CN213928257U - 一种页岩气长水平井完井管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油工业中油气开采技术领域，具体公开了一种页岩气长水平井完井管柱，包括套管，套管包括能够依次套合的表层套管、中间套管和生产套管，表层套管位于最外部，表层套管、中间套管和生产套管的长度依次增大，表层套管、中间套管和生产套管均能够延伸至地表，生产套管能够延伸至水平井井底，生产套管靠近井底的端部固定连接有趾端滑套，趾端滑套能够在外界压力下打开。本方案通过在生产套管上安装趾端滑套，解决了现有技术中页岩气长水平井采用连续油管完成首段射孔存在的施工时间长、施工复杂、成本高和施工难度大的问题。

Description

一种页岩气长水平井完井管柱

技术领域

本实用新型涉及石油工业中油气开采技术领域，具体是一种页岩气长水平井完井管柱。

背景技术

页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的非常规天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产页岩气分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

与石油直接钻取不同，开采页岩气需要压裂页岩层的岩石，以使得页岩气释放，这就使得开采页岩气必须要水平钻井后采用水力压裂法释放页岩气。

其中长水平井钻井和大型水力分段压裂是用于页岩气开发的两项核心技术，是实现页岩气田商业开发的关键技术。国内针对页岩气的水平井分段压裂技术主要采用泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺，该技术是采用桥塞将水平井分为若干段，一次性将射孔工具串和桥塞通过水力泵送方式输送至目的井段完成桥塞坐封和多簇射孔，为后续压裂施工创造条件，然而泵送桥塞射孔联作工艺无法进行首段射孔。目前中国国内页岩气水平井首段射孔主要采用连续油管输送射孔技术。但是连续油管输送射孔工艺需要单独的连续油管车，那就需要设备搬迁、人员准备设备的场地放置等，一般安排时间都需要两天时间，存在施工时间长、施工复杂、成本高等问题；而连续油管在放入到水平井后，因水平井长达800-2000米，油管管道容易出现自锁现象，造成了施工难度大的问题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种页岩气长水平井完井管柱，以解决现有技术中页岩气长水平井采用连续油管完成首段射孔存在的施工时间长、施工复杂、成本高和施工难度大的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案如下：

一种页岩气长水平井完井管柱，包括套管，套管包括能够依次套合的表层套管、中间套管和生产套管，表层套管位于最外部，表层套管、中间套管和生产套管的长度依次增大，表层套管、中间套管和生产套管均能够延伸至地表，生产套管能够延伸至水平井井底，生产套管靠近井底的端部固定连接有趾端滑套，趾端滑套能够在外界压力下打开。

相比于现有技术的有益效果：

采用本方案进行钻井时，完成第一段钻井深度时将表层套管放入，通过表层套管对井壁形成支撑和固定，再接着钻第二段，第二段完成后将中间套管放入，通过中间套管对第二段井壁形成支撑和固定，再完成水平井的水平段后将带有趾端滑套的生产套管放入，生产套管对水平段的井壁形成支撑和固定，在整个完井管柱完成后，通过往生产套管内施加压力，使得趾端滑套打开，趾端滑套打开后，压力从趾端滑套喷射至岩石层，使得岩石层产生裂缝，完成长水平井水平段的首段射孔。相比于现有技术，本方案在完井管柱完成安装时即做好了首段射孔的准备，省去了连续油管车的调动、设备场地布置和管道的放入等工作，缩短了施工时间，降低了施工难度，首段射孔成本大幅度降低。

在钻井和开采页岩气的过程中,套管起着保护井眼、加固井壁并隔绝井中的油、气、水层及封固各种复杂地层的作用，本方案中利用表层套管、中间套管和生产套管的层层套合，能够隔离地表浅水层和浅部复杂底层，使淡水层不受钻井液污染。

进一步，所述表层套管外表面还套接有导管，导管的长度小于表层套管的长度。

有益效果：通过在表层套管外增设导管，使得井口位置的完井管柱中套管的层数更多，更有利于解决地层坍塌和恶性漏失的问题。

进一步，所述导管的长度为50-200米。

有益效果：导管长度可根据所处地层的实际稳定系性情况进行选择，既保证导眼段的稳固性又能兼顾施工工艺成本。

进一步，所述表层套管能够向下伸至飞仙关组地层。

有益效果：相比于现有技术中将表层套管下伸至长兴组相比，本方案的表层套管在飞仙关组地层的位置既能满足水平井安全钻井的要求，又能缩短尺寸更大的井眼段的长度，提高机械钻井速度。

进一步，所述中间套管能够向下伸至浊积砂体。

有益效果：能够隔离不同地层压力的层系或隔离易塌易漏等复杂地层，既能满足安全钻井要求，又能保证机械钻井的速度。

进一步，所述生产套管包括依次连接的竖直段、过渡段和水平段，趾端滑套位于水平段的自由末端，中间套管套接在生产套管的竖直段和过渡段上。

有益效果：水平段为页岩生产时的产气层，中间套管和生产套管能够保护生产层，并给页岩气从产气层流至地面提供通道。

进一步，所述趾端滑套螺纹连接在生产套管末端。

有益效果：以使得连接方便且安装简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：导管1、表层套管2、生产套管3、中间套管4、趾端滑套5。

实施例

实施例基本如附图1所示：

一种页岩气长水平井完井管柱，包括套管，其特征在于：套管包括能够依次套合的导管1、表层套管2、生产套管3和中间套管4，导管1、表层套管2、生产套管3和中间套管4均采用钢材。

导管1位于最外部，导管1、表层套管2、中间套管4和生产套管3的长度依次增大，导管1、表层套管2、中间套管4和生产套管3均能够延伸至地表。

导管1的长度为50-200米，在实际使用时根据地表地层的情况进行合理选择，导管1的内径为470mm以上，本实施例中，套管内径为473.1mm。

表层套管2能够向下伸至飞仙关组地层顶部，表层套管2的内径可以为330-345mm，本实施例中表层套管2的内径为339.7mm。

中间套管4能够向下伸至浊积砂体顶部，中间套管4的内径可以为240-250mm，本实施例中中间套管4的内径为244.5mm。

生产套管3包括依次连接的竖直段、过渡段和水平段，水平段能够延伸至水平井井底，水平段靠近井底的端部通过丝扣固定连接有趾端滑套5，趾端滑套5能够在外界压力下打开(其中趾端滑套5可以采用中国专利授权公告号为CN211201873U中的趾端滑套5)；水平段为页岩生产时的产气层，中间套管4和生产套管3能够保护生产层，并给页岩气从产气层流至地面提供通道。

中间套管4套接在生产套管3的竖直段和过渡段上。

生产套管3延伸至生产页岩气的页岩层，生产套管3的内径可以为130-145mm，本实施例中生产套管3的内径为139.7mm。

具体实施过程如下：

在长水平井钻井时，先加工导眼段，利用钻头加工50-200米后放入导管1；接着再进行一开井段的施工，更换钻头，使得钻进深度能够下伸至飞仙关组地层顶部，然后将表层管套套入导管1内并使得表层管套下伸至该钻进深度的底部，完成一开井段。

接着进行二开井段，再次更换钻头，使得钻头能够钻进至浊积砂体顶部，接着将中间套管4套入表层套管2内并延伸至浊积砂体顶部。

再之后进行三开井段，再次更换钻头，使得钻头能够进行水平钻进完成长水平井的水平段加工，加工完成后，将生产套管3套入中间套管4内，并使得生产套管3的水平段末端到达长水平井的井底；因趾端滑套5是固定在生产套管3的水平段端部的，故而趾端滑套5随着生产套管3一起到达长水平井的井底。

以上施工完成后即完成了长水平井的完井管柱安装，接着向生产套管3内施加外部压力，通过往生产套管3内施加压力，比如直接施加水压压力，使得趾端滑套5打开，趾端滑套5打开后，高压水从趾端滑套5喷射至岩石层，使得岩石层产生裂缝，完成长水平井水平段的首段射孔。相比于现有技术，本实施例在完井管柱完成安装时即做好了首段射孔的准备，省去了连续油管车的调动、设备场地布置和管道的放入等工作，缩短了施工时间，降低了施工难度，首段射孔成本大幅度降低。

在钻井和开采页岩气的过程中,套管起着保护井眼、加固井壁并隔绝井中的油、气、水层及封固各种复杂地层的作用，本实施例通过导管1、表层套管2、中间套管4和生产套管3的层层套合，能够隔离地表浅水层和浅部复杂底层，使淡水层不受钻井液污染。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种页岩气长水平井完井管柱，包括套管，其特征在于：套管包括能够依次套合的表层套管、中间套管和生产套管，表层套管位于最外部，表层套管、中间套管和生产套管的长度依次增大，表层套管、中间套管和生产套管均能够延伸至地表，生产套管能够延伸至水平井井底，生产套管靠近井底的端部固定连接有趾端滑套，趾端滑套能够在外界压力下打开。

2.根据权利要求1所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述表层套管外表面还套接有导管，导管的长度小于表层套管的长度。

3.根据权利要求2所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述导管的长度为50-200米。

4.根据权利要求1所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述表层套管能够向下伸至飞仙关组地层。

5.根据权利要求1所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述中间套管能够向下伸至浊积砂体。

6.根据权利要求1所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述生产套管包括依次连接的竖直段、过渡段和水平段，趾端滑套位于水平段的自由末端，中间套管套接在生产套管的竖直段和过渡段上。

7.根据权利要求1所述的页岩气长水平井完井管柱，其特征在于：所述趾端滑套螺纹连接在生产套管末端。

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