CN109577912A - 欠平衡下油管内防喷工具和一趟式欠平衡联合采油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及欠平衡下完井管柱作业技术领域，是一种欠平衡下油管内防喷工具和一趟式欠平衡联合采油方法，前者包括管体、定压堵头、割缝油管和打捞蓝，管体下端与打捞蓝的上端之间由上至下依次固定安装有至少一个割缝油管，管体和割缝油管的中部均分布有上下贯通的过液通道；后者包括步骤如下：(1）采用欠平衡技术完成储层钻井工作后，欠平衡状态下入筛管，筛管下到预定位置后座封起钻。本发明可在欠平衡下油管中防止油管内喷，有效保障了下油管井控安全，通过打压使剪切销钉剪断可使定压堵头与内环台分离开，打捞蓝可承接定压堵头，防止其对后续作业形成干扰，储层的油可通过割缝油管进入管体内，实现油管内与储层联通，可进行欠平衡下气举投产。

Description

欠平衡下油管内防喷工具和一趟式欠平衡联合采油方法

技术领域

本发明涉及欠平衡下完井管柱作业技术领域，是一种欠平衡下油管内防喷工具和一趟式欠平衡联合采油方法。

背景技术

目前，在实施欠平衡完井作业时，如果在油管上没有安装油管防喷工具的情况进行下油管作业时，地层流通过油管就会倒流，轻度会使井口操作很不方便，重者会造成井控失控，造成严重后果，但是在实施欠平衡完井时如果采用重浆压井下油管，那么全过程欠平衡就失去了意义，目前传统的一体化完井工艺技术，要适应欠平衡钻井其工艺上均存在较大的局限性，要想保证更好的释放、保护油气层和实现全过程欠平衡完井作业，仍然存在着欠平衡完井作业中不压井下流体通过油管倒流发生井喷现象的问题。与此同时，采油后期需要分层开采时，进行过油管射孔、酸化压裂时，还需要起出油管，再重新下油管，如此，作业流程繁琐开采效率低。

发明内容

本发明提供了一种欠平衡下油管内防喷工具和一趟式欠平衡联合采油方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有欠平衡完井作业中不压井下流体通过油管倒流发生井喷的现象、分层开采进行过油管射孔、酸化压裂时作业流程繁琐开采效率低的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种欠平衡下油管内防喷工具，包括管体、定压堵头、割缝油管和打捞蓝，管体下端与打捞蓝的上端之间由上至下依次固定安装有至少一个割缝油管，管体和割缝油管的中部均分布有上下贯通的过液通道，割缝油管上分布有能与其内腔相通的割缝，打捞蓝中部设有开口向上的打捞盲道，管体的内壁上设有内环台，内环台下方设有定压堵头，定压堵头的上端与内环台的下端相密封，定压堵头与管体通过剪切销钉连接在一起，内环台的上端内侧设有上宽下窄的坐封环面。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述定压堵头可包括由上至下依次连接在一起的上盖、筒体和堵头，上盖为圆板，上盖套装于管体内，上盖的外径大于内环台的内径，筒体的直径小于上盖的直径，堵头呈上大下小的锥形体，堵头上端的直径与筒体的直径相等，上盖、筒体和堵头的中心线在同一轴线上。

上述定压堵头与管体可通过两至六个沿圆周均布的剪切销钉连接在一起，对应每个剪切销钉位置的筒体上均分布有套装在剪切销钉外侧的销孔，对应每个剪切销钉位置的管体上均分布有套装在剪切销钉外侧的通孔。

上述定压堵头与内环台之间可固定安装有密封圈。

上述割缝油管上可由上至下间隔分布有两组割缝组，每组割缝组均包括多个等间隔分布的割缝，每组割缝组均沿割缝油管外周呈螺旋形分布，每组割缝组的螺旋角均为30°至45°之间。

上述打捞蓝可包括打捞套管和导向接头，打捞套管下部固定有导向接头，导向接头呈上大下小的空心锥形体，导向接头的最大外径与打捞套管的外径相等，导向接头的最大内径与打捞套管的内径相等。

上述管体的下部外侧可与位于顶部的割缝油管的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，位于底部的割缝油管的下端内侧与打捞蓝的上端外侧通过通过螺纹连接固定安装在一起。

上述坐封环面的母线可呈圆弧形，坐封环面处座有能与其密封配合的坐封球，坐封球的直径大于坐封环面的最小内径。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述欠平衡下油管内防喷工具的一趟式欠平衡联合采油方法，包括步骤如下：

(1）采用欠平衡技术完成储层钻井工作后，欠平衡状态下入筛管，筛管下到预定位置后座封起钻；

(2) 将欠平衡下油管内防喷工具安装于油管的下部形成管串，在欠平衡状态下放管串，直至油管下放到预定位置；

(3) 座封油管挂，座封采油树；

(4) 通过憋压剪断欠平衡下油管内防喷工具中的剪切销钉，定压堵头掉落入打捞蓝内，油管的内腔将通过管体和割缝油管的过液通道以及割缝建立油管内外连通通道；

(5) 选择合适方式投产，具体为：若储层能量达到自喷投产条件，则直接自喷产油；若储层能量未达到自喷投产条件，则气举诱喷投产；若气举诱喷未达到自喷投产条件，下抽油泵转抽吸采油；

(6) 采油后期，需要进行分层开采时，只需要起出抽油杆和抽油泵，向管串内投入憋压球，使憋压球坐封于坐封环面处，完成对坐封环面下方管体的封堵，关闭欠平衡下油管内防喷工具；

(7) 在欠平衡状态下进行过油管射孔作业和压裂改造作业；

(8) 进行气举排液，下抽油泵和抽油杆，恢复泵抽采油作业。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，欠平衡下油管内防喷工具通过定压堵头与内环台相密封，并通过剪切销钉使定压堵头与管体连接在一起，可在欠平衡下油管中防止油管内喷，有效保障了下油管井控安全，通过打压使剪切销钉剪断可使定压堵头与内环台分离开，打捞蓝可承接定压堵头，防止其对后续作业形成干扰，储层的油可通过割缝油管进入管体内，实现油管内与储层联通，可进行欠平衡下气举投产，通过在管串中投入坐封球可封堵坐封环面的内孔，使欠平衡下油管内防喷工具的下部处于密封状态，可进行过油管射孔、酸化压裂改造作业，采用欠平衡下油管内防喷工具可在欠平衡状态下完成多项联合采油作业，实现欠平衡下油管防喷、气举投产、过油管射孔、酸化压裂一趟管柱完成作业，有效将繁琐的投产作业简化，简化操作工艺流程，缩短作业周期，提高作业效率，具有操作简单，省时省力，便捷高效，全过程欠平衡完井作业成功率高的特点。

附图说明

附图1为本发明实施例一的主视剖视结构示意图。

附图2为本发明实施例二的流程图。

附图中的编码分别为：1为管体，2为钢球，4为剪切销钉，5为密封圈，6为割缝油管，7为打捞蓝，8为内凸台，9为坐封环面，10为割缝，11为上盖，12为筒体，13为堵头，14为打捞套管，15为导向接头，16为销孔，17为通孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该欠平衡下油管内防喷工具包括管体1、定压堵头、割缝油管6和打捞蓝，管体1下端与打捞蓝的上端之间由上至下依次固定安装有至少一个割缝油管6，管体1和割缝油管6的中部均分布有上下贯通的过液通道，割缝油管6上分布有能与其内腔相通的割缝10，打捞蓝中部设有开口向上的打捞盲道，管体1的内壁上设有内环台8，内环台8下方设有定压堵头，定压堵头的上端与内环台8的下端相密封，定压堵头与管体1通过剪切销钉4连接在一起，内环台8的上端内侧设有上宽下窄的坐封环面9。根据需求，当割缝油管6为多个时，每两相邻的割缝油管6可固定安装在一起或通过连接短节固定安装在一起。使用过程中，在入井之前，首先要对本实施例进行试压和密封性检验，在确保合格之后方能入井，之后可将管体1上端与现有公知的油管连接在一起形成管串，然后可将管串下入井内的预设位置，此过程中，定压堵头与管体1通过剪切销钉4连接，且使定压堵头与内环台8呈密封状态，可防止出现油管内喷，有效保障下油管井控安全；当油管下到预定井深后，可通过打压使剪切销钉4剪断，此时定压堵头将与内环台8分离并穿过过液通道落入打捞盲道内，储层的油将通过割缝10进入过液通道，实现油管内与储层联通，可进行气举投产作业；在采油后期进行过油管射孔、酸化压裂时，不需要重新起出油管，只需起出抽油泵，通过在油管中投入坐封球2，使坐封球2与坐封环面9密封，此时可通过坐封球2将管体1下部关闭，能在坐封环面9上方的管串内进行过油管射孔、酸化压裂作业。本实施例结构合理而紧凑，使用方便，其通过定压堵头与内环台8相密封，并通过剪切销钉4使定压堵头与管体1连接在一起，可在欠平衡下油管中防止油管内喷，有效保障了下油管井控安全，通过打压使剪切销钉4剪断可使定压堵头与内环台8分离开，打捞蓝可承接定压堵头，防止其对后续作业形成干扰，储层的油可通过割缝油管进入管体1内，实现油管内与储层联通，可进行欠平衡下气举投产，通过在管串中投入坐封球2可封堵坐封环面9的内孔，使本实施例的下部处于密封状态，可进行过油管射孔、酸化压裂改造作业，本实施例可实现欠平衡下油管防喷、气举投产、过油管射孔、酸化压裂一趟管柱完成作业，有效将繁琐的投产作业简化，缩短作业周期，提高作业效率，具有安全、省力、简便、高效的特点。根据需求，管体1从上端面到下端面的长度为500mm，打捞蓝上端面到下端面的长度为300mm。管体1的直径有φ73mm、φ89mm、φ114mm三种规格。本实施例的扣型完全按照API标准执行，其额定耐压值为35 MPa 和70MPa两种，割缝油管6的长度可根据储层的厚度进行调整。

可根据实际需要，对上述欠平衡下油管内防喷工具作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，定压堵头包括由上至下依次连接在一起的上盖11、筒体12和堵头13，上盖11为圆板，上盖11套装于管体1内，上盖11的外径大于内环台8的内径，筒体12的直径小于上盖11的直径，堵头13呈上大下小的锥形体，堵头13上端的直径与筒体12的直径相等，上盖11、筒体12和堵头13的中心线在同一轴线上。这样，在剪切销钉4剪断后，呈锥形体的堵头可起到导向作用，确保定压堵头顺利滑落至打捞蓝内。

如附图1所示，定压堵头与管体1通过两至六个沿圆周均布的剪切销钉4连接在一起，对应每个剪切销钉4位置的筒体12上均分布有套装在剪切销钉4外侧的销孔16，对应每个剪切销钉4位置的管体1上均分布有套装在剪切销钉4外侧的通孔17。这样，可使定压堵头与管体1连接的更稳定，且受力更均匀。

如附图1所示，定压堵头与内环台8之间固定安装有密封圈5。这样，可以进一步为定压堵头和内环台8之间提供可靠的密封性。根据需求，密封圈5可采用现有公知的密封圈技术，如矩形密封圈等。

如附图1所示，割缝油管6上由上至下间隔分布有两组割缝组，每组割缝组均包括多个等间隔分布的割缝10，每组割缝组均沿割缝油管6外周呈螺旋形分布，每组割缝组的螺旋角均为30°至45°之间。割缝10的长、宽可根据储层产量、地层出砂粒径大小情况进行设计，由此可在采油过程中具有良好的防砂性，从而可提高采油质量。

如附图1所示，打捞蓝包括打捞套管14和导向接头15，打捞套管14下部固定有导向接头15，导向接头15呈上大下小的空心锥形体，导向接头15的最大外径与打捞套管14的外径相等，导向接头15的最大内径与打捞套管14的内径相等。由此可通过导向接头15的外形对管串的下放起到导向作用，通过导向接头15的锥形孔可与堵头13的外形适配，起到打捞限位的作用。

如附图1所示，管体1的下部外侧与位于顶部的割缝油管6的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，位于底部的割缝油管6的下端内侧与打捞蓝的上端外侧通过通过螺纹连接固定安装在一起。由此可通过螺纹连接使其方便安装和拆卸，且螺纹扣型可按照API标准执行。

如附图1所示，坐封环面9的母线呈圆弧形，坐封环面9处座有能与其密封配合的坐封球2，坐封球2的直径大于坐封环面9的最小内径。使用时，应在下放管串前将坐封球2取出，待需要进行过油管射孔、酸化压裂时，可将坐封球2投入管串内，并送至坐封环面9使两者密封，由此可达到过油管射孔、酸化压裂作业的条件；通过使坐封环面9的母线呈圆弧形可使其与坐封球2具有更好的密封性，使其具有良好的坐封效果。根据需求，坐封球2可采用现有公知技术，如钢球等。

实施例二：如附图2所示，一种使用上述欠平衡下油管内防喷工具的一趟式欠平衡联合采油方法，包括步骤如下：

(1）采用欠平衡技术完成储层钻井工作后，欠平衡状态下入筛管，筛管下到预定位置后座封起钻；

(2) 将欠平衡下油管内防喷工具安装于油管的下部形成管串，在欠平衡状态下放管串，直至油管下放到预定位置；

(3) 座封油管挂，座封采油树；

(4) 通过憋压剪断欠平衡下油管内防喷工具中的剪切销钉4，定压堵头掉落入打捞蓝内，油管的内腔将通过管体1和割缝油管的过液通道以及割缝10建立油管内外连通通道；

(5) 选择合适方式投产，具体为：若储层能量达到自喷投产条件，则直接自喷产油；若储层能量未达到自喷投产条件，则气举诱喷投产；若气举诱喷未达到自喷投产条件，下抽油泵转抽吸采油；

(6) 采油后期，需要进行分层开采时，只需要起出抽油杆和抽油泵，向管串内投入憋压球，使憋压球坐封于坐封环面9处，完成对坐封环面9下方管体的封堵，关闭欠平衡下油管内防喷工具；

(7) 在欠平衡状态下进行过油管射孔作业和压裂改造作业；

(8) 进行气举排液，下抽油泵和抽油杆，恢复泵抽采油作业。

采用本实施例可在欠平衡状态下完成多项联合采油作业，实现欠平衡下油管防喷、气举投产、过油管射孔、酸化压裂一趟管柱完成作业，解决欠平衡下完井管柱作业中遇见的难题，无需反复多次上提和下方管串，简化操作工艺流程，具有操作简单，省时省力，便捷高效，全过程欠平衡完井作业成功率高的特点，其通过欠平衡完井与下游转投、压裂改造的技术衔接，有效缩短油气井投产周期，可最大限度减小储层污染，降低作业成本，加快建产步伐；本实施例实现了全过程不压井作业，可最大限度保护储层；通过欠平衡下油管内防喷工具的设置，可在欠平衡状态待油管下放到位后，能通过憋压方法剪断剪切销钉，建立油管内外连通通道，由此可直接进行气举作业、抽吸投产；其在抽吸采油后期需要分层开采时，只需起出抽油泵，然后投球关闭欠平衡下油管内防喷工具，可在不压井状态下进行过油管射孔和压裂改造，不需要进行起油管作业，降低了作业周期和成本。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于包括管体、定压堵头、割缝油管和打捞蓝，管体下端与打捞蓝的上端之间由上至下依次固定安装有至少一个割缝油管，管体和割缝油管的中部均分布有上下贯通的过液通道，割缝油管上分布有能与其内腔相通的割缝，打捞蓝中部设有开口向上的打捞盲道，管体的内壁上设有内环台，内环台下方设有定压堵头，定压堵头的上端与内环台的下端相密封，定压堵头与管体通过剪切销钉连接在一起，内环台的上端内侧设有上宽下窄的坐封环面。

2.根据权利要求1所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于定压堵头包括由上至下依次连接在一起的上盖、筒体和堵头，上盖为圆板，上盖套装于管体内，上盖的外径大于内环台的内径，筒体的直径小于上盖的直径，堵头呈上大下小的锥形体，堵头上端的直径与筒体的直径相等，上盖、筒体和堵头的中心线在同一轴线上。

3.根据权利要求2所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于定压堵头与管体通过两至六个沿圆周均布的剪切销钉连接在一起，对应每个剪切销钉位置的筒体上均分布有套装在剪切销钉外侧的销孔，对应每个剪切销钉位置的管体上均分布有套装在剪切销钉外侧的通孔。

4.根据权利要求1或2或3所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于定压堵头与内环台之间固定安装有密封圈。

5.根据权利要求1或2或3所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于割缝油管上由上至下间隔分布有两组割缝组，每组割缝组均包括多个等间隔分布的割缝，每组割缝组均沿割缝油管外周呈螺旋形分布，每组割缝组的螺旋角均为30°至45°之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于割缝油管上由上至下间隔分布有两组割缝组，每组割缝组均包括多个等间隔分布的割缝，每组割缝组均沿割缝油管外周呈螺旋形分布，每组割缝组的螺旋角均为30°至45°之间。

7.根据权利要求1或2或3或6所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于打捞蓝包括打捞套管和导向接头，打捞套管下部固定有导向接头，导向接头呈上大下小的空心锥形体，导向接头的最大外径与打捞套管的外径相等，导向接头的最大内径与打捞套管的内径相等。

8.根据权利要求1或2或3或6所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于管体的下部外侧与位于顶部的割缝油管的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，位于底部的割缝油管的下端内侧与打捞蓝的上端外侧通过通过螺纹连接固定安装在一起；或/和，坐封环面的母线呈圆弧形，坐封环面处座有能与其密封配合的坐封球，坐封球的直径大于坐封环面的最小内径。

9.根据权利要求7所述的欠平衡下油管内防喷工具，其特征在于管体的下部外侧与位于顶部的割缝油管的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，位于底部的割缝油管的下端内侧与打捞蓝的上端外侧通过通过螺纹连接固定安装在一起；或/和，坐封环面的母线呈圆弧形，坐封环面处座有能与其密封配合的坐封球，坐封球的直径大于坐封环面的最小内径。

10.一种使用如权利要求1至9中欠平衡下油管内防喷工具的一趟式欠平衡联合采油方法，其特征在于包括步骤如下：

(1）采用欠平衡技术完成储层钻井工作后，欠平衡状态下入筛管，筛管下到预定位置后座封起钻；

(2) 将欠平衡下油管内防喷工具安装于油管的下部形成管串，在欠平衡状态下放管串，直至油管下放到预定位置；

(3) 座封油管挂，座封采油树；

(4) 通过憋压剪断欠平衡下油管内防喷工具中的剪切销钉，定压堵头掉落入打捞蓝内，油管的内腔将通过管体和割缝油管的过液通道以及割缝建立油管内外连通通道；

(5) 选择合适方式投产，具体为：若储层能量达到自喷投产条件，则直接自喷产油；若储层能量未达到自喷投产条件，则气举诱喷投产；若气举诱喷未达到自喷投产条件，下抽油泵转抽吸采油；

(6) 采油后期，需要进行分层开采时，只需要起出抽油杆和抽油泵，向管串内投入憋压球，使憋压球坐封于坐封环面处，完成对坐封环面下方管体的封堵，关闭欠平衡下油管内防喷工具；

(7) 在欠平衡状态下进行过油管射孔作业和压裂改造作业；

(8) 进行气举排液，下抽油泵和抽油杆，恢复泵抽采油作业。