CN201013342Y - 压裂排液作业的气举管柱 - Google Patents

Abstract

一种压裂排液作业的气举管柱，由油管、气举工具、滑套和封隔器等井下工具组成。自上而下螺纹连接有5－8个高压气举工作筒，高压气举工作筒之间连接有油管。高压气举工作筒的分布主要由系统供气启动压力、压井液梯度、注气量、地层供液等因素来确定。滑套与下部封隔器之间的距离为20－70米。封隔器与下部喇叭口之间的距离为30－80米。在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱，采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产，是压裂工艺和气举技术的结合，可一趟管柱实现压裂、排液及连续气举完井生产等三项功能。该管柱承受压力高，排液速度快，不动管柱可实现连续气举生产，既简化作业程序，又能达到增产增效的目的。

Description

压裂排液作业的气举管柱

技术领域

本实用新型涉及一种石油井下的压裂管柱。特别涉及一种可以进行压裂排液作业的气举管柱，是一种用于压裂后气举排液，同时也是完井的生产管柱。

背景技术

对于一个已经确定气举采油为主要举升方式的油田，随着油田的高速开发，由于地层能量不能得到及时补充，地层压力维持水平低，为了保持油田稳产和减缓产量下降速度，采取压裂或酸压施工，依然是提高油井单井产能的主要措施。为了减少和降低压裂液破胶和酸化反应后的残液对油层的伤害，在压裂完成后，需要将这些入井流体快速排出。对于一个低压油藏，仅靠自然放喷或替置原油已经达不到快速返排目的，如果通过连续油管和氮气气举排液，虽然可以实现压裂液迅速返排，但排液完成后，油井通常不能恢复自喷，需要起出压裂管柱，重新更换气举管柱完井生产。传统的压裂管柱的压裂施工不仅工序复杂，排液成本高，而且延长作业时间。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种压裂排液作业的气举管柱，不仅能完成油井压裂，还能利用本管柱完成气举排液，并且利用本管柱进行气举采油。减少井下管柱的起下次数，简化作业工序，降低费用，节约时间；还要保护油层降低油层污染。

本实用新型采用的技术方案是：压裂排液作业的气举管柱，由高压气举工作筒、滑套、机械座封式封隔器和喇叭口，以及油管组成，其特征在于：压裂排液作业的气举管柱分为两部分，上部是注气段，下部是封隔固定段。上部注气段采用螺纹连接有5-8个高压气举工作筒，高压气举工作筒之间连接有油管。高压气举工作筒的分布主要由系统供气启动压力、压井液梯度、注气量、地层供液等因素来确定。高压气举工作筒之间的距离在200-500米之间。第一个高压气举工作筒到地面的距离在800-1800米之间。下部封隔固定段包括滑套、机械座封式封隔器和喇叭口。最下端的高压气举工作筒到滑套的距离在200-500米之间。滑套与下部机械座封式封隔器之间的距离为20-70米。机械座封式封隔器与下部喇叭口之间的距离为30-80米。

所述的高压气举工作筒的结构是在气举阀偏心安装筒的上部螺纹连接有油管接箍。油管接箍中心线与气举阀偏心安装筒中心线之间的距离为10-20毫米。在气举阀偏心安装筒的阀座上有一个气举阀。阀座与气举阀偏心安装筒内腔之间有流体通道。

本实用新型适用的套管规格≥139.7毫米。

本实用新型作业全过程：

按附图1配好下井管柱；管柱下到预定位置后，按如下步骤作业：

坐封封隔器：上提下放机械坐封封隔器；

连接地面高压管线，进行压裂作业；

压裂完后，拆卸地面高压管线和井口保护器；

利用现场气举地面管线从压缩机站引进气源，向油套环空注气；

出油管线导入放喷管线，同时控制注气速度，使环空液面下降，井下气举阀逐级暴露出来，通过气举阀向油管中注气。由于气体注入油管后与井筒中流体混合，降低井筒中流体密度，将井液举升至地面，达到返排压裂液的目的；

环空液面下降到最后一级阀位置后，气举系统稳定。压裂液返排结束，将地面出油管线倒入生产系统，开始油井气举生产。

可以清楚地看出，本实用新型气举管柱下入井内后，经过压裂、排液过程，最后进入油井生产全过程，始终保留在井下。

本实用新型配套的工具和用途

1)KPX-115型高压气举工作筒(见附图2)

气举工作筒的主要作用是为气举阀提供工作载体，二者构成一个整体控制气流，达到举升井下液体的目的，是本管柱的核心部分。高压工作筒的级数及深度等相关参数由气举工艺设计决定。该高压工作筒与普通气举工作筒相比有两大特点：一是要有足够的厚度，满足承受90Mpa高压的要求，二是要有足够大的过流通道，保持与所连接的油管一致。

2)滑套

滑套主要作用为管柱提供循环通道，用于压井或洗井，通过钢丝绞车下入专用移位工具可以实现其反复开关，工作压力可以达到90Mpa。

3)一种机械座封式封隔器

该封隔器上提下放坐封，上提解封，依靠水力锚和卡瓦锚定，承受双向压差，工作压力可以达到90Mpa。压裂时阻断井下高压，防止上部套管承受高压，保护油层上部套管；生产时阻隔环空高压气体，避免高压气体从喇叭口进入油管。气举生产时封隔器以上的环空压力大于油管内压力，水力锚处于收缩状态，因此封隔器解除容易，安全可靠。

本实用新型的有益效果：井下所有工具均可以承受压裂施工中的高压，特别是高压工作筒的设计既能承受高压，又有足够大的通道，满足了压裂施工的要求。

压裂后可以利用工作筒提供的过液通道直接从环空注气排液，采用气举快速排液的特点，加快返排速度，避免了油层二次污染，提高了返排率；简化了作业工序，缩短了作业占产时间；同时充分利用了现有的气举资源，降低作业成本，工艺简单可靠。

管柱中的滑套可以重复开关，压裂完成后，打开滑套可以加快排液速度；根据需要，也可作为洗井或替液通道。

排液结束后，利用管柱中的“多级高压工作筒和机械座封式封隔器”可以进行连续气举完井生产，完全符合油井气举工艺要求。

能满足油气井压裂施工的要求。压裂后利用工作筒提供的过液通道直接从环空直接注气排液，不起压裂管柱，不下排液管柱，通过压裂排液作业的气举管柱能完成压裂后排液，减少下压裂排液管柱作业。在完成压裂、排液后不起出压裂管柱，采用气举方式气举完井生产。一趟管柱实现压裂、排液及完井生产等三项功能。保证了压裂液的快速返排，避免了油层的二次污染；同时简化了作业工序，缩短了作业时间，提高了压裂液的返排率。该技术在现场应用中，施工压力可达到75Mpa，平均排液时间1天。压裂、排液完成后快速转入气举生产，降低作业成本，工艺简单可靠，应用效果十分显著。

附图说明

图1是本实用新型压裂排液作业的气举管柱的结构示意图。是实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型高压气举工作筒的结构剖面示意图。

图中，1.套管，2.油管，3.高压气举工作筒，4.滑套，5.机械座封式封隔器，6.喇叭口，7.油管接箍，8.气举阀偏心安装筒，9.气举阀，10.阀座，11.通道，12.本体中心线，13.接箍中心线。

具体实施方式

实施例：以一口井深4500米，套管(1)直径为139.7毫米的油井，油管(2)直径为88.9毫米(31/2″)的压裂排液作业的气举管柱为例，进行说明。参阅附图1。从井口至井深1500米处是第一个高压气举工作筒(3)。第一个高压气举工作筒(3)下部螺纹连接油管(2)，每隔300米连接一个高压气举工作筒(3)。共连接有6个高压气举工作筒(3)。每两个高压气举工作筒(3)之间有直径为88.9毫米(31/2″)的油管(2)连接。最下端的一个高压气举工作筒(3)与滑套(4)的距离为300米。滑套(4)与下部机械座封式封隔器(5)之间的距离为50米。机械座封式封隔器(5)与下部喇叭口(6)之间的距离为70米。

参阅附图2。高压气举工作筒的结构是：在气举阀偏心安装筒(8)本体上部螺纹连接有88.9毫米(31/2″)的油管接箍(7)。油管接箍中心线(13)与气举阀偏心安装筒本体中心线(12)之间的距离为12毫米。在气举阀偏心安装筒的阀座(10)上安装有一个气举阀(9)。气举阀(9)与阀座(10)之间密封。阀座(10)与高压气举工作筒(3)内腔之间有高度为5毫米的流体通道(11)。

本实用新型自研制以来完成现场试验达50余井次。井口最高施工压力75Mpa，未出现管柱串漏现象，施工成功率100％；同时油井压裂后返排效果理想，平均排液时间缩短3-5天，入井液的返排率达98％；单井平均日增产量27吨。

Claims (3)

1.一种压裂排液作业的气举管柱，由高压气举工作筒(3)、滑套(4)、机械座封式封隔器(5)和喇叭口(6)，以及油管(2)组成，其特征在于：压裂排液作业的气举管柱分为两部分，上部是注气段，下部是封隔固定段，上部注气段采用螺纹连接有5-8个高压气举工作筒(3)，高压气举工作筒(3)之间连接有油管(2)，高压气举工作筒(3)之间的距离在200-500米之间，第一个高压气举工作筒(3)到地面的距离在800-1800米之间；下部封隔固定段包括滑套(4)、机械座封式封隔器(5)和喇叭口(6)，最下端的高压气举工作筒(3)到滑套(4)的距离在200-500米之间，滑套(4)与下部机械座封式封隔器(5)之间的距离为20-70米，机械座封式封隔器(5)与下部喇叭口(6)之间的距离为30-80米。

2.根据权利要求1所述的压裂排液作业的气举管柱，其特征是：高压气举工作筒(3)的结构是：在气举阀偏心安装筒(8)的上部螺纹连接有油管接箍(7)，油管接箍中心线(13)与气举阀偏心安装筒本体中心线(12)之间的距离为10-20毫米，在气举阀偏心安装筒的阀座(10)上有一个气举阀(9)，阀座(10)与高压气举工作筒(3)内腔之间有流体通道(11)，高压气举工作筒(3)耐压90Mpa。

3.根据权利要求1所述的压裂排液作业的气举管柱，其特征是：机械座封式封隔器(5)能承受双向压差，工作压力达到90Mpa。

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