水平完井用的防砂篩管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了水平完井用的防砂篩管，包括外壁上開有多個(gè)進(jìn)油孔的基管，沿所述基管軸向在其外圓周壁上設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)肋，且沿基管圓向在多個(gè)所述加強(qiáng)肋上設(shè)置有繞絲，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋之間填充有呈三角塊狀的泡沫鐵。本發(fā)明工作時(shí)，基管置于水平完井的水平段，稠油通過繞絲間隙進(jìn)入到繞絲與套管形成的間隙中，在經(jīng)過泡沫鐵的過濾作用后，經(jīng)過進(jìn)油孔進(jìn)入到基管內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)油液的泵送。
【專利說明】
水平完井用的防砂篩管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域，具體是指水平完井用的防砂篩管。
【背景技術(shù)】
[0002]石油資源存在于天然形成的油藏之中，其開采技術(shù)隨油藏類型、原有特性不同而不同。稠油，也稱重油即高粘度重質(zhì)原油，是指粘度高、密度大、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高的重質(zhì)原油，即高粘度重質(zhì)原油，一般含蠟量較少，因而原油粘度較高，流動(dòng)阻力較大，開采難度大。
[0003]稠油是石油烴類能源中的重要組成部分，其特點(diǎn)如下:
(1)稠油中的膠質(zhì)與瀝青含量高，輕質(zhì)餾分很少。而且隨著膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量增高稠油的相對(duì)密度和粘度也相應(yīng)增加。
(2)稠油的粘度對(duì)于溫度特別敏感，隨著溫度的增加，粘度急劇下降。且原油粘度越大，這種變化越明顯。
[0004](3)稠油中硫、氧、氮等雜原子較多。
[0005](4)稠油中石蠟含量一般較低，但也有極少數(shù)油田是“雙高油田”，即瀝青質(zhì)含量尚、石錯(cuò)含量也尚，表征為尚粘度尚凝點(diǎn)原油。
[0006](5)同一稠油油藏，原油性質(zhì)在垂向油層的不同井段及平面上各井之間常常有很大的差別。
我國(guó)的稠油儲(chǔ)量豐富，稠油年產(chǎn)量約占原油總產(chǎn)量的10%，根據(jù)中國(guó)第二次全國(guó)資源評(píng)價(jià)資料，稠油資源量約有8198.710t。但在地層溫度條件下，稠油的粘度過高，很難流動(dòng)，用常規(guī)的采油方法很難采出。因?yàn)檎扯容^大，所以其開采方法與普通原油的開采方法不同，這是由稠油的特點(diǎn)決定的。稠油的粘度過高，和水的流度比過高，使用常規(guī)的原油開采方法來(lái)開采稠油效果微乎其微。
[0007]目前來(lái)看，我國(guó)各大油田提高稠油采收率的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)，但進(jìn)行蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)后其采出程度可達(dá)60%，有近40%的稠油在高輪次吞吐和蒸汽驅(qū)后沒有被采出。稠油油藏在實(shí)施蒸汽驅(qū)后，油層溫度、壓力發(fā)生了顯著變化，孔隙間剩余油飽和度、井間剩余油分布也隨之變化。但是在由于油層埋藏較淺，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，使得水平井在開發(fā)時(shí)容易出現(xiàn)套損、篩管損壞、封隔器損壞或是出砂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響水平井的開發(fā)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供水平完井用的防砂篩管，方便稠油快速開采的同時(shí)，避免篩管的堵塞以及損傷。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
水平完井用的防砂篩管，包括外壁上開有多個(gè)進(jìn)油孔的基管，沿所述基管軸向在其外圓周壁上設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)肋，且沿基管圓向在多個(gè)所述加強(qiáng)肋上設(shè)置有繞絲，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋之間填充有呈三角塊狀的泡沫鐵，所述繞絲由整體繞制成型的金屬支撐體和突起組成，所述金屬支撐體的截面為梯形，所述金屬支撐體的下底為短邊且與加強(qiáng)肋連接，所述金屬支撐體的上底為長(zhǎng)邊且與突起連接，所述突起的截面為圓弧形。
[0010]本發(fā)明工作時(shí)，基管置于水平完井的水平段，稠油通過繞絲間隙進(jìn)入到繞絲與套管形成的間隙中，在經(jīng)過泡沫鐵的過濾作用后，經(jīng)過進(jìn)油孔進(jìn)入到基管內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)油液的栗送;現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)稠油進(jìn)行開采時(shí)采用蒸汽驅(qū)技術(shù)，即在油藏上方設(shè)置注汽井和生產(chǎn)井，在注汽井中不斷通過蒸汽，使得蒸汽不斷加熱井筒周圍的地層，同時(shí)地層中的原油也被加熱，在井筒附近的地層中形成隨蒸汽的不斷注入而逐步擴(kuò)展的蒸汽帶，蒸汽可將蒸汽帶中的含飽和度降到較低的程度，并將可流動(dòng)原油(即原始含油飽和度與殘余油飽和度的差值)驅(qū)出蒸汽帶;與此同時(shí)，在水平完井的水平段中，蒸汽強(qiáng)烈地向上傾方向運(yùn)動(dòng)，而在重力驅(qū)動(dòng)下，把受熱原油驅(qū)向下傾反向，而隨著原油的溫度的增加，水平完井水平段內(nèi)的油水以及砂礫等混合物將沸騰，引起原油被剝蝕(因混合物的沸騰所引起的擾動(dòng))，油水以及固相的混合物開始由水平完井水平段中進(jìn)入到基管內(nèi)部，繞絲為一根完整的金屬棒且通過間隔繞制在多個(gè)加強(qiáng)肋上，形成對(duì)油水中砂礫等大直徑固相的初級(jí)過濾單元，而泡沫鐵則形成對(duì)小直徑固相的二次過濾單元，以實(shí)現(xiàn)基管的防砂目的；
并且，在當(dāng)水平完井水平段內(nèi)受到液體壓力以及油水自身攜帶熱量影響而發(fā)生導(dǎo)致生產(chǎn)壓力變化時(shí)，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋之間形成的二次過濾區(qū)間被壓縮，但是在該二次過濾區(qū)間內(nèi)填充有多個(gè)呈三角塊狀的泡沫鐵，泡沫鐵在受力發(fā)生形變后，在二次過濾區(qū)間內(nèi)仍會(huì)形成多個(gè)不規(guī)則幾何圖形的流道以供油水混合物通過，并且泡沫鐵內(nèi)孔道受力發(fā)生微小變化而不容易被堵死，同時(shí)泡沫鐵具有一定的彈性，在回復(fù)彈性形變時(shí)泡沫鐵內(nèi)的孔道復(fù)位，以維持二次過濾區(qū)間內(nèi)的滲流能力，保證稠油的順利開采。
[0011]進(jìn)一步地，繞絲由金屬支撐體與突起構(gòu)成，而金屬支撐體的截面為梯形，突起的截面為圓弧形，且金屬支撐件作為繞絲的支撐部件，其短邊與加強(qiáng)肋連接，長(zhǎng)邊與突起連接，即相鄰的兩個(gè)金屬支撐件截面之間形成一個(gè)梯形的流道，在油水以及固相的混合物進(jìn)入流道時(shí)，該流道能主動(dòng)將直徑較大的固相顆粒阻擋，只允許油水混合物通過，而在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，突起外壁上圓滑曲面能將大直徑的固相彈開，并且減小固相與突起的接觸面積，使得在采油過程中，繞絲上形成的過濾流道不會(huì)與固相直接接觸，降低金屬支撐件受損風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)繞絲在水平完井中的使用壽命。
[0012]還包括多個(gè)加強(qiáng)筋，多個(gè)所述加強(qiáng)筋沿所述基管軸向且呈環(huán)形分布在繞絲上。在水平完井的水平段內(nèi)，繞絲不僅受到油層的壓力，且該壓力隨油層溫度的變化而時(shí)刻變化，即在壓力的驟然變化過程中，繞絲極易受到損傷，而本發(fā)明通過在繞絲上設(shè)置多個(gè)呈環(huán)形分布的加強(qiáng)筋，使得繞絲所形成的初次過濾單元被穩(wěn)定支撐，以應(yīng)對(duì)水平完井中水平段內(nèi)不斷變化的生產(chǎn)壓力，同時(shí)延長(zhǎng)其自身的使用壽命。
[0013]在所述繞絲外壁上涂有TiALN-WC/C層。作為優(yōu)選，在繞絲外壁設(shè)置TiALN-WC/C涂層，而TiALN-WC/C涂層的摩擦系數(shù)只有0.1，在砂粒等固相與繞絲不斷接觸時(shí)，可以極大降低兩者間的摩擦損耗，并且?guī)в凶詽?rùn)滑性，極大地保證繞絲在水平完井中的使用壽命。
[0014]還包括連接頭，所述基管的兩端分別通過連接頭與盲管連接。作為優(yōu)選，根據(jù)實(shí)際采油的需要，將基管通過連接頭與盲管連接，方便原油的栗送，并且在鋪設(shè)時(shí)摒棄傳統(tǒng)盲管與基管直接焊接的方式，以方便在繞絲損壞時(shí)直接更換繞絲而不用對(duì)基管、繞絲進(jìn)行整體更換，降低稠油開采的生產(chǎn)成本。
[0015]所述金屬支撐體的斜邊與所述基管軸線的垂直線所形成的夾角為15°?20°。作為優(yōu)選，梯形的流道入口處，流道側(cè)邊與基管軸線的垂直線之間的夾角大小直接決定進(jìn)入二次過濾單元中的固相的直徑大??；當(dāng)該夾角小于15°時(shí)，油水混合物進(jìn)入二次過濾單元的阻力增大，使得水平完井的產(chǎn)量降低；當(dāng)該夾角大于20°時(shí)，普通直徑大小的固相進(jìn)入至二次過濾單元的量增大，加劇了泡沫鐵的過濾負(fù)荷，在堵塞泡沫鐵中的通孔后，進(jìn)入至基管內(nèi)的油水混合物流量同樣降低，無(wú)法滿足油井的生產(chǎn)量要求。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明在當(dāng)水平完井水平段內(nèi)受到液體壓力以及油水自身攜帶熱量影響而發(fā)生導(dǎo)致生產(chǎn)壓力變化時(shí)，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋之間形成的二次過濾區(qū)間被壓縮，但是在該二次過濾區(qū)間內(nèi)填充有多個(gè)呈三角塊狀的泡沫鐵，泡沫鐵在受力發(fā)生形變后，在二次過濾區(qū)間內(nèi)仍會(huì)形成多個(gè)不規(guī)則幾何圖形的流道以供油水混合物通過，并且泡沫鐵內(nèi)孔道受力發(fā)生微小變化而不容易被堵死，同時(shí)泡沫鐵具有一定的彈性，在回復(fù)彈性形變時(shí)泡沫鐵內(nèi)的孔道復(fù)位，以維持二次過濾區(qū)間內(nèi)的滲流能力，保證稠油的順利開采；
2、本發(fā)明在當(dāng)水平完井水平段內(nèi)受到液體壓力以及油水自身攜帶熱量影響而發(fā)生導(dǎo)致生產(chǎn)壓力變化時(shí)，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋之間形成的二次過濾區(qū)間被壓縮，但是在該二次過濾區(qū)間內(nèi)填充有多個(gè)呈三角塊狀的泡沫鐵，泡沫鐵在受力發(fā)生形變后，在二次過濾區(qū)間內(nèi)仍會(huì)形成多個(gè)不規(guī)則幾何圖形的流道以供油水混合物通過，并且泡沫鐵內(nèi)孔道受力發(fā)生微小變化而不容易被堵死，同時(shí)泡沫鐵具有一定的彈性，在回復(fù)彈性形變時(shí)泡沫鐵內(nèi)的孔道復(fù)位，以維持二次過濾區(qū)間內(nèi)的滲流能力，保證稠油的順利開采；
3、本發(fā)明在繞絲外壁設(shè)置TiALN-WC/C涂層，而TiALN-WC/C涂層的摩擦系數(shù)只有0.1，在砂粒等固相與繞絲不斷接觸時(shí)，可以極大降低兩者間的摩擦損耗，并且?guī)в凶詽?rùn)滑性，極大地保證繞絲在水平完井中的使用壽命。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的縱向截面圖；
圖3為繞絲的截面圖。
[0018]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
1-加強(qiáng)筋、2-繞絲、3-加強(qiáng)肋、4-基管、5-進(jìn)油孔、6-連接頭、7-盲管、8-泡沫鐵、9-金屬支撐體、10-突起。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0020]實(shí)施例1
如圖1至圖3所示，本實(shí)施例包括外壁上開有多個(gè)進(jìn)油孔5的基管4，沿所述基管4軸向在其外圓周壁上設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)肋3，且沿基管4圓向在多個(gè)所述加強(qiáng)肋3上設(shè)置有繞絲2，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋3之間填充有呈三角塊狀的泡沫鐵8，所述繞絲2由整體繞制成型的金屬支撐體9和突起10組成，所述金屬支撐體9的截面為梯形，所述金屬支撐體9的下底為短邊且與加強(qiáng)肋3連接，所述金屬支撐體9的上底為長(zhǎng)邊且與突起10連接，所述突起10的截面為圓弧形。
[0021]工作時(shí)，基管4置于水平完井的水平段，稠油通過繞絲2間隙進(jìn)入到繞絲2與套管形成的間隙中，在經(jīng)過泡沫鐵8的過濾作用后，經(jīng)過進(jìn)油孔5進(jìn)入到基管4內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)油液的栗送;現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)稠油進(jìn)行開采時(shí)采用蒸汽驅(qū)技術(shù)，即在油藏上方設(shè)置注汽井和生產(chǎn)井，在注汽井中不斷通過蒸汽，使得蒸汽不斷加熱井筒周圍的地層，同時(shí)地層中的原油也被加熱，在井筒附近的地層中形成隨蒸汽的不斷注入而逐步擴(kuò)展的蒸汽帶，蒸汽可將蒸汽帶中的含飽和度降到較低的程度，并將可流動(dòng)原油(即原始含油飽和度與殘余油飽和度的差值)驅(qū)出蒸汽帶;與此同時(shí)，在水平完井的水平段中，蒸汽強(qiáng)烈地向上傾方向運(yùn)動(dòng)，而在重力驅(qū)動(dòng)下，把受熱原油驅(qū)向下傾反向，而隨著原油的溫度的增加，水平完井水平段內(nèi)的油水以及砂礫等混合物將沸騰，引起原油被剝蝕(因混合物的沸騰所引起的擾動(dòng))，油水以及固相的混合物開始由水平完井水平段中進(jìn)入到基管4內(nèi)部，繞絲2為一根完整的金屬棒且通過間隔繞制在多個(gè)加強(qiáng)肋3上，形成對(duì)油水中砂礫等大直徑固相的初級(jí)過濾單元，而泡沫鐵8則形成對(duì)小直徑固相的二次過濾單元，以實(shí)現(xiàn)基管4的防砂目的；
并且，在當(dāng)水平完井水平段內(nèi)受到液體壓力以及油水自身攜帶熱量影響而發(fā)生導(dǎo)致生產(chǎn)壓力變化時(shí)，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋3之間形成的二次過濾區(qū)間被壓縮，但是在該二次過濾區(qū)間內(nèi)填充有多個(gè)呈三角塊狀的泡沫鐵8，泡沫鐵8在受力發(fā)生形變后，在二次過濾區(qū)間內(nèi)仍會(huì)形成多個(gè)不規(guī)則幾何圖形的流道以供油水混合物通過，并且泡沫鐵8內(nèi)孔道受力發(fā)生微小變化而不容易被堵死，同時(shí)泡沫鐵8具有一定的彈性，在回復(fù)彈性形變時(shí)泡沫鐵8內(nèi)的孔道復(fù)位，以維持二次過濾區(qū)間內(nèi)的滲流能力，保證稠油的順利開采。
[0022]進(jìn)一步地，繞絲2由金屬支撐體9與突起10構(gòu)成，而金屬支撐體9的截面為梯形，突起10的截面為圓弧形，且金屬支撐件9作為繞絲2的支撐部件，其短邊與加強(qiáng)肋3連接，長(zhǎng)邊與突起10連接，即相鄰的兩個(gè)金屬支撐件9截面之間形成一個(gè)梯形的流道，在油水以及固相的混合物進(jìn)入流道時(shí)，該流道能主動(dòng)將直徑較大的固相顆粒阻擋，只允許油水混合物通過，而在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，突起10外壁上圓滑曲面能將大直徑的固相彈開，并且減小固相與突起10的接觸面積，使得在采油過程中，繞絲2上形成的過濾流道不會(huì)與固相直接接觸，降低金屬支撐件9受損風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)繞絲2在水平完井中的使用壽命。
[0023]其中，所述金屬支撐體9的斜邊與所述基管4軸線的垂直線所形成的夾角為15°?20°。梯形的流道入口處，流道側(cè)邊與基管4軸線的垂直線之間的夾角大小直接決定進(jìn)入二次過濾單元中的固相的直徑大??；當(dāng)該夾角小于15°時(shí)，油水混合物進(jìn)入二次過濾單元的阻力增大，使得水平完井的產(chǎn)量降低；當(dāng)該夾角大于20°時(shí)，普通直徑大小的固相進(jìn)入至二次過濾單元的量增大，加劇了泡沫鐵8的過濾負(fù)荷，在堵塞泡沫鐵8中的通孔后，進(jìn)入至基管4內(nèi)的油水混合物流量同樣降低，無(wú)法滿足油井的生產(chǎn)量要求。
[0024]本實(shí)施例還包括多個(gè)加強(qiáng)筋I(lǐng)，多個(gè)所述加強(qiáng)筋I(lǐng)沿所述基管4軸向且呈環(huán)形分布在繞絲2上。在水平完井的水平段內(nèi)，繞絲2不僅受到油層的壓力，且該壓力隨油層溫度的變化而時(shí)刻變化，即在壓力的驟然變化過程中，繞絲2極易受到損傷，而本發(fā)明通過在繞絲2上設(shè)置多個(gè)呈環(huán)形分布的加強(qiáng)筋I(lǐng)，使得繞絲2所形成的初次過濾單元被穩(wěn)定支撐，以應(yīng)對(duì)水平完井中水平段內(nèi)不斷變化的生產(chǎn)壓力，同時(shí)延長(zhǎng)其自身的使用壽命。
[0025]作為優(yōu)選，在繞絲2外壁設(shè)置TiALN-WC/C涂層，而TiALN-WC/C涂層的摩擦系數(shù)只有
0.1，在砂粒等固相與繞絲2不斷接觸時(shí)，可以極大降低兩者間的摩擦損耗，并且?guī)в凶詽?rùn)滑性，極大地保證繞絲2在水平完井中的使用壽命。
[0026]作為優(yōu)選，根據(jù)實(shí)際采油的需要，將基管4通過連接頭6與盲管7連接，方便原油的栗送，并且在鋪設(shè)時(shí)摒棄傳統(tǒng)盲管7與基管4直接焊接的方式，以方便在繞絲2損壞時(shí)直接更換繞絲2而不用對(duì)基管4、繞絲2進(jìn)行整體更換，降低稠油開采的生產(chǎn)成本。
[0027]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水平完井用的防砂篩管，包括外壁上開有多個(gè)進(jìn)油孔(5)的基管(4)，其特征在于:沿所述基管(4)軸向在其外圓周壁上設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)肋(3)，且沿基管(4)圓向在多個(gè)所述加強(qiáng)肋(3)上設(shè)置有繞絲(2)，相鄰的兩個(gè)加強(qiáng)肋(3)之間填充有呈三角塊狀的泡沫鐵(8)，所述繞絲(2)由整體繞制成型的金屬支撐體(9)和突起(10)組成，所述金屬支撐體(9)的截面為梯形，所述金屬支撐體(9)的下底為短邊且與加強(qiáng)肋(3)連接，所述金屬支撐體(9)的上底為長(zhǎng)邊且與突起(10)連接，所述突起(10)的截面為圓弧形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平完井用的防砂篩管，其特征在于:還包括多個(gè)加強(qiáng)筋(I)，多個(gè)所述加強(qiáng)筋(I)沿所述基管(4)軸向且呈環(huán)形分布在繞絲(2)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平完井用的防砂篩管，其特征在于:在所述繞絲(2)外壁上涂有 TiALN-WC/C 層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平完井用的防砂篩管，其特征在于:還包括連接頭(6)，所述基管(4)的兩端分別通過連接頭(6)與盲管(7)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平完井用的防砂篩管，其特征在于:所述金屬支撐體(9)的斜邊與所述基管(4)軸線的垂直線所形成的夾角為15°~20°。
【文檔編號(hào)】E21B43/08GK105863577SQ201610309005
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】賀昶明
【申請(qǐng)人】四川行之智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)有限公司