CN114086923A - 一种自充填防砂防蜡提液生产工具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自充填防砂防蜡提液生产工具及方法，包括油管串、第一油管和泵，还包括自充填挡砂防砂工具、防蜡工具，自充填挡砂防砂工具、防蜡工具从石油井口至井底依次下入石油井套管内，自充填挡砂防砂工具悬挂于石油井套管内的底部，防蜡工具悬挂于石油井口并延伸至套管内；自充填挡砂防砂工具与防蜡工具位于同一竖直方向上，且二者间隔一定距离；防蜡工具设于第一油管上，防蜡工具包括皮碗封隔器、上筛管和下筛管，防蜡工具与第一油管组成的管柱系统作为进液和洗井通道系统，且确保井液进泵前不会结蜡。本发明结合自充填挡砂防砂工具、防蜡工具于一体，通过一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂。

Description

一种自充填防砂防蜡提液生产工具及方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种自充填防砂防蜡提液生产工具及方法。

背景技术

目前，哈萨克斯坦K&B油田Bektas油田油层压力低、温度低、胶结疏松，砂、蜡并存。油田开采时油井出砂现象普遍，影响生产，为适应少量携砂生产，避免地层激动和局部高速出液加剧出砂，普遍采取上提泵挂、逐步调参提高液量及泵下挂滤挡住地层砂进入泵筒的被动方式生产，没有发挥出地层应有的潜力。从目前油井生产状况和增产措施实施情况看，“砂、蜡”是制约提液的主要因素，结蜡严重存在蜡堵生产层段炮眼，特别是出砂防治已成为下步制约提液生产的一个重要问题。油田提液工作包括优化强注强采工艺配套技术和完善提液井筒综合治理，针对影响提液的“砂、蜡”问题，一井一策，分类治理，通过优化举升、防砂除蜡、油层改造及修井措施和作业配套技术，实现最大限度的提液增效。

例如，Bektas油田清防蜡工艺现状，如下：

1、Bektas油田原油含蜡量和结蜡点：Betas油田M-0-2层地层原油凝固点低于26℃，胶质沥青质及蜡28.92％，平均地层温度38℃，油井普遍结蜡，作业频繁，蜡卡和堵塞进液口成为最主要的检泵原因。

2、Bektas油田清防蜡工艺现状：有杆泵防蜡采用抽油杆上安装热固式螺旋尼龙刮蜡器，个别井辅以合金防蜡短节。下合金防蜡短节的井热洗制度为1次/20天；少数井井下管柱捆绑700米以上电缆伴热生产。含水低的结蜡较为严重的井普遍采用热油洗井，热油洗井--对于结蜡严重的高含水井，采取热水洗井。单次用量14方-20方，热洗制度为7-10天一次。

油田清防蜡工艺方法包括：(1)树脂溶液防砂，(2)覆膜砂防砂，(3)压裂防砂，(4)简单型悬挂滤砂管防砂，通过对以上几种常用防砂工艺防砂原理及可知：树脂固结类防砂工艺(各类防砂树脂)主要适用于地层少量出砂或先期防砂，防砂强度较吸附类高，有效期较长。固砂阻挡类工艺中涂防、压裂防砂适应范围较前两者宽，但实质仍依靠化学固结形成挡砂层，因而防砂强度不够高。滤砂管防砂，适用于薄层，砂粒径中值大，分布均匀、泥质含量少、稀油井。

总之，现有技术中石油开采提液过程中，防砂、防蜡往往是采用单独的工具进行，且防蜡与防砂效果差，容易堵塞；缺乏一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中石油开采提液过程中，防砂、防蜡往往是采用单独的工具进行，且防蜡与防砂效果差，容易堵塞；缺乏一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂。

本发明目的在于提供一种自充填防砂防蜡提液生产工具及方法，本发明为兼具自充填防砂、防蜡功能的自充填防砂防蜡提液生产工具，在石油开采过程中不仅实现高效防蜡，同时实现高效自充填挡砂防砂，解决现有技术中的上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种自充填防砂防蜡提液生产工具，包括油管串、第一油管和泵，所述泵伸入所述第一油管内，且采出的油排出至油管串；还包括自充填挡砂防砂工具、防蜡工具，所述自充填挡砂防砂工具、防蜡工具从石油井口至井底依次下入石油井套管内，所述自充填挡砂防砂工具悬挂于石油井套管内的底部(即人工井底)，所述防蜡工具通过井口悬挂器悬挂于石油井口并延伸至石油井套管内；所述自充填挡砂防砂工具与防蜡工具位于同一竖直方向上，且所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔一定距离；

所述防蜡工具设于第一油管上，防蜡工具包括皮碗封隔器、上筛管和下筛管，所述皮碗封隔器套设于所述第一油管上且与紧贴石油井套管内壁，所述皮碗封隔器在石油井套管内把第一油管上下分开；所述上筛管设于皮碗封隔器之上，下筛管设于皮碗封隔器之下；所述防蜡工具与第一油管组成的管柱系统作为进液和洗井通道系统，且确保井液进泵前不会结蜡。

其中，上筛管和下筛管均是在通过第一油管上打孔形成。

其中，本发明的泵特指管式泵。

工作原理如下：

考虑到油田防砂防蜡提液主要需要同时解决三个问题：1、油田防砂：经济防砂、井筒挡砂、防而不堵、强采提液。努力实现防砂提液，做到效益最大化。防砂工艺须根据油井的不同特点和井筒状况，从生产目的性、技术可靠性、方案可行性、经济合理性、现场工艺实施难度等方面综合评价，针对该油层生产层薄、地层砂粒径大、油粘度低、粘土含量少的特点推荐低成本挂滤防砂技术。2、油田防蜡：技术关键提高井液的温度，可以依靠的有效热源一充分利用地层温度，保持进泵液体温度在结蜡点以上；由于油层温度在38度左右，因此提液可以有效保持地层油温在举升过程中降低热损失，减轻井下结蜡；二来利用外来热源。热源主要是热洗和电加热。伴热电缆加热价格昂贵，无法大规模推广应用，生产中最有效和实用的办法是热油洗井。但热油洗井需要解决洗井热油只能循环到泵而不能洗到油层的问题；解决的办法一是热洗时挤入油层焖井。二是大排量泵车把热洗融化的有机杂质带出地面，另外一个新的思路是必须保证进泵前井液不能结蜡，井液进泵后必须设法消除结蜡点以上井筒内生成的蜡落入井底，污染油层和堵塞泵进液通道。3、油田提液生产：防砂从本质上是一种维护性措施。从经验看，挤入式防砂工艺会在原井产量基础上降产10-20％，老井老层带基础油产量主动提液防砂的成功做法很少见。选择低成本挂滤防砂技术，其技术实质是将泵下作为过滤进液通道的滤砂管挂到油层。要想实现提液强采，采取的思路就是必须把泵下到井筒最深处接近滤砂管的位置，维持最低的沉没度，最大限度放大生产压差，充分利用地层压力，实现强采提液。

本发明结合以上考虑，设计了兼具自充填防砂、防蜡功能的自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂；本发明的技术关键及创新点在于：

第一，结合自充填挡砂防砂工具、防蜡工具于一体，通过一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂；

第二，防蜡工具主要由上筛管、下筛管和倒装的皮碗封隔器组成的进液和洗井通道系统，该系统紧接在泵下，创新点在于采用反装的皮碗封隔器和上筛管、下筛管解决了防蜡和强采问题。其作用如下：

(1)上筛管、下筛管、倒装的皮碗封隔器、油管短接和第一死堵组成的管柱系统确保井液进泵前不会结蜡。将此系统下到接近油层悬挂滤砂管的位置》800米，此位置位于结蜡点之下(结蜡点38度，对应的油层深度为550米)，因此井液进入泵之前不会结蜡。另外，由于该管柱系统下到了最接近油层的深度，可以满足200-300米泵沉没度条件下液量稳定时最大限度的利用现有油层压力，放大生产压差。

(2)上筛管有三个作用：一是确保了皮碗封隔器以上管柱可以定期热油洗井，用来解除生产过程中油套环空、油管抽油杆环空内因举升的井液降温到结蜡点以下时析出的蜡，保证了泵内进液通道不被蜡堵。二是上筛管与下筛管一起作为油套连通的通道，确保能够正常测试动液面并让部分溶解气分离进入环空，减少气体进入泵筒导致泵效降低；三是上筛管紧贴着皮碗封隔器下入，使得定期热油洗井时能够完全洗到皮碗封隔器以上所有部位，以防止有落物杂质沉到皮碗封隔器之上避免导致作业检泵时出现卡钻事故。

(3)皮碗封隔器创新采取与通常用法相反的碗口向下反装，其作用有3个：一是作为挡蜡装置使用，确保井液进泵后结蜡点以上油套环形空间井筒内生成的蜡及其它脏物杂质及作业检泵过程中落物不能进入自充填挡砂防砂工具的滤砂管的内腔中堵塞出液通道；二是作为泵下油管扶正器使用，用以保持泵在套管中垂直居中，有利于改善泵况和提高泵效；三是作为套管刮管器和通径规使用。因为下入的皮碗封隔器的钢体最大外径为115mm，其胶筒碗口最大外径为127mm，下入的的井筒套管内径为127.0mm，当检泵时，上提油管的过程就是在刮套管壁和通井。创新将皮碗封隔器碗口朝下反装的主要目的和作用是在检泵上提油管时，胶筒处于自然收缩解封状态，确保不会出现碗口向上的皮碗封卡钻事故。

(4)下筛管的作用：下筛管作为泵与经自充填挡砂防砂工具的滤砂管过滤后的井液的进入泵筒的进液通道(进液从下筛管进入第一油管，通过泵抽取出)；同时作为挤入洗井热油进入油层进行焖井解除滤砂管被有机质堵塞的进液通道。

进一步地，所述皮碗封隔器为一个大开口朝下且小开口朝上的胶筒，所述皮碗封隔器与上筛管、皮碗封隔器与下筛管之间均通过API标准73毫米平式(或加厚)油管标准接箍两端螺纹连接。

进一步地，所述皮碗封隔器的材质为橡胶材质，具有弹性，且能够承受8吨的拉力。

进一步地，所述下筛管底部通过油管短接连接第一死堵，所述油管短接与第一死堵作为第一沉沙口袋，既能作为捕集器，捕集洗井时经泵筒内固定凡尔座下沉的杂质和蜡块，防止落物进入泵下悬挂精密滤砂管内腔造成堵塞，也为检泵作业时分析泵故障原因收集到了实物证据。

所述油管串、泵、第一油管、上筛管、皮碗封隔器、下筛管、油管短接和第一死堵依次排布。

进一步地，还包括丢手式液压封隔器，所述丢手式液压封隔器设于所述自充填挡砂防砂工具顶部，所述丢手式液压封隔器外接丢手服务工具，作为坐封前的油管试压工具。

丢手式液压封隔器有三个作用，一是与丢手服务工具连接，作为坐封前的油管试压工具(坐封压力12-14兆帕)，因此实施坐封、丢手工序的同时就是在进行油管试压，试压管柱即生产管柱，坐封成功也即实现了完井管柱试压；二是起到封隔、遮挡、固定滤砂管以下油层的作用；三是其鱼顶作为今后进行打捞封隔器及其下悬挂的精密滤砂管的打捞接头和作业面。

进一步地，所述自充填挡砂防砂工具包括依次设置的第二油管、滤砂管、套装尼龙油管扶正器、沉砂短接和第二死堵，所述第二油管伸入至油层，在油层内的所述第二油管部分的外壁缠绕有所述滤砂管，且在油层内的所述第二油管部分的外壁上设置有孔眼；

所述沉砂短接和第二死堵作为第二沉沙口袋；所述滤砂管与所述套管内壁组成环形沉砂空间；

第二油管、滤砂管、套装尼龙油管扶正器、沉砂短接和第二死堵组成的系统是实现自充填挡砂防砂的关键部分，第二油管及套装尼龙扶正器(外径115mm)起到的作用是使精密滤砂管在井筒内沿轴向垂直居中；精密滤砂管最大外径92mm，其中心管最大外径×内通径为73mm×62mm。精密滤砂管与内径127毫米的油层套管之间形成17.5mm的环形空间，地层砂随井液流出射孔孔眼后，井液经精密滤砂管过滤进入泵内，地层砂被阻挡在精密滤砂管过滤层之外，并下降落入人工井底，随着油井生产的进行，累积出砂量将逐渐充填在丢手式液压封隔器以下精密滤砂管与油层套管之间的环形沉砂空间，当地层砂完全充填盖住精密滤砂管顶界后，就自然形成》17.5mm厚度的环形挡砂屏障，完成了滤砂管与套管之间的管内自充填，这样就形成了具有一定渗透性的二次过滤带，既实现了挡砂作用，又不堵塞井液流入滤砂管内腔，并且还能起到保护滤砂管，延长其使用寿命的作用。利用地层砂自然充填形成渗透性的二次挡砂过滤带，就是本发明称作自充填防砂防蜡的原因及主要创新点。沉砂短接与第二丝堵组成了第二沉沙口袋，起作用有三个：一是作为通过滤砂管过滤层的更细的砂粒和井筒内落下的杂质的捕集器；二是与丢手式液压封隔器、滤砂管共同组成与油层上下井筒空间完全隔离的封闭过滤系统；三是作为检泵作业时下入小直径冲管清理滤砂管内腔的容纳口袋，另外也是下入小直径冲管进行处理油层的工艺措施的通道和容纳空间。

进一步地，所述第二油管、第一油管、上筛管、下筛管、油管短接、第一死堵、第二死堵、沉砂短接均为同直径的管子；

比如，所述管子的外径外73mm、内通径为62mm；

所述第一油管的长度延伸至井口，所述上筛管的长度为2m-3m，所述下筛管的长度为2m-3m，所述油管短接的长度为9.5m，所述第一死堵的长度为0.1m，所述第二死堵的长度为0.1m，所述第二油管的长度为9.5m，所述沉砂短接的长度为5.0m。

所述滤砂管的挡砂精度选取可满足砂的直径为150、200、250、300、350um不同需求选择。

进一步地，所述滤砂管的顶部距离第一死堵的距离大概为10m-15m。

进一步地，所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔3m-5m。

第二方面，本发明又提供了一种自充填防砂防蜡提液生产工具的采油方法，该方法包括：

步骤1，进行检泵并探井底；

步骤2，进行探冲砂、套管试压、试挤；

步骤3，通井及进行刮管、油管试压，直至油管正试压直至合格；

步骤4，下入自充填挡砂防砂工具、防蜡工具：自充填挡砂防砂工具、防蜡工具的管柱结构自下而上为：第二丝堵、沉砂短接、滤砂管、第二油管、丢手服务工具与丢手式液压封隔器、提升短接、油管短接、第一油管、磁定位短接、油管串至井口；

步骤5，磁定位：自充填挡砂防砂工具的管柱结构下至井筒内预设深度位置后，进行磁性定位，根据磁定位结果调整管柱下入深度；

步骤6，进行防砂工序操作：包括坐封、验封、丢手三步，第一步：坐封，将自充填挡砂防砂工具的防砂管柱下入预设位置后，从套管闸门向第二油管反洗井一周，用地层水灌满井筒，这时从井口向第二油管内投入钢球，沉球一定时间，第二油管分别正打压并各稳压一定时间完成座封工序；第二步：验封，完成座封动作后，泵车停泵，打压流程和管线泄压，使用通井机上提管柱负荷减去管柱自重不大于1吨，若管柱起出部分不超过弹性伸长量且通井机指重表显示负荷有增加趋势，则可确定坐封成功；第三步：丢手，泵车开泵从油管继续打压，泵压上升至18-20MPa出现压力突降，这时与丢手式液压封隔器连接为一体的丢手服务工具和丢手式液压封隔器之间脱开，实现丢手，丢手式液压封隔器就悬挂在了油层顶界以上预设的位置；然后起出丢手服务工具和所有的油管，完成防砂滤砂管工具井下悬挂作业过程；

步骤7，下完井生产管柱开机生产采油。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明结合自充填挡砂防砂工具、防蜡工具于一体，通过一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂。

2、本发明上筛管、下筛管、倒装的皮碗封隔器、油管短接和第一死堵组成的管柱系统确保井液进泵前不会结蜡。

3、本发明上筛管有三个作用：一是确保了皮碗封隔器以上管柱可以定期热油洗井，用来解除生产过程中油套环空、油管抽油杆环空内因举升的井液降温到结蜡点以下时析出的蜡，保证了泵内进液通道不被蜡堵。二是上筛管与下筛管一起作为油套连通的通道，确保能够正常测试动液面并让部分溶解气分离进入环空，减少气体进入泵筒导致泵效降低；三是上筛管3紧贴着皮碗封隔器下入，使得定期热油洗井时能够完全洗到皮碗封隔器以上所有部位，以防止有落物杂质沉到皮碗封隔器之上避免导致作业检泵时出现卡钻事故。

4、本发明皮碗封隔器创新采取与通常用法相反的碗口向下反装，其作用有3个：一是作为挡蜡装置使用，确保井液进泵后结蜡点以上油套环形空间井筒内生成的蜡及其它脏物杂质及作业检泵过程中落物不能进入自充填挡砂防砂工具的滤砂管的内腔中堵塞出液通道；二是作为泵下油管扶正器使用，用以保持泵在套管中垂直居中，有利于改善泵况和提高泵效；三是作为套管刮管器和通径规使用。因为下入的皮碗封隔器的钢体最大外径为115mm，其胶筒碗口最大外径为127mm，下入的的井筒套管内径为127.0mm，当检泵时，上提油管的过程就是在刮套管壁和通井。创新将皮碗封隔器碗口朝下反装的主要目的和作用是在检泵上提油管时，胶筒处于自然收缩解封状态，确保不会出现碗口向上的皮碗封卡钻事故。

5、本发明下筛管的作用：下筛管作为泵与经自充填挡砂防砂工具的滤砂管过滤后的井液的进入泵筒的进液通道；同时作为挤入洗井热油进入油层进行焖井解除滤砂管被有机质堵塞的进液通道。

6、本发明的滤砂管与所述套管内壁组成环形沉砂空间，地层砂随井液流出射孔孔眼后，井液经所述滤砂管过滤进入泵内，地层砂被阻挡在所述滤砂管过滤层之外，并下降落入人工井底，随着油井生产的进行，累积出砂量将逐渐充填在丢手式液压封隔器以下的所述滤砂管与石油井的油层套管之间的环形沉砂空间，当地层砂完全充填盖住所述滤砂管顶界后，形成大于或等于环形沉砂空间厚度的环形挡砂屏障，完成了滤砂管与套管之间的管内自充填。这样就形成了具有一定渗透性的二次过滤带，既实现了挡砂作用，又不堵塞井液流入滤砂管内腔，并且还能起到保护滤砂管，延长其使用寿命的作用。利用地层砂自然充填形成渗透性的二次挡砂过滤带，就是本发明称作自充填防砂防蜡的原因及主要创新点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种自充填防砂防蜡提液生产工具结构示意图。

附图标记及对应的零部件名称：

1-油管串，2-泵，3-上筛管，4-皮碗封隔器，5-下筛管，6-油管短接，7-第一死堵，8-丢手式液压封隔器，9-第二油管，10-滤砂管，11-套装尼龙油管扶正器，12-沉砂短接，13-第二死堵，14-人工井底，15-第一油管，16-套管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种自充填防砂防蜡提液生产工具，包括油管串1、第一油管15和泵2(本发明的泵2特指管式泵)，所述泵2伸入所述第一油管15内，且采出的油排出至油管串1；还包括自充填挡砂防砂工具、防蜡工具，所述自充填挡砂防砂工具、防蜡工具从石油井口至井底依次下入石油井套管16内，所述自充填挡砂防砂工具悬挂于石油井套管16内的底部(即人工井底14)，所述防蜡工具通过井口悬挂器悬挂于石油井口并延伸至石油井套管16内；所述自充填挡砂防砂工具与防蜡工具位于同一竖直方向上，且所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔一定距离；进一步地，所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔3m-5m。

具体地，所述防蜡工具设于第一油管15上，防蜡工具包括皮碗封隔器4、上筛管3和下筛管5，所述皮碗封隔器4套设于所述第一油管15上且与紧贴石油井套管16内壁，所述皮碗封隔器4在石油井套管16内把第一油管15上下分开；所述上筛管3设于皮碗封隔器4之上，下筛管5设于皮碗封隔器4之下；所述防蜡工具与第一油管15组成的管柱系统作为进液和洗井通道系统，且确保井液进泵2前不会结蜡。其中，上筛管3和下筛管5均是在通过第一油管15上打孔形成。

其中，所述皮碗封隔器4为一个大开口朝下且小开口朝上的胶筒，所述皮碗封隔器4与上筛管3、皮碗封隔器4与下筛管5之间均通过API标准73毫米平式(或加厚)油管标准接箍两端螺纹连接。所述皮碗封隔器4的材质为橡胶材质，具有弹性，且能够承受8吨的拉力。

其中，所述下筛管5底部通过油管短接6连接第一死堵7，所述油管短接6与第一死堵7作为第一沉沙口袋，既能作为捕集器，捕集洗井时经泵筒内固定凡尔座下沉的杂质和蜡块，防止落物进入泵2下悬挂精密滤砂管10内腔造成堵塞，也为检泵作业时分析泵故障原因收集到了实物证据。

具体地，还包括丢手式液压封隔器8，所述丢手式液压封隔器8设于所述自充填挡砂防砂工具顶部，所述丢手式液压封隔器8外接丢手服务工具，作为坐封前的油管试压工具。

具体地，所述自充填挡砂防砂工具包括依次设置的第二油管9、滤砂管10、套装尼龙油管扶正器11、沉砂短接12和第二死堵13，所述第二油管9伸入至油层，在油层内的所述第二油管9部分的外壁缠绕有所述滤砂管10，且在油层内的所述第二油管9部分的外壁上设置有孔眼；

所述沉砂短接12和第二死堵13作为第二沉沙口袋；

所述滤砂管10与所述套管16内壁组成环形沉砂空间，地层砂随井液流出射孔孔眼后，井液经所述滤砂管10过滤进入泵2内，地层砂被阻挡在所述滤砂管10过滤层之外，并下降落入人工井底14，随着油井生产的进行，累积出砂量将逐渐充填在丢手式液压封隔器8以下的所述滤砂管10与石油井的油层套管16之间的环形沉砂空间，当地层砂完全充填盖住所述滤砂管10顶界后，形成大于或等于环形沉砂空间厚度的环形挡砂屏障，完成了滤砂管10与套管16之间的管内自充填。

具体实施时，本发明图1从井口至井底下入方向：所述油管串1、第一油管15、泵2、上筛管3、皮碗封隔器4、下筛管5、油管短接6和第一死堵7、丢手式液压封隔器8、第二油管9、滤砂管10、套装尼龙油管扶正器11、沉砂短接12、第二死堵13依次排布。所有井筒内管柱规格尺寸与图中数字序号对应如下表1：

表1自充填防砂防蜡提液生产工具的井筒管柱名称及规格尺寸表

说明：1、滤砂管10挡砂精度选取可满足砂直径为150、200、250、300、350um不同需求选择。其中，滤砂管10的滤缝的宽度为砂直径的三分之二。

2、所有下井工具之间安装连接方式均采用API标准73毫米平式(或加厚)油管标准接箍两端螺纹连接，不需要任何特殊连接方式，故不再叙述。

本发明结合以上考虑，设计了一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂；本发明的技术关键及创新点在于：

第一，结合自充填挡砂防砂工具、防蜡工具于一体，通过一种自充填防砂防蜡提液生产工具来实现石油开采过程中高效防蜡、防砂；

第二，防蜡工具主要由上筛管3、下筛管5和倒装的皮碗封隔器4组成的进液和洗井通道系统，该系统紧接在泵2下，创新点在于采用反装的皮碗封隔器4和上筛管3、下筛管5解决了防蜡和强采问题。其作用如下：

(1)上筛管3、下筛管5、倒装的皮碗封隔器4、油管短接6和第一死堵7组成的管柱系统确保井液进泵2前不会结蜡。将此系统下到接近油层悬挂滤砂管10的位置》800米，此位置位于结蜡点之下(结蜡点38度，对应的油层深度为550米)，因此井液进入泵2之前不会结蜡。另外，由于该管柱系统下到了最接近油层的深度，可以满足200-300米泵沉没度条件下液量稳定时最大限度的利用现有油层压力，放大生产压差。

(2)上筛管3有三个作用：一是确保了皮碗封隔器4以上管柱可以定期热油洗井，用来解除生产过程中油套环空、油管抽油杆环空内因举升的井液降温到结蜡点以下时析出的蜡，保证了泵2内进液通道不被蜡堵。二是上筛管3与下筛管5一起作为油套连通的通道，确保能够正常测试动液面并让部分溶解气分离进入环空，减少气体进入泵筒导致泵效降低；三是上筛管3紧贴着皮碗封隔器4下入，使得定期热油洗井时能够完全洗到皮碗封隔器4以上所有部位，以防止有落物杂质沉到皮碗封隔器4之上避免导致作业检泵时出现卡钻事故。

(3)皮碗封隔器4创新采取与通常用法相反的碗口向下反装，其作用有3个：一是作为挡蜡装置使用，确保井液进泵2后结蜡点以上油套环形空间井筒内生成的蜡及其它脏物杂质及作业检泵过程中落物不能进入自充填挡砂防砂工具的滤砂管10的内腔中堵塞出液通道；二是作为泵下油管扶正器使用，用以保持泵2在套管16中垂直居中，有利于改善泵况和提高泵效；三是作为套管16刮管器和通径规使用。因为下入的皮碗封隔器4的钢体最大外径为115mm，其胶筒碗口最大外径为127mm，下入的的井筒套管16内径为127.0mm，当检泵时，上提油管的过程就是在刮套管壁和通井。创新将皮碗封隔器4碗口朝下反装的主要目的和作用是在检泵上提油管时，胶筒处于自然收缩解封状态，确保不会出现碗口向上的皮碗封卡钻事故。

(4)下筛管5的作用：下筛管5作为泵2与经自充填挡砂防砂工具的滤砂管10过滤后的井液的进入泵筒的进液通道(进液从下筛管5进入第一油管15，通过泵2抽取出)；同时作为挤入洗井热油进入油层进行焖井解除滤砂管10被有机质堵塞的进液通道。

(5)油管短接6与第一死堵7作为第一沉沙口袋，既能作为捕集器，捕集洗井时经泵筒内固定凡尔座下沉的杂质和蜡块，防止落物进入泵2下悬挂精密滤砂管10内腔造成堵塞，也为检泵作业时分析泵故障原因收集到了实物证据。

(6)丢手式液压封隔器8有三个作用，一是与丢手服务工具连接，作为坐封前的油管试压工具(坐封压力12-14兆帕)，因此实施坐封、丢手工序的同时就是在进行油管试压，试压管柱即生产管柱，坐封成功也即实现了完井管柱试压；二是起到封隔、遮挡、固定滤砂管10以下油层的作用；三是其鱼顶作为今后进行打捞封隔器及其下悬挂的精密滤砂管10的打捞接头和作业面。

(7)第二油管9、滤砂管10、套装尼龙油管扶正器11、沉砂短接12和第二死堵13组成的系统是实现自充填挡砂防砂的关键部分，第二油管9及套装尼龙扶正器(外径115mm)起到的作用是使精密滤砂管10在井筒内沿轴向垂直居中；精密滤砂管10最大外径92mm，其中心管最大外径×内通径为73mm×62mm。精密滤砂管10与内径127毫米的油层套管16之间形成17.5mm的环形空间，地层砂随井液流出射孔孔眼后，井液经精密滤砂管10过滤进入泵2内，地层砂被阻挡在精密滤砂管10过滤层之外，并下降落入人工井底14，随着油井生产的进行，累积出砂量将逐渐充填在丢手式液压封隔器8以下精密滤砂管10与油层套管16之间的环形沉砂空间，当地层砂完全充填盖住精密滤砂管10顶界后，就自然形成》17.5mm厚度的环形挡砂屏障，完成了滤砂管10与套管16之间的管内自充填，这样就形成了具有一定渗透性的二次过滤带，既实现了挡砂作用，又不堵塞井液流入滤砂管10内腔，并且还能起到保护滤砂管10，延长其使用寿命的作用。利用地层砂自然充填形成渗透性的二次挡砂过滤带，就是本发明称作自充填防砂防蜡的原因及主要创新点。沉砂短接12与第二丝堵组成了第二沉沙口袋，起作用有三个：一是作为通过滤砂管10过滤层的更细的砂粒和井筒内落下的杂质的捕集器；二是与丢手式液压封隔器8、滤砂管10共同组成与油层上下井筒空间完全隔离的封闭过滤系统；三是作为检泵作业时下入小直径冲管清理滤砂管10内腔的容纳口袋，另外也是下入小直径冲管进行处理油层的工艺措施的通道和容纳空间。

本发明一种自充填防砂防蜡提液生产工具，为兼具自充填防砂、防蜡功能的自充填防砂防蜡提液生产工具，在石油开采过程中不仅实现高效防蜡，同时实现高效自充填挡砂防砂，解决现有技术中石油开采提液过程中，防砂、防蜡往往是采用单独的工具进行，且防蜡与防砂效果差，容易堵塞的问题。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种自充填防砂防蜡提液生产工具的采油方法，该方法包括：

步骤1，检泵：拆卸采油井井口流程和采油树，安装井下作业设备，安装防喷装置和井口，用地层水或油层保护液洗井、压井；用作业通井机从井口起出原井管柱(包括石油井套管内原有的抽油杆、活塞、油管、泵筒及所有配套井下管柱工具)，仔细检查并更换不合格管柱；

步骤2，探井底：在井筒内下入底带接箍的油管，探井底，落实目前人工井底深度；

步骤3，进行探冲砂、套管试压、试挤：如果目前人工井底经核实为砂面，下Φ73mm油管底带笔尖探砂面，如果地层砂埋油层，则关闭井口套管闸门从油管正挤地层水对套管试压(泵压15MPa，30min压降小于0.5MPa为合格)，然后冲砂至油层底界以下15m(也可冲至人工井底)，确保循环彻底，返出全部地层砂，试挤求取地层稳定的吸收量和压力；如果地层砂未埋油层，可以从井口油管向井筒填砂至砂埋油层顶界以上15m位置，关闭井口套管闸门从油管正挤地层水对套管试压，试压合格后，冲砂至至油层底界以下15m，试挤求取地层稳定的吸收量和压力。

步骤4，通井：下Φ116mm套管通径规，通至人工井底，准确落实深度；

步骤5，刮管、油管试压：下Φ73mm油管(油管底部安装试压装置)底带与套管内径尺寸配套的套管刮削工具，刮削至人工井底，并在皮碗封隔器坐封位置上下一定距离5.0m反复刮削多次，用本地层水充分反洗井，直至将井内的脏物完全洗出为止，并对油管正试压20MPa，30min压降小于0.5MPa为合格；

步骤6，下入自充填挡砂防砂工具、防蜡工具：

下放速度小于每小时25根，防止尾管触及套管壁损坏防砂工具。自充填挡砂防砂工具、防蜡工具的管柱结构自下而上为：Ф73mm第二丝堵+Ф73mm沉砂短接1.0m+Ф91mm滤砂管(底带扶正器)+Ф73mm第二油管1根+Ф115mm丢手服务工具与丢手式液压封隔器(一体化长度0.85m)+Ф73mm提升短接1.5m+Ф73mm油管短接+Ф73mm第一油管+Ф73mm磁定位短接+油管串(Ф73mm)至井口；

注意：①下入过程中要均匀缓慢，严禁猛提猛放，导致中途座封。②封隔器座封位置须避开套管接箍位置2.0米以上。

步骤7，磁定位：自充填挡砂防砂工具的管柱结构下至井筒内预设深度位置后，进行磁性定位，根据磁定位结果调整管柱下入深度；

步骤8，防砂工序操作：包括坐封、验封、丢手三步，第一步：坐封，将自充填挡砂防砂工具的防砂管柱下入预设位置后，从套管闸门向第二油管反洗井一周，用地层水灌满井筒，这时从井口向第二油管内投入Ф28mm钢球，沉球30min，第二油管分别正打压6、9、12Mpa，各稳压3min完成座封工序(丢手式液压封隔器，胶筒胀开坐封压力为8-12MPa)；第二步：验封，完成座封动作后，泵车停泵，打压流程和管线泄压，使用通井机上提管柱负荷减去管柱自重不大于1吨，若管柱起出部分不超过弹性伸长量且通井机指重表显示负荷有增加趋势，则可确定坐封成功；第三步：丢手，泵车开泵从油管继续打压，泵压上升至18-20MPa出现压力突降，这时与丢手式液压封隔器连接为一体的丢手服务工具和丢手式液压封隔器之间脱开，实现丢手，丢手式液压封隔器就悬挂在了油层顶界以上预设的位置；然后起出丢手服务工具和所有的油管，完成防砂滤砂管工具井下悬挂作业过程。

步骤9，下完井生产管柱开机生产采油。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自充填防砂防蜡提液生产工具，包括油管串、第一油管和泵，所述泵伸入所述第一油管内，且采出的油排出至油管串；其特征在于，还包括自充填挡砂防砂工具、防蜡工具，所述自充填挡砂防砂工具、防蜡工具从石油井口至井底依次下入石油井套管内，所述自充填挡砂防砂工具悬挂于石油井套管内的底部，所述防蜡工具悬挂于石油井口并延伸至石油井套管内；所述自充填挡砂防砂工具与防蜡工具位于同一竖直方向上，且所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔一定距离；

所述防蜡工具设于第一油管上，防蜡工具包括皮碗封隔器、上筛管和下筛管，所述皮碗封隔器套设于所述第一油管上且与紧贴石油井套管内壁，所述皮碗封隔器在石油井套管内把第一油管上下分开；所述上筛管设于皮碗封隔器之上，下筛管设于皮碗封隔器之下；所述防蜡工具与第一油管组成的管柱系统作为进液和洗井通道系统，且确保井液进泵前不会结蜡。

2.根据权利要求1所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述皮碗封隔器为一个大开口朝下且小开口朝上的胶筒，所述皮碗封隔器与上筛管、皮碗封隔器与下筛管之间均通过API标准73毫米平式油管标准接箍两端螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述皮碗封隔器的材质为橡胶材质。

4.根据权利要求1所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述下筛管底部通过油管短接连接第一死堵，所述油管短接与第一死堵作为第一沉沙口袋；

所述油管串、泵、第一油管、上筛管、皮碗封隔器、下筛管、油管短接和第一死堵依次排布。

5.根据权利要求1所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，还包括丢手式液压封隔器，所述丢手式液压封隔器设于所述自充填挡砂防砂工具顶部，所述丢手式液压封隔器外接丢手服务工具，作为坐封前的油管试压工具。

6.根据权利要求1所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述自充填挡砂防砂工具包括依次设置的第二油管、滤砂管、套装尼龙油管扶正器、沉砂短接和第二死堵，所述第二油管伸入至油层，在油层内的所述第二油管部分的外壁缠绕有所述滤砂管，且在油层内的所述第二油管部分的外壁上设置有孔眼；

所述沉砂短接和第二死堵作为第二沉沙口袋；

所述滤砂管与所述套管内壁组成环形沉砂空间，地层砂随井液流出射孔孔眼后，井液经所述滤砂管过滤进入泵内，地层砂被阻挡在所述滤砂管过滤层之外，并下降落入人工井底，随着油井生产的进行，累积出砂量将逐渐充填在丢手式液压封隔器以下的所述滤砂管与石油井的油层套管之间的环形沉砂空间，当地层砂完全充填盖住所述滤砂管顶界后，形成大于或等于环形沉砂空间厚度的环形挡砂屏障，完成了滤砂管与套管之间的管内自充填。

7.根据权利要求6所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述第二油管、第一油管、上筛管、下筛管、第二死堵、沉砂短接均为同直径的管子。

8.根据权利要求6所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述滤砂管的最大外径92mm，所述滤砂管的中心管最大外径×内通径为73mm×62mm；

所述滤砂管的挡砂精度选取满足砂的直径为150、200、250、300、350um不同需求选择。

9.根据权利要求1所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具，其特征在于，所述自充填挡砂防砂工具顶部与防蜡工具底部间隔3m-5m。

10.如权利要求1至9中任一所述的一种自充填防砂防蜡提液生产工具的采油方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，进行检泵并探井底；

步骤2，进行探冲砂、套管试压、试挤；

步骤3，通井及进行刮管、油管试压，直至油管正试压直至合格；

步骤4，下入自充填挡砂防砂工具、防蜡工具：自充填挡砂防砂工具、防蜡工具的管柱结构自下而上为：第二丝堵、沉砂短接、滤砂管、第二油管、丢手服务工具与丢手式液压封隔器、提升短接、油管短接、第一油管、磁定位短接、油管串至井口；

步骤5，磁定位：自充填挡砂防砂工具的管柱结构下至井筒内预设深度位置后，进行磁性定位，根据磁定位结果调整管柱下入深度；

步骤6，进行防砂工序操作：包括坐封、验封、丢手三步，完成防砂滤砂管工具井下悬挂作业过程；

步骤7，下完井生产管柱开机生产采油。

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