CN113445977B - 增产短节、管柱和完井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种增产短节、管柱和完井方法，该增产短节包括桶状的外壳，在外壳的壁上设置有安装孔；子管，子管的一端能与外壳的内腔连通，子管的另一端能插入到安装孔中，以使得在向外壳中泵送液体时，液体能由子管的一端进入而从另一端喷出而射向储层，并在节流压差作用下子管通过安装孔向外延伸并至少部分地进入到储层中；设置在外壳的内腔中并用于在轴向上密封式截断外壳的内腔的密封塞，其中，子管能滑动密封式穿过密封塞，该增产短节能够对不同油藏选择水力参数进行定向射孔，可有效地控制储藏地层的井眼裂缝的位置和发展方向，使对储藏地层的改造达到预期效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发工程领域，具体涉及一种增产短节、管柱和完井方法。
背景技术
在缝洞型型油气藏开采中，尽可能多的沟通油气储集体是油气井增产的一项重要方式。
在现有技术中，通常采用裸眼井整井筒的笼统酸化压裂。为了增加储藏地层中泄油、泄气面积，射孔完成后进行压裂作用。若需在储藏地层中形成更宽、更长的裂缝，就需更大规模压裂作业。但是大规模压裂作用就要耗费更多水资源，施工操作耗时长，施工成本高。同时由于储藏地层应力的不均匀性，裂缝产生位置也可能不在射孔位置。并且只要储藏地层起裂，裂缝数量就很难增加，即使增加泵注规模，液体仍沿原来形成的裂缝往深处延展。因此，通过水力喷砂射孔技术不能保证裂缝位置和发展方向，对储藏地层的改造可能得不到预期效果。
由此，需要提供一种用于生成井眼裂缝的增产短节以及完井方法，能有效地控制井眼裂缝的位置和发展方向，保证对储藏地层的改造达到预期效果。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种增产短节、管柱和完井方法。该增产短节能够对不同油藏选择水力参数进行定向射孔，可有效地控制储藏地层的井眼裂缝的位置和发展方向，使对储藏地层的改造达到预期效果。
根据本发明的第一方面，提出了一种增产短节，包括：
桶状的外壳，在外壳的壁上设置有安装孔，
子管，子管的一端能与外壳的内腔连通，子管的另一端能插入到安装孔中，以使得在向外壳中泵送液体时，液体能由子管的一端进入而从另一端喷出而射向储层，并在节流压差作用下子管通过安装孔向外延伸并至少部分地进入到储层中，
设置在外壳的内腔中并用于在轴向上密封式截断外壳的内腔的密封塞，
其中，子管能滑动密封式穿过密封塞。
在一个实施例中，在外壳的内壁上设置第一台阶面，密封塞的下端面能与第一台阶面抵接，在密封塞的上端设置压紧套以限定密封塞，子管能穿过压紧套的内腔。
在一个实施例中，在密封塞上开设阶梯状的轴向通孔，在通孔内的密封塞与子管之间设置密封组件，密封组件的下端抵接于设置在通孔内壁上的第二台阶面上，而密封组件的上端由密封螺母限定。
在一个实施例中，密封组件包括密封圈和设置在密封圈的外侧的支撑环，密封圈的外壁与支撑环的内壁齿接，在支撑环的外壁与通孔的内壁之间设置第二密封圈。
在一个实施例中，外壳与密封塞由铝镁合金材料制成。
在一个实施例中，外壳的下端壁构造为在从上到下方向上截面面积逐渐减小的圆锥状，安装孔设置在外壳的下端壁上且子管的另一端头能突出外壳的下端壁。
在一个实施例中，安装孔内设置支撑套，在支撑套的中段与子管之间设置密封套，在安装孔的下端设置限位环用于将密封套沿着所述安装孔的轴向压紧在支撑套的第三台阶面上。
根据本发明的第二方面，提出了一种管柱，包括：
油管串，
上述的增产短节，
其中，增产短节为一个或多个，当增产短节为多个时，被设定为不同的级，以在不同级施工过程中依次通过丢手短节设置在油管串的下端而被丢手到相应级的储层中。
根据本发明的第三方面，提出了完井方法，包括：
步骤一，将上述的管柱携带对应级的增产短节下入到储藏地层预定位置；
步骤二：向管柱的内腔中泵送液体，液体进入到子管的内腔并通过子管喷射以射穿岩层，并且在节流压力作用下，子管相对于外壳移动向储藏地层内伸入；
步骤三：提高泵送排量，进行液压丢手使得该级增产短节与油管串脱离；
步骤四，提出管柱的油管串；
步骤五，依据需要，循环式进行步骤一到四。
在一个实施例中，还包括步骤六，向储层能泵送酸液以溶解增产短节。
与现有技术相比，本发明的优点在于，在利用该增产短节进行完井时，能有效地控制裂缝位置和发展方向，增强了对裂缝的可控性。在储藏地层中生成的孔眼裂缝面积和长度大，从而能有效增加泄油其面积和产能。子管能有效地插入储藏地层，并可以超过钻井污染带，避免井眼污染。储藏地层中生成的井眼针对性强，套管强度受损小，对套管强度影响很小，从而延长了油井寿命。此外，根据本发明的增产短节可以分级式利用，以在不同级进行重复性的作业，最终实现油井定点多次，大范围、高效率沟通储层的目的，从而增加油气井储集体沟通概率，达到油气井增产的目的。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的管柱并表示了第一级增产短节入井状态；
图2为来自图1的A处放大图；
图3显示了根据本发明的一个实施例的第一级增产短节作业状态图；
图4显示了根据本发明的一个实施例的第一级增产短节丢手后状态图；
图5显示了根据本发明的一个实施例的第二级增产短节入井状态图；
图6显示了根据本发明的一个实施例的第二级增产短节作业状态图；
图7显示了根据本发明的一个实施例的第二级增产短节丢手后状态图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步说明。
图1显示了根据本发明的管柱500。如图1所示，管柱500包括油管串200和增产短节100。其中，增产短节100通过丢手短节300设置在油管串200的下端。
具体地，如图2所示，增产短节100包括外壳1、子管2和密封塞3。外壳1自身为桶状，其下端封闭而上端为开口状，用于与油管串200实现连通式连接。在外壳1的壁上设置有安装孔12。在初始状态下，子管2的一端与外壳1的内腔连通，也就是，例如如图1所示的，子管2的一端可以轴向向上延伸至油管串200的内腔中。而子管2的另一端插入到安装孔12中。该子管2与安装孔12形成滑动式密封连接。密封塞3设置在外壳1的内腔中，并用于在轴向上密封式截断外壳1的内腔。并且，子管2能滑动密封式穿过密封塞3。
在石油完井过程中，将此增产短节100通过丢手短节300安装在油管串200上。然后将携带增产短节100的管柱500下放到预定储藏地层，从地面向油管串200内泵送液体。液体通过子管2的一端进入并由子管2的另一端喷出，以刺穿储藏地层形成孔洞。同时，由于子管2的过流面积小于外壳1的过流面积，形成节流压差，在节流压力推动下，子管2沿着安装孔12的布设方向向储层内延伸。最终，子管2至少部分伸入储藏地层中，以在储藏地层中形成储藏开采流道，如图3所示。使用此增产短节100生成储藏开采流道时，能有效地控制储藏层的孔洞的位置和发展方向，有助于提高出油气量。并且在形成开采流道过程中，耗费液体少，操作成本低，对储藏地层的改造可控性高。另外，正是由于设置了密封塞3，液体压力能在密封塞3上端的油管串200的内腔中集聚，以能保证进入子管2的液体压力不损失。同时，通过设置该密封塞3还能避免液体进入到密封塞3的下端的外壳1的内腔中，避免液体通过安装孔12向外泄露，从而减低安装孔12处的密封设置，简化了安装孔12处的结构和安装工艺。另外，通过设置该密封塞3还能起到收纳子管2以及为子管2的延伸运动导向的作用。
如图2所示，在外壳1的内壁上设置第一台阶面11。柱状的密封塞3塞入到外壳1的内腔中，其下端面能与第一台阶面11抵接。在密封塞3的上端设置压紧套4以轴向压紧密封塞3，从而限定密封塞3的位置。该压紧套4为筒状，以使得子管2能穿过压紧套4的内腔。另外，密封塞3与外壳1之间可以设置第一密封圈5，优选地，可以设置多道，例如三道，用于保证两者之间的密封。
在密封塞3上开设阶梯状的轴向通孔31。在通孔31内的密封塞3与子管2之间设置密封组件6。优选地，密封组件6包括密封圈61和设置在密封圈61的外侧的支撑环62。其中，密封圈61主要起到密封作用，而支撑环62用于起到骨架支撑作用，辅助提高密封效果。并且，密封圈61的外壁与支撑环62的内壁齿接，以用于增加两者之间的接触面积，并提高结合处的结合强度，从而更好地保证密封效果。例如，在轴向截面上，密封圈61与支撑环62为方形波状的结合方式。安装后，支撑环62的下端面抵接于设置在通孔31内壁上的第二台阶面32上，以用于密封组件6与通孔31的安装配合。而密封圈61在通孔31内一直延伸到至通孔31的下端面，用于保证子管2与密封塞3的密封式接触，并保证子管2的延伸安全。另外，在支撑环62的外壁与通孔31之间还设置有第二密封圈63，用于在该处实现密封。
密封组件6的上端设置密封螺母7，以用于固定密封组件6。另外，该密封螺母7的内壁和外壁上均通过硫化方式设置有第三密封圈71，用于实现密封螺母7与通孔31之间的密封。
通过上述的密封组件6以及密封螺母7与通孔31的配合关系，在密封塞3与外壳1之间，以及密封塞3与子管2之间均形成了良好的密封，有助于保证子管2的高效喷射、注入延伸。
根据本发明，该增产短节100的外壳1、密封塞3，以及压紧套4和其它非密封圈等部件均可由铝镁合金材料制成，以在完成完井作业后的一段时间(例如，1到6个月)通过泵送酸液的方式被溶解，从而实现井筒的通径，避免增产短节影响其它后续作业或者省去了打捞等操作。
外壳1的下端壁构造为在从上到下方向上截面面积逐渐减小的圆锥状，这种结构设计有助于管柱500的下入。安装孔12设置在外壳1的下端壁上，且子管2的另一端头能突出外壳1的下端壁，以避免子管2的另一端在下入操作中被剐蹭，同时突出的子管2能避免子管2被封堵在安装孔12处，保证子管2顺利延伸。
安装孔12与子管2之间可以是滑动密封式连接。其具体的连接关系如图2所示，在安装孔12内设置支撑套8。在支撑套8的中段与子管2之间设置密封套81，在安装孔12的下端设置限位环82用于将密封套81沿着安装孔12的轴向压紧在支撑套的第三台阶面83上。这种设置结构简单，容易实现。
需要说明的是，本申请对安装孔12与增产短节100的轴向之间的角度，并不做特别的限定。也就是说，安装孔12与增产短节100的轴向之间的角度可以根据需要进行调节。另外，对应一级增产短节100可以设置多个子管2，而安装孔12的位置可以根据需要设置在外壳1的壁上，同时，通孔31可以沿着周向均匀分布的方式设置在密封塞3上。
下面根据图1到7详细描述利用该增产短节100进行完井的方法。
先通过丢手短节300将例如第一级的增产管柱100连接到油管串200上。然后将连接好的管柱500下入到预设储层，如图1所示。向管柱500的内腔中泵送液体。液体压力在密封塞3的上端聚集，同时，液体从子管2的一端进入，并从子管2的另一端喷出，以射穿岩层。并在节流压力作用下，子管2相对于外壳1移动向储藏地层内伸入，用于沟通该位置附近的储集体，如图3所示。再然后，提高泵注的排量，压力到达预设的丢手值时，丢手短节300实现增产短节100与油管串200脱离，此时可以将油管串200提出井筒，如图4所示。
然后，再次组装管柱500以进行第二级的射孔作业。管柱500组装完成后，被送入到第二级的预设位置，如图5所示。依照第一级的操作，进行第二级射孔作业，如图6所示。在该级射孔完成后，将油管串200提出井筒，以备进行下一级射孔作用。如上，进行重复性射孔作业以最终实现油井定点多次、大范围、高效率的沟通储集体的目的。所有作业结束后，油气资源沿着钻进的孔道进入到主井筒，实现返排。
以上给出了进行多级射孔的作业方法。容易理解地，本申请的管柱500并不对射孔的级数进行特别的限定，也就是说，即便利用管柱500进行一级射孔，也包含于本申请的保护范围中。
以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种增产短节，其特征在于，包括：
桶状的外壳，在所述外壳的壁上设置有安装孔，
子管，所述子管的一端能与所述外壳的内腔连通，所述子管的另一端能插入到所述安装孔中，以使得在向所述外壳中泵送液体时，液体能由所述子管的一端进入而从另一端喷出而射向储层，并在节流压差作用下所述子管通过所述安装孔向外延伸并至少部分地进入到储层中，
设置在所述外壳的内腔中并用于在轴向上密封式截断所述外壳的内腔的密封塞，
其中，所述子管能滑动密封式穿过所述密封塞，
在所述密封塞上开设有阶梯状的轴向通孔，在所述通孔内的所述密封塞与所述子管之间设置密封组件，所述密封组件的下端抵接于设置在所述通孔内壁上的第二台阶面上，而所述密封组件的上端由密封螺母限定。
2.根据权利要求1所述的增产短节，其特征在于，在所述外壳的内壁上设置第一台阶面，所述密封塞的下端面能与所述第一台阶面抵接，在所述密封塞的上端设置压紧套以限定所述密封塞，所述子管能穿过所述压紧套的内腔。
3.根据权利要求1或2所述的增产短节，其特征在于，所述密封组件包括密封圈和设置在所述密封圈的外侧的支撑环，所述密封圈的外壁与所述支撑环的内壁齿接，在所述支撑环的外壁与所述通孔的内壁之间设置第二密封圈。
4.根据权利要求3所述的增产短节，其特征在于，所述外壳与所述密封塞由铝镁合金材料制成。
5.根据权利要求1或2所述的增产短节，其特征在于，所述外壳的下端壁构造为在从上到下方向上截面面积逐渐减小的圆锥状，所述安装孔设置在所述外壳的下端壁上且所述子管的另一端头能突出所述外壳的下端壁。
6.根据权利要求1或2所述的增产短节，其特征在于，所述安装孔内设置支撑套，在所述支撑套的中段与所述子管之间设置密封套，在所述安装孔的下端设置限位环用于将所述密封套沿着所述安装孔的轴向压紧在所述支撑套的第三台阶面上。
7.一种管柱，其特征在于，包括：
油管串，
根据权利要求1到6中任一项所述的增产短节，
其中，所述增产短节为一个或多个，当所述增产短节为多个时被设定为不同的级，以在不同级施工过程中依次通过丢手短节设置在所述油管串的下端而被丢手到相应级的储层中。
8.一种完井方法，其特征在于，包括：
步骤一，将根据权利要求7所述的管柱携带对应级的增产短节下入到储藏地层预定位置；
步骤二：向所述管柱的内腔中泵送液体，液体进入到子管的内腔并通过子管喷射以射穿岩层，并且在节流压力作用下，子管相对于所述外壳移动向储藏地层内伸入；
步骤三：提高泵送排量，进行液压丢手使得该级所述增产短节与所述油管串脱离；
步骤四，提出所述管柱的油管串；
步骤五，依据需要，循环式进行步骤一到四。
9.根据权利要求8所述的完井方法，其特征在于，还包括步骤六，向储层能泵送酸液以溶解所述增产短节。
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