CN208073369U - 完井投产一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种完井投产一体化管柱，其由外至内依次包括：表层套管、第一技术套管、第二技术套管、油层套管、油管；所述油管与所述第二技术套管之间设置有完井封隔器；所述油管的下端设置有管鞋和喇叭口；所述油层套管设置有射孔段，所述射孔段用于设置在油气层中；所述油层套管的上端与所述第二技术套管的下端固定连接；下端用于与井底相接触；所述表层套管的外侧用于与地层相固定，所述第一技术套管的外侧与所述表层套管相固定，内侧与所述第二技术套管相固定；所述第二技术套管的外侧与所述第一技术套管相固定。本实用新型提供的完井投产一体化管柱，对深度为6000米以上的井实现大规模、高泵压、高排量下储层改造同时能够满足后期完井生产。

Description

完井投产一体化管柱

技术领域

本实用新型涉及石油设备技术领域，特别涉及一种完井投产一体化管柱。

背景技术

近年来，随着勘探目标愈来愈复杂，高温深层油气资源勘探发现难度越来越大。油气资源普遍面临埋藏加深(由6000m(米)到8000m)、地层压力增高(部分井可达100MPa以上)、温度升高(由140到180℃以上)、储层物性变差(孔隙度大多<10％，渗透率<1mD)、非均质性增强。整体上，储层改造技术需求增大。由于压裂管柱的摩阻高，单次施工排量、规模受限，大规模、高液量、大排量的改造案例少，减少压井等作业次数将储层高效改造与后期安全平稳生产一体化结合是未来完井及改造的关键。

现有技术中，管柱的摩擦阻力大，无法在6000m及以上深井中实现完井与改造一体化，即完井与改造需要分开进行。一般的，若考虑了完井，将管柱组合下入深度比较深，就难以完成高效的改造，其主要原因是管柱限制了施工规模和排量等参数，导致安全风险高，施工成功率也低。而现有技术将完井方案与改造分开实施时，改造后需要压井、换管柱操作工序等，存在井控风险,工序多，经济性差等问题。

此外，当现有技术将完井方案与改造分开实施时，完井管柱为考虑压裂改造，往往施工排量、规模受限制，改造规模不彻底。一般改造完后通过压井作业，下入生产管柱，多次工序不利于安全及油气井的自然产量，因此，如何实现6000m及以上深井完井与后期改造管柱结构一体化，成为勘探求产和开发生产一体化操作中亟待解决的问题。

有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种适用于6000m及以上井深高排量储层改造的完井投产一体化管柱，以期解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种完井投产一体化管柱，能够克服现有技术的缺陷，对深井，特别是深度为6000米及以上的井实现大规模、高泵压、高排量下储层改造同时能够满足后期完井生产，避免频繁压井作业跟换管柱，有利于提高施工工艺设计针对性，提高改造效果，降低安全风险，实现提高大型压裂改造效果与投产生产效果。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种完井投产一体化管柱，其由外至内依次包括：表层套管、第一技术套管、第二技术套管、油层套管、油管；

所述油管与所述第二技术套管之间设置有完井封隔器；所述油管的下端设置有管鞋和喇叭口；

所述油层套管设置有射孔段，所述射孔段用于设置在油气层中；所述油层套管的上端与所述第二技术套管的下端固定连接；其下端用于与井底相接触；

所述表层套管的外侧用于与地层相固定，所述第一技术套管的外侧与所述表层套管相固定，其内侧与所述第二技术套管相固定；所述第二技术套管的外侧与所述第一技术套管相固定。

在一个优选的实施方式中，所述表层套管的外侧与地层之间填充有水泥固定层；所述表层套管的内侧与所述第一技术套管的外侧之间填充有水泥固定层；所述第一技术套管的内侧与所述第二技术套管的外侧之间填充有水泥固定层。

在一个优选的实施方式中，所述第二技术套管的外侧下部与岩石层之间填充有水泥固定层。

在一个优选的实施方式中，所述油层套管的外侧下部与岩石层及油气层之间填充有水泥固定。

在一个优选的实施方式中，所述表层套管下入深度在200米～400米；所述的第一技术套管下入深度在3000米～3500米；所述的第二技术套管下入深度在4500米～5000米；所述油层套管的下部下入至井底。

在一个优选的实施方式中，所述油层套管采用悬挂结构挂于所述第二技术套管的下部。

在一个优选的实施方式中，所述油层套管的上端距离所述第二技术套管的下端100米～200米。

在一个优选的实施方式中，所述油管、完井封隔器、管鞋、喇叭口为一体化结构。

在一个优选的实施方式中，所述喇叭口距离所述第一技术套管的底部100米～200米。

在一个优选的实施方式中，所述表层套管外径为339.73mm，钢级为N80以上；所述第一技术套管的外径为244.48mm，钢级为P110以上，壁厚为11.99mm；所述第二技术套管的外径为177.8mm，钢级为P110以上，壁厚为11.51mm；所述油层套管的外径为127mm，钢级为P110以上，壁厚为12.7mm，所述油管的外径为114.3mm，钢级为P110以上，壁厚为8.56mm。

本实用新型的特点和优点是：本申请实施方式中提供一种完井投产一体化管柱，实施时，能够将完井与改造结合在一起，对深井，特别是深度为6000米及以上的井实现大规模、高泵压、高排量下储层改造同时能够满足后期完井生产，避免频繁压井作业跟换管柱，有利于提高施工工艺设计针对性，提高改造效果，降低安全风险，实现提高大型压裂改造效果与投产生产效果。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种完井投产一体化管柱的结构示意图。

附图标记说明：

1-表层套管；2-第一技术套管；3-第二技术套管；4-油层套管；5-油管；6-完井封隔器；7-管鞋；8-喇叭口；9-油气层。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

压裂改造中排量与效果有很好的相关性，特别是对于6000m及以上的深井，其井底温度高，液体的作用效果与储层中的流动速度有关。当排量增大后，流动速度变快，可以提高液体的作用距离，提高裂缝的长度等参数，因此可以大幅度提高改造效果。同时大排量改造也利于提高压裂施工的成功率，降低施工中的不利因素。

本实用新型提供一种完井投产一体化管柱，能够克服现有技术的缺陷，对深井，特别是深度为6000米及以上的井实现大规模、高泵压、高排量下储层改造同时能够满足后期完井生产，避免频繁压井作业跟换管柱，有利于提高施工工艺设计针对性，提高改造效果，降低安全风险，实现提高大型压裂改造效果与投产生产效果。

请参阅图1，本申请实施方式中提供的一种完井投产一体化管柱，该完井投产一体化管柱由外至内依次包括：表层套管1、第一技术套管2、第二技术套管3、油层套管4、油管5；所述油管5与所述第二技术套管3之间设置有完井封隔器6；所述油管5的下端设置有管鞋7和喇叭口8；所述油层套管4设置有射孔段，所述射孔段用于设置在油气层9中；所述油层套管4的上端与所述第二技术套管3的下端固定连接；其下端用于与井底相接触；所述表层套管1的外侧用于与地层相固定，所述第一技术套管2的外侧与所述表层套管1相固定，其内侧与所述第二技术套管3相固定；所述第二技术套管3的外侧与所述第一技术套管2相固定。

本实用新型提供一种完井投产一体化管柱，实施时，能够将完井与改造结合在一起，对深井，特别是深度为6000米及以上的井实现大规模、高泵压、高排量下储层改造同时能够满足后期完井生产，避免频繁压井作业跟换管柱，有利于提高施工工艺设计针对性，提高改造效果，降低安全风险，实现提高大型压裂改造效果与投产生产效果。

在本实施方式中，该完井投产一体化管柱主要包括：表层套管1、第一技术套管2、第二技术套管3、油层套管4及一放置于所述第二技术套管3中的油管5。其中，所述油管5与所述第二技术套管3之间设置有完井封隔器6；所述油管5的下端设置有管鞋7和喇叭口8。具体的，所述管鞋7的内径可以为62mm。喇叭口8内外径与管鞋7相同。

所述油管5的下端连接有一个完井封隔器6，其与所述第二技术套管3之间形成有油套环空。

所述表层套管1外侧与表层地层之间填充有水泥固定层，内侧与第一技术套管2之间填充有水泥固定层。所述第一技术套管2外侧上部与表层套管1之间水泥固定，下部外侧与岩石层之间填充有水泥固定层，内侧与第二技术套管3之间水泥固定。所述第二技术套管3外侧上部与第一技术套管2之间填充有水泥固定层，下部与岩石层通过填充有水泥固定。所述油层套管4外侧上部与第二技术套管3之间填充有水泥固定，下部与岩石层及油气层9之间填充有水泥固定。所述油层套管4采用悬挂结构挂于第二技术套管3的下部，其外侧上部与第二技术套管3之间水泥固定，外侧下部与岩石层之间填充有水泥固定层，内侧与油管5之间形成环形空间并在下部用封隔器固定。所述的油管5外侧放置在第二技术套管3内部，下部与第二技术套管3用完井封隔器6连接密封。通过在上述位置设置水泥固定层，可以将与地层、油气层9接触以及相互接触的套管进行有效固定，从而形成完井投产一体化管柱。

在一个实施方式中，所述表层套管1外径为339.73mm(毫米)，钢级为N80以上；所述第一技术套管2的外径为244.48mm，钢级为P110以上，壁厚为11.99mm；所述第二技术套管3的外径为177.8mm，钢级为P110以上，壁厚为11.51mm；所述油层套管4的外径为127mm，钢级为P110以上，壁厚为12.7mm，所述油管5的外径为114.3mm，钢级为P110以上，壁厚为8.56mm。

由于本申请提供的时完井投产一体化管柱，该管柱中的套管和油管5的管材、壁厚、尺寸等需要满足后期压裂要求，避免在使用过程中出现套管油管5等出现问题的风险，为后期的生产提供了保障作用。

在一个实施方式中，所述表层套管1下入深度在200～400m；所述的第一技术套管2下入深度在3000～3500m；所述的第二技术套管3下入深度在4500～5000m；所述油层套管4上部距离第二技术套管3底部100～200m，下部到井底。

在一个实施方式中，所述油管5、完井封隔器6、管鞋7、喇叭口8可以为一体化结构，以便于保证管柱使用时整体的可靠性和便捷性。所述喇叭口8可以距离所述第一技术套管2的底部100米～200米。

一般表层套管1下入深度在200～400m。而所述的第一技术套管2下入深度和第二技术套管3的下入深度主要是考虑了后期油层套管4的下入深度对生产和压裂改造安全的影响，因此下入深度在这一范围。油层套管4也是考虑了压裂改造的安全性，通过计算和现场多次试验认为，在100-200m处管柱的安全性更好。

上述各个下入深度可以根据实际的井深作适应性调节，本申请中以井深为6000米进行举例，其他深井可以参照该井深对下入深度作等比例调节，本申请在此不再重复举例。

本实用新型提出的针对6000m及以上井深高排量储层改造的完井投产一体化管柱，在实际工作中，将油管5下入第二技术套管3之前，预先在油层套管4内进行射孔作业(该射孔过程为现有技术，在此不再赘述)，以连通井下油层与油层套管4内腔，随后，将油管5下入第二技术套管3中，一并与井口装置连接。

现有技术中，完井与改造分开实施导致不能达到产量的最佳化，同时由于需要压井作业等手段，对油气层9产生一定的污染，造成二次的伤害；另外，分开实施成本也比较高，无法满足低成本开发的需求。本申请将完井与改造结合在一起，能够保证管柱、套管在高压下安全施工，同时又能满足油气井的生产能力需求，降低成本提高工作效果。

本实用新型提供的针对6000m及以上井深高排量储层改造的完井投产一体化管柱，可以有效解决以往6000m深井完井与改造分开，导致完井管柱未考虑压裂改造，施工排量受限制，改造规模不彻底，一般改造完后需通过压井作业，下入生产管柱，多次工序不利于安全及油气井的自然产量等多方面不利因素，在压裂施工中，本实用新型可以提高体积压裂的施工注入排量及工作液体效率，提升裂缝深度延伸距离，进而提高增油气效果，在体积压裂施工方面具有良好的推广应用前景。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种完井投产一体化管柱，其特征在于，其由外至内依次包括：表层套管、第一技术套管、第二技术套管、油层套管、油管；

所述油管与所述第二技术套管之间设置有完井封隔器；所述油管的下端设置有管鞋和喇叭口；

所述油层套管设置有射孔段，所述射孔段用于设置在油气层中；所述油层套管的上端与所述第二技术套管的下端固定连接；其下端用于与井底相接触；

所述表层套管的外侧用于与地层相固定，所述第一技术套管的外侧与所述表层套管相固定，其内侧与所述第二技术套管相固定；所述第二技术套管的外侧与所述第一技术套管相固定。

2.如权利要求1所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述表层套管的外侧与地层之间填充有水泥固定层；所述表层套管的内侧与所述第一技术套管的外侧之间填充有水泥固定层；所述第一技术套管的内侧与所述第二技术套管的外侧之间填充有水泥固定层。

3.如权利要求2所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述第二技术套管的外侧下部与岩石层之间填充有水泥固定层。

4.如权利要求3所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述油层套管的外侧下部与岩石层及油气层之间填充有水泥固定。

5.如权利要求1所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述表层套管下入深度在200米～400米；所述的第一技术套管下入深度在3000米～3500米；所述的第二技术套管下入深度在4500米～5000米；所述油层套管的下部下入至井底。

6.如权利要求5所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述油层套管采用悬挂结构挂于所述第二技术套管的下部。

7.如权利要求6所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述油层套管的上端距离所述第二技术套管的下端100米～200米。

8.如权利要求1所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述油管、完井封隔器、管鞋、喇叭口为一体化结构。

9.如权利要求8所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述喇叭口距离所述第一技术套管的底部100米～200米。

10.如权利要求1所述的完井投产一体化管柱，其特征在于，所述表层套管外径为339.73mm，钢级为N80以上；所述第一技术套管的外径为244.48mm，钢级为P110以上，壁厚为11.99mm；所述第二技术套管的外径为177.8mm，钢级为P110以上，壁厚为11.51mm；所述油层套管的外径为127mm，钢级为P110以上，壁厚为12.7mm，所述油管的外径为114.3mm，钢级为P110以上，壁厚为8.56mm。