下放进入主井眼内；

4)坐封并验封双管封隔器；

5)下放生产封隔器组件；

6)坐封并验封生产封隔器；

7)下入上部电潜泵管柱串。

5.根据权利要求4所述的分支井双管完井管柱系统的施工方法，其特征在于，所述的步骤1)中：下放双管密封工具组件时，分别连接主油管和副油管至双管密封工具组件的主井眼密封工具和分支井眼密封工具，利用主油管和副油管缓慢下放双管密封工具组件；

所述的步骤2)中：下放双管封隔器时，在双管封隔器底部连接主油管和副油管，并通过主油管和副油管贯穿至下端双管密封工具组件；在双管封隔器副油管顶部连接有回接密封筒；送入管柱连接至回接密封筒，并缓慢送入下部完井管柱；

所述的步骤3)中：下放分支井密封工具和主井眼密封工具时，通过对送入油管施加钻压，使其压力传递至分支井眼密封工具的锁定机构上，剪切第一销钉和第二销钉，使分支井眼密封工具下放进入分支井眼，主井眼密封工具下放进入主井眼；

所述的步骤4)中：验封双管封隔器后，从双管封隔器的副油管顶部回接密封筒处脱手送入管柱；

所述的步骤5)中：下放生产封隔器组件时，回接密封件插入双管封隔器的副油管顶部的回接密封筒，使生产封隔器组件同下部完井管柱相连通。

6.一种根据权利要求1至3任一项所述的分支井双管完井管柱系统的采油方法，其特征在于，将利用主井眼密封工具和分支井眼密封工具对主井眼和分支井眼同时进行双管封隔密封后，再对主井眼和分支井眼进行分采、合采或轮采。

7.根据权利要求6所述的分支井双管完井管柱系统的采油方法，其特征在于，

打开滑套，所述的主井眼和所述分支井眼同时开采；

关闭滑套，所述主井眼生产流道关闭，所述分支井眼单独开采；

打开滑套，下放堵头于坐落接头，所述的分支井眼生产流道关闭，所述主井眼单独开采。

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