CN212642682U - 一种海上气井多生产通道完井管柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上气井多生产通道完井管柱结构，其属于油气开采技术领域，完井管柱结构包括：内层生产管柱，包括同轴上下相连的上部内层生产管柱和下部内层生产管柱；外层生产管柱，套设于内层生产管柱外，外层生产管柱和内层生产管柱之间具有环空通道，外层生产管柱包括同轴上下相连的上部外层生产管柱和下部外层生产管柱；同心式井下安全阀，将上部内层生产管柱和下部内层生产管柱连接，同时连接上部外层生产管柱和下部外层生产管柱，所述同心式井下安全阀能够控制内层生产管柱的通道的开闭，还能够控制环空通道的开闭。本实用新型能够根据气井的产能选择不同的通道，以对开发方案进行调整和优化。

Description

一种海上气井多生产通道完井管柱结构

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种海上气井多生产通道完井管柱结构。

背景技术

海上天然气田是天然气的重要产区。

气井经过多年的开发，其在开发中存在的问题日益显著，尤其是一些老气田，随着开采年限的增加，其可开采气量也逐渐减少，气井实际产能也逐渐降低。

但是，现有技术中，完井施工完成后，其通道截面积保持不变，导致其无法适应气井后期的开采。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海上气井多生产通道完井管柱结构，完井管柱结构具有三个截面面积不同的生产通道，能够根据气井的产能选择不同的通道，以对开发方案进行调整和优化。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种海上气井多生产通道完井管柱结构，包括：

内层生产管柱，包括同轴上下相连的上部内层生产管柱和下部内层生产管柱；

外层生产管柱，套设于所述内层生产管柱外，所述外层生产管柱和所述内层生产管柱之间具有环空通道，所述外层生产管柱包括同轴上下相连的上部外层生产管柱和下部外层生产管柱；

同心式井下安全阀，将所述上部内层生产管柱和所述下部内层生产管柱连接，同时连接所述上部外层生产管柱和所述下部外层生产管柱，所述同心式井下安全阀能够控制所述内层生产管柱的通道的开闭，还能够控制所述环空通道的开闭。

可选地，所述同心式井下安全阀包括：

内管管柱生产通道控制闸板，能够控制内层生产管柱的通道的开闭；环空通道控制闸板，能够控制所述环空通道的开闭。

可选地，所述同心式井下安全阀还包括插入密封短节和井下安全阀内层管柱，所述插入密封短节与所述井下安全阀内层管柱连接，用于密封所述内层生产管柱。

可选地，所述下部外层生产管柱包括生产封隔器，所述下部外层生产管柱的下端设有带球篮剪切滑套，所述带球篮剪切滑套用于所述生产封隔器的完井坐封。

可选地，所述海上气井多生产通道完井管柱结构还包括安全阀液控管线，所述安全阀液控管线与所述上部外层生产管柱捆绑连接。

可选地，所述同心式井下安全阀处的过流截面积不变，所述插入密封短节处的过流截面积不变。

可选地，所述下部外层生产管柱包括生产封隔器，所述下部外层生产管柱的下端设有井下压力开孔装置，所述井下压力开孔装置用于所述生产封隔器的完井坐封。

可选地，所述海上气井多生产通道完井管柱结构还包括球座，所述球座设于所述井下压力开孔装置的下方。

本实用新型提出的海上气井多生产通道完井管柱结构，同心式井下安全阀控制内层生产管柱的通道开启且环空通道关闭时，形成内管管柱生产通道；同心式井下安全阀控制内层生产管柱的通道关闭且环空通道开启时，形成环空生产通道；同心式井下安全阀控制内层生产管柱的通道和环空通道同时开启时，形成全通生产通道。在实际作业中，根据气井实际生产要求、配产情况及生产出砂、出水状况，选择气井实际所需的生产通道。避免生产过程中需要修井导致的修井作业费用高昂的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的海上气井多生产通道完井管柱结构的示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的海上气井多生产通道完井管柱结构的示意图。

图中：

11、上部内层生产管柱；12、下部内层生产管柱；

21、上部外层生产管柱；22、下部外层生产管柱；221、生产封隔器；

3、同心式井下安全阀；31、插入密封短节；

4、安全阀液控管线；

5、防砂封隔器；

6、环空通道；

71、盲管；72、气井裸眼；73、筛管；

81、带球篮剪切滑套；82、井下压力开孔装置；83、球座。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1，本实施例提供一种海上气井多生产通道完井管柱结构，其具有多生产通道调整的功能，能够满足气井开采过程的生产制度调整、不动管柱的气井井筒积液治理、多生产通道的异常状况安全关断要求。同时具有管柱结构简单、海上施工作业安全高效、施工风险低、施工作业成本低等优势。

具体地，本实施例中，海上气井多生产通道完井管柱结构包括内层生产管柱、外层生产管柱和同心式井下安全阀3。

其中，内层生产管柱包括同轴上下相连的上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12。外层生产管柱套设于内层生产管柱外，外层生产管柱和内层生产管柱之间具有环空通道6，外层生产管柱包括同轴上下相连的上部外层生产管柱21和下部外层生产管柱22。

同心式井下安全阀3将上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12连接，同时连接上部外层生产管柱21和下部外层生产管柱22，同心式井下安全阀3能够控制内层生产管柱的通道的开闭，还能够控制环空通道6的开闭。

具体地，本实施例中，环空通道6包括上部环空通道和下部环空通道；上部内层生产管柱11的外壁和上部外层生产管柱21的内壁形成上部环空通道；下部内层生产管柱12的外壁和下部外层生产管柱22的内壁形成下部环空通道。

采用本实施例提供的海上气井多生产通道完井管柱结构，同心式井下安全阀3控制内层生产管柱的通道开启且环空通道6关闭时，形成内管管柱生产通道；同心式井下安全阀3控制内层生产管柱的通道关闭且环空通道6开启时，形成环空生产通道；同心式井下安全阀3控制内层生产管柱的通道和环空通道6同时开启时，形成全通生产通道。

海上气井生产过程中，根据气井实际生产要求、配产情况及生产出砂、出水状况，选择气井实际所需的生产通道。

同心式井下安全阀3的设置，能够满足海上气井的井下安全控制技术要求。当气井遭遇异常生产状况时(台风、地震、爆炸及平台失火等)，井下安全控制装置可将内管管柱生产通道和环空生产通道迅速关闭，以保障海上气井生产的安全及井口平台安全。

具体地，本实施例中，同心式井下安全阀3包括内管管柱生产通道控制闸板和环空通道控制闸板。内管管柱生产通道控制闸板能够控制内层生产管柱的通道的开闭；环空通道控制闸板能够控制环空通道6的开闭。

具体地，本实施例中，内管管柱生产通道控制闸板能够控制上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12是否连通；环空通道控制闸板能够上部环空通道和下部环空通道是否连通。

进一步地，本实施例中，同心式井下安全阀3还包括插入密封短节31和井下安全阀内层管柱，插入密封短节31与井下安全阀内层管柱连接，用于密封内层生产管柱。

通过设置插入密封短节31，能够实现内层管柱生产通道和环空生产通道的分别控制。当选用其中一个生产通道时，则把另外一个生产通道关闭，以确保未启用的生产通道井口不带压。无论应用哪个生产通道生产，遭遇异常生产状况时，同心式井下安全阀3能够迅速关闭内层管柱生产通道和环空生产通道，确保符合海上井控的技术要求。

进一步地，本实施例中，下部外层生产管柱22包括生产封隔器221，下部外层生产管柱22的下端设有带球篮剪切滑套81，带球篮剪切滑套81用于生产封隔器221的完井坐封。

具体地，本实施例中，下部外层生产管柱22包括工作筒和生产封隔器221

具体地，本实施例中，上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12的内层油管连通时形成内管管柱生产通道，环空通道6的上部环空通道和下部环空通道连通时形成环空生产通道，上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12连通且环空通道6开启，能够形成全通生产通道。

优选地，同心式井下安全阀3处的过流截面积不变，插入密封短节31处的过流截面积不变，以使得各个生产通道无缩径，以避免气流在生产通道内流动时受阻。

具体地，本实施例中，内管管柱生产通道的临界产量的计算方法为：

其中，Q_gc为气井临界产量，单位为108m³/d；r_pi为内层生产管柱的内壁的半径，单位为m；p为压力，单位为MPa；k_pi为生产通道为内管管柱生产通道的修正系数；T为温度，单位为K；Z为p、T温压条件下的气体偏差因子；ρ_L为液体的密度，单位为kg/m³；ρ_g为气井产出流体气相密度，单位为kg/m3；g为重力加速度，单位为m/s2；σ为气液表面张力，单位为N/m；C_D为拖曳力系数，无因次。

具体地，本实施例中，环空生产通道的临界产量的计算方法为：

其中，Q_gc为气井临界产量，单位为108m³/d；r_po为外层生产管柱的内壁半径，单位为m；r_pio为内层生产管柱的外壁半径，单位为m；p为压力，单位为MPa；k_pau为生产通道为环空通道6的修正系数；T为温度，单位为K；Z为p、T温压条件下的气体偏差因子；ρ_L为液体的密度，单位为kg/m³；ρ_g为气井产出流体气相密度，单位为kg/m³；g为重力加速度，单位为m/s²；σ为气液表面张力，单位为N/m；C_D为拖曳力系数，无因次。

具体地，本实施例中，全通生产通道的临界产量的计算方法为：

其中，Q_gc为气井临界产量，单位为108m³/d；r_po为外层生产管柱的内壁半径，单位为m；r_pio为内层生产管柱的外壁半径，单位为m；p为压力，单位为MPa；kp为生产通道为全通生产通道的修正系数；T为温度，单位为K；Z为p、T温压条件下的气体偏差因子；ρ_L为液体的密度，单位为kg/m³；ρ_g为气井产出流体气相密度，单位为kg/m³；g为重力加速度，单位为m/s2；σ为气液表面张力，单位为N/m；C_D为拖曳力系数，无因次。

气井正常生产中，根据气井实际生产需要选择实际生产通道，生产通道选择总体原则是：气井产量低时，选择临界产量较低的生产通道；产量高时则选用临界产量高的生产通道。

具体地，本实施例中，上部内层生产管柱11和上部外层生产管柱21形成上部同心双油管，下部内层生产管柱12和下部外层生产管柱22形成下部同心双油管。

具体地，本实施例中，同心式井下安全阀3的上端与上部同心双油管连接，同心式井下安全阀3的下端与下部同心双油管连接。

需要说明的是，上部内层生产管柱11和下部内层生产管柱12形成内管管柱生产通道，需要满足生产测井工具起下作业的安全通过要求。同心式井下安全阀3内管的通过性设计，采用内管生产通道的通过性设计方法进行通过性安全设计。

气井生产后期，可选择一个生产通道进行生产，另一个生产通道可作为井口注入通道进行泡排剂注入或高压气举注入，以满足气井复合排采的要求，对气井进行辅助生产。

进一步地，本实施例中，下部外层生产管柱22包括工作筒和套设于工作筒外的生产封隔器221。

进一步地，海上气井多生产通道完井管柱结构还包括安全阀液控管线4，安全阀液控管线4与上部外层生产管柱21捆绑连接。

进一步地，本实施例中，海上气井多生产通道完井管柱结构还包括盲管71和筛管73。

本实施例提出的海上气井多生产通道完井管柱结构，能够满足海上气井生产过程中的多生产通道的实际生产需要，根据气井实际产能及时调整气井生产通道以解决气井生产后期的井筒携液问题。同时，可实现海上气井生产后期的满足不动管柱条件的井筒积液治理措施调整，满足泡沫排水、联合气举等积液治理措施。

实施例二

参见图2，本实施例提供一种海上气井多生产通道完井管柱结构，其与实施例一的不同之处在于，以井下压力开孔装置82代替实施例一中的带球篮剪切滑套81，井下压力开孔装置82用于生产封隔器221的完井坐封。

进一步地，本实施例中，下压力开孔装置82的下端还设有球座83。

实施例三

本实施例提供一种完井工艺方法，用于对实施例一或者实施例二中的海上气井多生产通道完井管柱结构进行施工安装，包括以下步骤：

S1、将气井裸眼72完钻至设计深度；

具体地，步骤S1完成后，还需要进行如下操作：下入防砂管组合，并进行砾石充填作业、防砂封隔器5坐落密封作业。具体地，防砂管组合包括盲管和筛管。

S2、下入下部外层生产管柱22至设计深度；

具体地，在步骤S2中，先进行通井作业、清井作业、洗井多趟作业，保障气井井筒内的清洁，随后下入下部外层生产管柱22至设计深度。

具体地，步骤S2中，下部外层生产管柱22包括工作筒和生产封隔器221，可选地，工作筒的端部设有导向头和带球兰剪切滑套。带球兰剪切滑套能够满足生产封隔器221的完井坐封。

当然，也可以应用井下压力开孔装置82满足生产封隔器221的完井坐封。

进一步地，步骤S2中，下部外层生产管柱22下至设计深度后，井口临时落座。

S3、下入下部内层生产管柱12；

具体地，步骤S3中，将下部内层生产管柱12下入至下部外层生产管柱22内，并使二者同轴设置。

S4、安装同心式井下安全阀3；

具体地，步骤S4中，同心式井下安全阀3带有插入密封短节31，以密封内层生产管柱。先将同心式井下安全阀3与下部内层生产管柱12连接，然后将下部外层生产管柱22解除临时坐封，并将同心式井下安全阀3与下部外层生产管柱22连接。

S5、下入上部外层生产管柱21；

具体地，在步骤S5中，海上气井多生产通道完井管柱结构还包括安全阀液控管线4，下入上部外层生产管柱21时，将安全阀液控管线4与上部外层生产管柱21捆绑后，使得安全阀液控管线4随上部外层生产管柱21下入。

进一步地，在步骤S5中，当上部外层生产管柱21下至设计深度时，对上部外层生产管柱21的下端工作筒插入密封；随后，将外层生产管柱的外层生产油管进行井口悬挂密封，坐落于采气树下部大四通，连接井口环空生产通道。

S6、下入上部内层生产管柱11；

具体地，在步骤S6中，将上部内层生产管柱11下入至上部外层生产管柱21内，并使二者同轴设置；将上部内层生产管柱11下入至设计深度；随后，将上部内层生产管柱11进行插入密封作业；将内层生产管柱的内层生产油管进行井口悬挂密封，坐落于采气树上部四通，连接内管管柱生产通道。

S7、安装井口采气树，连接生产流程并试压。

S8、对生产封隔器221进行液力坐封，坐封后打压剪掉剪切滑套至球篮。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，包括：

内层生产管柱，包括同轴上下相连的上部内层生产管柱(11)和下部内层生产管柱(12)；

外层生产管柱，套设于所述内层生产管柱外，所述外层生产管柱和所述内层生产管柱之间具有环空通道(6)，所述外层生产管柱包括同轴上下相连的上部外层生产管柱(21)和下部外层生产管柱(22)；

同心式井下安全阀(3)，将所述上部内层生产管柱(11)和所述下部内层生产管柱(12)连接，同时连接所述上部外层生产管柱(21)和所述下部外层生产管柱(22)，所述同心式井下安全阀(3)能够控制所述内层生产管柱的通道的开闭，还能够控制所述环空通道(6)的开闭。

2.根据权利要求1所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述同心式井下安全阀(3)包括：

内管管柱生产通道控制闸板，能够控制内层生产管柱的通道的开闭；环空通道控制闸板，能够控制所述环空通道(6)的开闭。

3.根据权利要求1所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述同心式井下安全阀(3)还包括插入密封短节(31)和井下安全阀内层管柱，所述插入密封短节(31)与所述井下安全阀内层管柱连接，用于密封所述内层生产管柱。

4.根据权利要求1所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述下部外层生产管柱(22)包括生产封隔器(221)，所述下部外层生产管柱(22)的下端设有带球篮剪切滑套(81)，所述带球篮剪切滑套(81)用于所述生产封隔器(221)的完井坐封。

5.根据权利要求1所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述完井管柱结构还包括安全阀液控管线(4)，所述安全阀液控管线(4)与所述上部外层生产管柱(21)捆绑连接。

6.根据权利要求3所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述同心式井下安全阀(3)处的过流截面积不变，所述插入密封短节(31)处的过流截面积不变。

7.根据权利要求1所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述下部外层生产管柱(22)包括生产封隔器(221)，所述下部外层生产管柱(22)的下端设有井下压力开孔装置(82)，所述井下压力开孔装置(82)用于所述生产封隔器(221)的完井坐封。

8.根据权利要求7所述的海上气井多生产通道完井管柱结构，其特征在于，所述完井管柱结构还包括球座(83)，所述球座(83)设于所述井下压力开孔装置(82)的下方。

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