一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，包括油氣井井壁和防砂管柱，油氣井井壁和防砂管柱之間形成環(huán)空；在油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中設(shè)置有一種可滲透、上提管柱時(shí)對(duì)管柱產(chǎn)生低阻力的隔離體，所述隔離體包圍防砂管柱。本發(fā)明在井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中建立一種可滲透、上提管柱時(shí)對(duì)管柱產(chǎn)生低阻力的隔離體，簡(jiǎn)稱可滲透、低阻力隔離體，當(dāng)上提管柱時(shí)，該隔離體與管柱的摩擦阻力很低，可以很容易地拔出管柱。
【專利說(shuō)明】一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，適用于易出砂的疏松砂巖油藏的油氣井，上述油氣井包括直井、斜井、水平井、注入井和生產(chǎn)井，屬于石油開采【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0003]全球油氣田存在大量易出砂的疏松砂巖油藏,對(duì)于疏松砂巖油藏的油氣井，無(wú)論是直井，斜井還是水平井，油井出砂是油田開發(fā)經(jīng)常遇見的問(wèn)題之一。油井出砂的危害比較大，會(huì)造成油井產(chǎn)量大減，井下管柱嚴(yán)重?fù)p壞，作業(yè)成本激增，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因而，防止井下地層出砂是極為重要的。
[0004]目前，油氣井常用的機(jī)械防砂技術(shù)有兩種: 1、如圖1所示，在油氣井中下入防砂管柱防砂；圖1中，1-1為井壁，1-2為防砂管柱，1-3為地層出砂，1-4為懸掛封隔器，1-5為疏松砂巖地層。
[0005]2、礫石充填防砂:如圖2所示，首先下入防砂管柱，然后在防砂管柱和井壁的環(huán)空充填礫石，利用礫石層阻擋地層砂進(jìn)入井筒。圖2中，2-1為井壁，2-2為防砂管柱，2-3為礫石環(huán),2-4為懸掛封隔器,2-5為疏松砂巖地層。
[0006]采用上述兩種方式防砂的油氣井，由于多種原因，往往需要拔出井下防砂管柱，譬如:
1、井下防砂管柱堵塞，需要清洗重新下入或下入新的防砂管柱；
2、射孔孔眼被堵塞，需要拔出井下防砂管柱，清洗射孔孔眼；
3、井下防砂管柱損壞，需要拔出后下入新的防砂管柱；
4、對(duì)油氣井進(jìn)行其它作業(yè)，需要拔出井下防砂管柱。
[0007]對(duì)于在油氣井中直接下入防砂管柱防砂的油氣井由于地層大量出砂，地層砂填滿了防砂管柱與井壁之間的環(huán)空、緊緊包住了防砂管柱；對(duì)于礫石充填井，充填的礫石防砂層也緊緊包住了防砂管柱。
[0008]當(dāng)進(jìn)行拔管作業(yè)時(shí)，地層砂或礫石與其緊抱住的防砂管柱會(huì)產(chǎn)生巨大的摩擦阻力，一般能達(dá)到I噸/米以上，而井下防砂管柱長(zhǎng)度很多都在上百米，那么上提力就需要上百噸，即使是僅下入幾十米或十幾米防砂管柱的油氣井，很多時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生上百噸的阻力。一般的修井作業(yè)設(shè)備根本無(wú)法提供如此高的上提力，而且防砂管柱的連接強(qiáng)度也無(wú)法承受如此高的拉力。同時(shí)，上提時(shí)由于摩擦阻力的作用、地層砂或礫石充填環(huán)和防砂管柱之間還有可能發(fā)生自鎖，越發(fā)難以拔出防砂管。如圖3所示。圖3中，3-1為井壁，3-2為防砂管柱，3-3為地層出砂或礫石環(huán)，3-4為懸掛封隔器，3-5為疏松砂巖地層，3-6為上提大鉤，3_7為拉力傳感器。向上的箭頭是上提力，向下的箭頭是摩擦阻力。
[0009]因此，如果不采取其它措施，利用直接上提的方式幾乎根本無(wú)法拔出防砂管柱。[0010]對(duì)于無(wú)法拔出防砂管柱的油氣井，油田一般采用的解決措施是套銑作業(yè)。套銑作業(yè)是在防砂管柱和井壁的環(huán)空內(nèi)下入一個(gè)套銑管套于防砂管柱外，邊旋轉(zhuǎn)邊循環(huán)沖洗邊下管而清除掉包圍在防砂管柱周圍的地層砂或礫石，使防砂管柱易于拔出，套銑作業(yè)需要每套銑完一根防砂管，就進(jìn)行一次拔起防砂管柱的作業(yè)，整個(gè)作業(yè)周期很長(zhǎng)，成本很高。而且套銑作業(yè)對(duì)于防砂管柱和井壁間隙的寬度尺寸有要求，如果尺寸較小，工具無(wú)法下入，該油氣井就無(wú)法采用套銑作業(yè)進(jìn)行拔管，甚至造成該油氣井的報(bào)廢。
[0011]因而，亟需開發(fā)出一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，它在井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中建立一種可滲透、上提管柱時(shí)對(duì)管柱產(chǎn)生低阻力的隔離體，簡(jiǎn)稱可滲透、低阻力隔離體，當(dāng)上提管柱時(shí)，隔離體與管柱產(chǎn)生的摩擦阻力很低，可以很容易地拔出管柱。
[0013]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明公開了一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，包括油氣井井壁和防砂管柱，油氣井井壁和防砂管柱之間形成環(huán)空；在油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中設(shè)置有一種可滲透、低阻力的隔離體，所述隔離體包圍防砂管柱。
[0014]所述可滲透、低阻力隔離體是由易拔管顆粒組成的。
[0015]所述易拔管顆粒是一種受擠壓時(shí)可變形顆粒，其硬度足以支撐所述隔離體保持有效的孔隙度，易拔管顆粒耐地層溫度，化學(xué)穩(wěn)定性良好，粒徑為0.05mm-2mm之間，形狀是任意形狀。
[0016]所述可變形顆粒包括彈性變形顆粒和破碎變形顆粒。
[0017]所述彈性變形顆粒是一種高分子聚合物顆粒。
[0018]所述高分子聚合物顆粒為苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚物顆粒，聚乙烯顆粒，聚丙烯顆粒,尼龍顆粒,或聚苯硫醚顆粒。
[0019]所述破碎變形顆粒為一種空心的或多孔隙的顆粒。
[0020]所述破碎變形顆粒為空心玻璃微珠顆粒、膨脹珍珠巖顆粒，或漂珠顆粒。
[0021]所述易拔管顆粒粒徑優(yōu)選為0.lmm-0.5mm,形狀為球形。
[0022]所述可滲透、低阻力隔離體的一種實(shí)現(xiàn)方法為采用充填工藝將易拔管顆粒充填到油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。
[0023]所述可滲透、低阻力隔離體的另一種實(shí)現(xiàn)方法是預(yù)先設(shè)置在防砂管上，并隨防砂管下到油氣井井壁和防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。。
[0024]所述預(yù)先設(shè)置了可滲透低阻力隔離體的防砂管柱下入油氣井中后，其與井壁之間可充填礫石或其他充填介質(zhì)，也可不充填任何介質(zhì)。
[0025]所述防砂管上預(yù)先設(shè)置的可滲透低阻力隔離體的一種解決方案是采用膠結(jié)工藝或熔融擠壓工藝將易拔管顆粒直接固結(jié)在防砂管上。
[0026]所述防砂管外預(yù)先設(shè)置的可滲透低阻力隔離體的另一種解決方案是采用膠結(jié)工藝或熔融擠壓工藝將易拔管顆粒制作成筒狀的可滲透低阻力隔離體，然后固定在防砂管上。[0027]所述的筒狀的可滲透低阻力隔離體固定在防砂管上，所采用的固定方式有螺紋件連接固定，膠結(jié)劑粘接固定，擋環(huán)固定或銷釘固定。
[0028]所述下入了預(yù)先設(shè)置了可滲透低阻力隔離體的防砂管的油氣井，在拔管時(shí)，若阻力較大，可對(duì)所述可滲透低阻力隔離體進(jìn)行化學(xué)腐蝕，將膠結(jié)劑清除然后提出防砂管柱。
[0029]為了解決現(xiàn)有油氣井中難以拔出防砂管柱的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，它在井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中建立一種可滲透、低阻力隔離體。當(dāng)上提管柱時(shí)，隔離體與管柱的摩擦阻力很低。因而，防砂管柱可以比較容易地拔出。
[0030]本發(fā)明建立了一套完備的試驗(yàn)裝置，進(jìn)行了一系列拔管試驗(yàn)。當(dāng)使用石英砂充填滿防砂篩管和井壁環(huán)空后拔管，所需拔管力一般約為1000公斤-1500公斤/米，最大時(shí)達(dá)到2300公斤/米以上，甚至多次出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室條件下無(wú)法拔出的情況。而采用本發(fā)明所述的易拔管顆粒充填滿防砂篩管和井壁環(huán)空后拔管，所需拔管力一般約為90公斤-160公斤/米，最大時(shí)達(dá)到約300公斤/米左右。
[0031]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用了本發(fā)明所述完井結(jié)構(gòu)的油氣井，在進(jìn)行拔管作業(yè)時(shí)，能夠有效降低拔管阻力，阻力值大約是采用現(xiàn)有兩種完井方式油氣井拔管時(shí)所受阻力值的十分之一，甚至更低。同時(shí)也能夠有效擋住地層砂流入管柱，完全可以取代礫石充填層，滲透性良好，地層流體可以順利通過(guò)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為在油氣井中下入防砂管柱防砂的油氣井結(jié)構(gòu)地層砂充填示意圖。
[0033]圖2為礫石充填防砂的油氣井結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖3為【背景技術(shù)】描述的拔管作業(yè)示意圖。
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)不意圖。
[0036]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖6為固結(jié)有可滲透低阻力隔離體的防砂管。
[0038]圖7為本發(fā)明實(shí)施例5所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖8為預(yù)制的筒狀可滲透低阻力隔離體。
[0040]圖9為固定有可滲透低阻力隔離體的防砂管。
【具體實(shí)施方式】
[0041]實(shí)施例1
油氣井的井下溫度為100°c，地層砂粒度中值為0.1mm,
如圖4所示，所述完井結(jié)構(gòu)包括井壁1，防砂管柱2，在井壁和防砂管柱環(huán)空內(nèi)的可滲透、低阻力隔離體3，所述隔離體包圍防砂管柱。所述可滲透、低阻力隔離體為采用充填工藝將易拔管顆粒充填到油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。所述隔離體采用的易拔管顆粒為苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚物顆粒，粒徑為0.lmm-0.5mm。形狀為球形。
[0042]實(shí)施例2
油氣井的井下溫度為80°C，地層砂粒度中值0.15_。[0043]如圖4所示，所述完井結(jié)構(gòu)包括井壁I，防砂管柱2，在井壁和防砂管柱環(huán)空內(nèi)的可滲透低阻力隔離體3。所述隔離體包圍防砂管柱。所述可滲透、低阻力隔離體為采用充填工藝將易拔管顆粒充填到油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。所述隔離體采用的易拔管顆粒為尼龍顆粒，粒徑為0.2mm-0.5mm。
[0044]實(shí)施例3
油氣井的井下溫度為110°C，地層砂粒度中值0.12mm。
[0045]如圖4所示，所述完井結(jié)構(gòu)包括井壁I，防砂管柱2，在井壁和防砂管柱環(huán)空內(nèi)的可滲透低阻力隔離體3。所述隔離體包圍防砂管柱。所述可滲透、低阻力隔離體為采用充填工藝將易拔管顆粒充填到油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。所述隔離體采用的易拔管顆粒為膨脹珍珠巖顆粒，粒徑0.2mm-0.5mm。
[0046]實(shí)施例4
油氣井的井下溫度為100°c，地層砂粒度中值0.12mm。
[0047]如圖5所示，所述完井結(jié)構(gòu)包括井壁5-1，可滲透低阻力隔離體5-2，預(yù)設(shè)置了可滲透低阻力隔離體的防砂管柱5-3，可滲透低阻力隔離體與井壁間的環(huán)空內(nèi)充填的礫石5-4。所述隔離體包圍防砂管柱，所述可滲透、低阻力隔離體為預(yù)先采用膠接工藝固結(jié)在防砂管上后，并隨砂管柱下到油氣井井壁和防砂管柱之間的環(huán)空形成的。所述隔離體采用的易拔管顆粒為聚乙烯顆粒，粒徑0.2mm-0.5mm。
[0048]實(shí)施例5
油氣井的井下溫度為110°C，地層砂粒度中值0.15mm。
[0049]如圖6、圖8和圖9所示，圖6為固結(jié)有可滲透低阻力隔離體的防砂管，圖8為預(yù)制的筒狀可滲透低阻力隔離體。圖9為固定有可滲透低阻力隔離體的防砂管，可滲透低阻力隔離體利用膠結(jié)劑粘接方式9-1固定在防砂管上。
[0050]圖7為本實(shí)施例所述易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)不意圖。所述完井結(jié)構(gòu)包括井壁7-1，可滲透低阻力隔離體7-2，預(yù)設(shè)置了可滲透低阻力隔離體的防砂管柱7-3，可滲透低阻力隔離體與井壁間的環(huán)空內(nèi)充填的礫石7-4。所述隔離體包圍防砂管柱。所述可滲透、低阻力隔離體為預(yù)先采用膠結(jié)工藝將易拔管顆粒制成筒狀體，如圖9所示，為固定有可滲透低阻力隔離體的防砂管，利用膠結(jié)劑粘接方式9-1，固定在防砂管上，并隨防砂管下到油氣井井壁和防砂管柱之間的環(huán)空形成的。所述隔離體采用的易拔管顆粒為漂珠顆粒，粒徑 0.2mm-Q.5mm。
[0051]最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，包括油氣井井壁和防砂管柱，油氣井井壁和防砂管柱之間形成環(huán)空；其特征在于:在油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空中設(shè)置有一種可滲透、上提管柱時(shí)對(duì)管柱產(chǎn)生低阻力的隔離體，簡(jiǎn)稱可滲透、低阻力隔離體，所述隔離體包圍防砂管柱。
2.如權(quán)利要求1所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述可滲透、低阻力隔離體為由易拔管顆粒組成的。
3.如權(quán)利要求2所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述易拔管顆粒是一種可變形顆粒，其硬度足以支撐所述隔離體保持有效的孔隙度，易拔管顆粒耐地層溫度，化學(xué)穩(wěn)定性良好，粒徑為0.05mm-2mm之間，形狀是任意形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述可變形顆粒包括彈性變形顆粒和破碎變形顆粒。
5.如權(quán)利要求4所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述彈性變形顆粒是一種高分子聚合物顆粒。
6.如權(quán)利要求5所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述聞分子聚合物顆粒為苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚物顆粒，聚乙烯顆粒，聚丙烯顆粒，尼龍顆粒,或聚苯硫醚顆粒。
7.如權(quán)利要求4所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述破碎變形顆粒為一種空心的或多孔隙的顆粒。
8.如權(quán)利要求7所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述破碎變形顆粒為空心玻璃微珠顆粒、膨脹珍珠巖顆粒，或漂珠顆粒。
9.如權(quán)利要求1-8之任一所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述易拔管顆粒粒徑為0.lmm-0.5mm,形狀為球形。
10.如權(quán)利要求1所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述可滲透、低阻力隔離體為采用充填工藝將易拔管顆粒充填到油氣井井壁與防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。
11.如權(quán)利要求1所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述可滲透、低阻力隔離體是預(yù)先設(shè)置在防砂管上，并隨防砂管下到油氣井井壁和防砂管柱之間的環(huán)空而形成的。
12.如權(quán)利要求11所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:預(yù)先設(shè)置了可滲透低阻力隔離體的防砂管柱下入油氣井中后，其與井壁之間可充填礫石或其他充填介質(zhì)，也可不充填任何介質(zhì)。
13.如權(quán)利要求11所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述防砂管上預(yù)先設(shè)置的可滲透低阻力隔離體的一種解決方案是采用膠結(jié)工藝或熔融擠壓工藝將易拔管顆粒直接固結(jié)在防砂管上。
14.如權(quán)利要求11所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述防砂管外預(yù)先設(shè)置的可滲透低阻力隔離體的另一種解決方案是采用膠結(jié)工藝或熔融擠壓工藝將易拔管顆粒制作成筒狀的可滲透、低阻力隔離體，然后固定在防砂管上。
15.如權(quán)利要求14所述的易拔出井下防砂管柱的防砂井完井結(jié)構(gòu),其特征在于:所述的筒狀的可滲透低阻力隔離體固定在防砂管上，所采用的固定方式有螺紋件連接固定，膠結(jié)劑粘接固定，擋環(huán)固定或 銷釘固定。
【文檔編號(hào)】E21B43/08GK103696741SQ201310655283
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】裴柏林, 馮國(guó)江, 吳建昌 申請(qǐng)人:安東柏林石油科技（北京）有限公司