CN114370253B - 一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具，主要包括阀体、支撑杆、阀盖、楔形卡、密封板、骨刺板、外壳体、外保护筒、弹簧、内保护筒；外壳体内部开设有控水入口、控水流道、控水出口。该工具既可以在油气生产时发挥阻水增油的作用，也可以在水平井控水完井进行砾石充填时稳定施工压力、解决后期进行储层改造的大排量施工的问题，在满足这些施工要求的同时不需要专用井下工具进行开关充填阀门，工具独立性及稳定性强，具有极高的实用性和经济性。
Description
技术领域
本申请涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具。
背景技术
水平井已成为边底水油气藏开发目前最为常规的手段，这种方式可以增加与储层的接触面积来增加产生的泄油面积，从而实现较高的采收率。但是油气生产过程中，水平井横向延伸距离过大，储层渗透率、孔隙度及储层压力的非均质性较强，极其容易造成“跟趾效应”、边底水锥进等现象，造成局部油水界面突进，导致油井过早水淹，严重时甚至会直接造成油井报废。因此，水平井控水完井技术应运而出，尤其是近几年在国内外应用广泛且效果良好。然而带有流入控制器(ICD)或自动流入控制器(AICD)的水平井控水技术在疏松砂岩气藏中由于地层易出砂会导致流入控制器流动路径砂堵而失效，因此对于疏松砂岩除了控水的需求外还需要满足防砂要求，通常采用砾石充填防砂。同时还有一个问题需要考虑，在油气藏开发的过程中，由于油气生产携带地层微粒运移，不可避免的会造成储层伤害，主要表现为孔隙度和渗透率的下降，为了保证油气产量及油气藏采收率，需要采取一定的储层改造措施，常用的一般是地层酸化解堵。但是由于控水阀的节流特性使得水平井ICD/AICD控水完井遭遇不少难题，一方面是在砾石充填防砂时控水阀产生的节流阻力直接作用于地层，为保证施工压力低于地层破裂压力，只能采用超轻砾石进行低排量砾石充填，容易造成充填效率低、提前脱砂等意外情况，增加施工风险；另一方面是在储层改造时控水阀大幅提高了泵注压力，使得地层处理效率低下或无法进行。针对上述问题，亟需开发一种针对在疏松砂岩边底水油藏中能够同时兼顾水平井控水、砾石充填防砂及储层改造等多方面需求的工具。
目前虽然也有可用于砾石充填的控水工具，在周泓宇等学者的文章《水平井控水砾石充填防砂技术研究》或宋立志等学者的文章《可充填自适应调流控水筛管研制及充填试验》中都提到了如何解决控水工具的砾石充填问题。名称为可充填控水筛管及其布设方法(公开号CN101476456B)的发明专利中设计了一种可充填控水筛管，控水功能是由限流装置来实现，同时通过在基管上设置充填固体颗粒时开启、充填固体颗粒后关闭的压盖撑杆型充填阀门降低充填时压力过高的工况，而开启关闭阀门是通过插件的移动撞击拉线或者酸液溶蚀撑杆实现；或者如名称为具有流入控制装置和旁路的砾石充填筛管的发明专利(公开号CN101680289A)同样设计了可充填控水筛管，该筛管包括限流装置以及旁路装置。限流装置限制流体穿过筛管的流动，旁路装置通过膨胀材料的变化来改变流道执行充填砾石的步骤。但是综合看来现有工具存在的问题包括：①无法解决后期需要进行酸化解堵；②需要专用井下工具进行开关充填阀门；③工具独立性及稳定性差，容易出现故障。
针对上述工具所存在的问题，设计了一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具，该工具至少可用于稳定水平井ICD/AICD控水完井进行砾石充填时和储层改造时的施工压力以及油气生产时阻水增油。
发明内容
本发明针对现有工具所忽略的问题，提供一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具。该工具既可以稳定水平井ICD/AICD控水完井进行砾石充填时施工压力，解决后期进行储层改造的大排量施工以及油气生产时阻水增油，在满足这些施工要求的同时不需要专用井下工具进行开关充填阀门，工具独立性及稳定性强。
一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具，主要包括：阀体、支撑杆、阀盖、楔形卡、密封板、骨刺板、外壳体、外保护筒、弹簧、内保护筒；
所述阀体的壁面外侧开设有外螺纹，阀体的侧壁中开设有卡槽、内滑轨、外滑轨；所述楔形卡置于卡槽内；所述内保护筒、外保护筒与弹簧放置在内滑轨中；
所述支撑杆的下端连接在外保护筒顶端外侧，支撑杆的上端连接在外壳体的底端；
所述外壳体圆周方向的下端突出延伸的部分形成骨刺板，外壳体顶端突出延伸的部分形成圆柱状密封板；外壳体圆周方向上开设有控水入口，外壳体内部开设有控水流道与控水出口，且控水出口贯穿密封板；所述控水入口、控水流道与控水入口依次连通；
所述阀体顶端开设有阶梯出入口，阀体底端与阀盖相连，阀盖上平均开设六个出入口，六个出入口的圆心在同一个圆上。
所述卡槽数量为两个，成对称分布；所述内滑轨处于外滑轨内侧，外滑轨宽度小于内滑轨，且内滑轨的上端面与外滑轨的上端面共面，沿阀体圆周方向平均的开设有六个内滑轨和六个外滑轨；所述内保护筒向下嵌入阀体中；所述外保护筒套装在内保护筒外侧，外保护筒与内保护筒的中心线共线；所述弹簧的上端焊接在外保护筒顶端内侧，弹簧的下端焊接在内保护筒底端内侧。
所述楔形卡宽度与骨刺板宽度相同，且楔形卡下端面与骨刺板上端面接触；楔形卡在地层条件下可被分解为二氧化碳和水。
所述控水流道成圆台状，上部小下部大；所述控水入口沿外壳体的圆周方向平均的开设四个，其中两个控水入口位于骨刺板正上方。
所述楔形卡分解消失后，外保护筒、支撑杆和外壳体在弹簧压力的作用下向上移动，密封板与阶梯出入口下部紧密相接，形成密封。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
油气生产时，起到阻水控油的作用；进行砾石充填防砂施工时稳定施工压力，使砾石充填施工参数设计时不再局限于轻质砾石和低排量，提高砾石充填填充率、密实度；解决后期进行储层改造的大排量施工以及油气生产时阻水增油，在满足这些施工要求的同时不需要专用井下工具进行开关充填阀门，工具独立性及稳定性强，加工成本低，安装便捷。
附图说明
图1是本发明的前视剖面图。
图2是A的局部放大图。
图3是本发明的俯视图。
图4是本发明的等轴测断开图。
图5是本发明的等轴测透视图。
以上附图各标记说明：
1、阀体；2卡槽；3、支撑杆；4、内滑轨；5、外滑轨；6、阀盖；601、出入口；7、楔形卡；8、密封板；9、控水出口；10、阶梯出入口；11、控水流道；12、控水入口；13、骨刺板；14、外壳体；15、外保护筒；16、弹簧；17、内保护筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的前视剖面图。
图2是A的局部放大图。
结合图1与图2看到，阀体1的壁面外侧开设有外螺纹，用于安装在控水筛管的基管上，阀体1顶端开设有阶梯出入口10，阀体1底部与阀盖6通过螺纹连接，阀体1的侧壁中平均开设有两个卡槽2、六个内滑轨4、六个外滑轨5；两个楔形卡7分别放置在两个卡槽2内，楔形卡7突出的部分阻挡在骨刺板13的上方；内保护筒17、外保护筒15与弹簧16放置在内滑轨4中；支撑杆3的下端连接在外保护筒15顶端外侧，支撑杆3的上端连接在外壳体14的底端面，且沿外壳体14的底端面平均分布六个；密封板8在外壳体14顶端，外壳体14圆周方向上平均分布四个控水入口12，其中两个控水入口12位于骨刺板13正上方；外壳体14内部开设有控水流道11与控水出口9，且控水出口9贯穿密封板8，控水入口12、控水流道11与控水入口12依次连通。
内滑轨4处于外滑轨5内侧，外滑轨5宽度小于内滑轨4，且内滑轨4的上端面与外滑轨5的上端面共面，沿阀体1圆周方向平均的开设有六个内滑轨4和六个外滑轨5；内保护筒17向下嵌入阀体1中；外保护筒15套装在内保护筒17外侧，外保护筒15与内保护筒17的中心线共线；弹簧16的上端焊接在外保护筒15顶端内侧，弹簧16的下端焊接在内保护筒17底端内侧。
图3是本发明的俯视图。阀盖6上平均开设六个出入口601，六个出入口601的圆心在同一个圆上。出入口601的直径可根据实际需要有所变化，图中大小并不表示实际尺寸。
结合图1、图2与图3进行说明，当进行水平井ICD/AICD控水完井砾石充填施工时，骨刺板13的上端被楔形卡7阻挡，弹簧16为被压缩状态，密封板8与阶梯出入口10分离，此时阶梯出入口10处于打开状态。流体通过阀盖6上的出入口601流入，此时由于流经控水入口12、控水流道11、控水出口9的所需的压力远远高于阀体1与外壳体14之间的空间，因此基本没有流体通过控水出口9，因此流体通过阀体1与外壳体14之间的空间流动，经过阶梯出入口10流出。
当进行水平井ICD/AICD控水完井油气生产时，楔形卡7已经完全被分解为二氧化碳和水，骨刺板13不受阻挡，密封板8在弹簧16的作用下与阶梯出入口10紧密相连，此时阶梯出入口10的大部分空间被封堵。流体通过阀盖6上的出入口601流入，此时无法通过阀体1与外壳体14之间的空间能够流出工具，因此流体依次流经控水入口12、控水流道11、控水出口9，然后经过阶梯出入口10流出，这条流动路径对水会产生较大的流动阻力从而达到阻水增油的效果。
当进行水平井ICD/AICD控水完井储层改造时，楔形卡7已经完全被分解为二氧化碳和水，骨刺板13不受阻挡，密封板8在弹簧16的作用下与阶梯出入口10紧密相连，此时阶梯出入口10的大部分空间被封堵。流体从阶梯出入口10方向过来，由于流经控水出口9、控水流道11、控水入口12的压力远大于使弹簧16压缩的压力，因此压力通过密封板8、外壳体14、支撑杆3、外保护筒15将弹簧16向下压缩，从而打开阶梯出入口10；然后流体从阶梯出入口10流入，经过阀体1与外壳体14之间的空间，通过阀盖6上的出入口601流出，达到稳定储层改造时大排量施工压力的作用
图4是本发明的等轴测断开图。
图5是本发明的等轴测透视图。
因此，应当这样理解，以上实施例描述只是为了更加清楚的了解本发明，仅用于解释本发明，不限于实施例的任何细节。本行业技术人员可能基于本发明构想任意可能的实施例，这些都应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具，其特征在于，包括阀体、支撑杆、阀盖、楔形卡、密封板、骨刺板、外壳体、外保护筒、弹簧、内保护筒；
所述阀体的壁面外侧开设有外螺纹，阀体的侧壁中开设有卡槽、内滑轨、外滑轨；所述楔形卡置于卡槽内；所述内保护筒、外保护筒与弹簧放置在内滑轨中；
所述卡槽数量为两个，成对称分布；所述内滑轨处于外滑轨内侧，外滑轨宽度小于内滑轨，且内滑轨的上端面与外滑轨的上端面共面，沿阀体圆周方向平均的开设有六个内滑轨和六个外滑轨；所述内保护筒向下嵌入阀体中；所述外保护筒套装在内保护筒外侧，外保护筒与内保护筒的中心线共线；所述弹簧的上端焊接在外保护筒顶端内侧，弹簧的下端焊接在内保护筒底端内侧；
所述支撑杆的下端连接在外保护筒顶端外侧，支撑杆的上端连接在外壳体的底端；
所述楔形卡宽度与骨刺板宽度相同，且楔形卡下端面与骨刺板上端面接触；楔形卡在地层条件下可被分解为二氧化碳和水；所述楔形卡分解消失后，外保护筒、支撑杆和外壳体在弹簧压力的作用下向上移动，密封板与阶梯出入口下部紧密相接，形成密封；
所述外壳体圆周方向的下端突出延伸的部分形成骨刺板，外壳体顶端突出延伸的部分形成圆柱状密封板；外壳体圆周方向上开设有控水入口，外壳体内部开设有控水流道与控水出口，且控水出口贯穿密封板；所述控水入口、控水流道与控水入口依次连通；
所述阀体顶端开设有阶梯出入口，阀体底端与阀盖相连，阀盖上平均开设六个出入口，六个出入口的圆心在同一个圆上；
所述骨刺板的上端在进行水平井ICD/AICD控水完井砾石充填施工时被楔形卡阻挡，弹簧为被压缩状态，密封板与阶梯出入口分离，阶梯出入口处于打开状态；
所述楔形卡在进行水平井ICD/AICD控水完井油气生产时已经被完全分解为二氧化碳和水，骨刺板不受阻挡，密封板在弹簧的作用下与阶梯出入口紧密相连；
所述楔形卡在进行水平井ICD/AICD控水完井储层改造时已经被完全分解为二氧化碳和水，骨刺板不受阻挡，密封板在弹簧的作用下与阶梯出入口紧密相连；流体压力通过密封板、外壳体、支撑杆、外保护筒将弹簧向下压缩，从而打开阶梯出入口。
2.根据权利要求1所述的一种砾石充填及地层解堵时稳压的阻水增油工具，其特征在于，所述控水流道成圆台状，上部小下部大；所述控水入口沿外壳体的圆周方向平均的开设四个，其中两个控水入口位于骨刺板正上方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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