一种双套管单泵分层控压合层排采技术及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种双套管单泵分层控压合层排采技术及装置，包括产气孔、压力计电缆、筛眼段、封隔器、压力计、丝堵、套管、油管、抽油杆、内置套管、产气孔、管式泵、压力计托筒、筛管和沉砂管，其中，所述排采设备中间设置有内置套管，所述内置套管的外部还设置有套管，内置套管内部设置有油管，油管中间设置有抽油杆，抽油杆的下端设置有管式泵，管式泵下端设置有压力计托筒，压力计托筒内设置有压力计，压力计通过压力计电缆与设备外部装置连接，压力计托筒的下端设置有筛管，筛管的下端设置有沉砂管，沉砂管的下端设置有丝堵，所述内置套管的壁上设置有筛眼段，筛眼段上设置有筛眼，在内置套管与套管之间还设置有封隔器。
【专利说明】一种双套管单泵分层控压合层排采技术及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于煤层气排采【技术领域】，是一种适用于大间距多煤层(组)，尤其是松软突出大间距多煤层(组)的分层控压合层排采煤层气技术及装置。
【背景技术】
[0002]煤层气井在排水产气过程中，煤储层应力的变化是一个复杂的过程。随着排水降压的持续进行，会产生应力差效应。当有效应力增加到一定数值时，煤储层的渗透率将下降到难以使煤层水流动的状态。在单煤层排采时，通过合理的控制排采速度和动液面位置，可以避免压力差效应对煤储层的伤害。但在实际的开发中，煤层气井往往会遇到两个或两个以上的煤层，如果煤储层压力梯度不一致或者煤层间距较大时，一般都是上面的煤层先产气，随着液面的下降，下面的煤层才开始产气。依靠现有单一管柱、同享井筒的排采技术，很难保证多个煤层同时解吸、产气，有时甚至出现上煤层排采半径缩短、产生速敏效应吐粉吐砂、支撑剂颗粒镶嵌煤层、裂缝闭合速率加快等，致使煤层渗透率迅速下降，严重影响产气效果。松软突出煤层由于对应力极为敏感，在大间距煤层群合层排采过程中，这种应力差效应更为明显，为此，提出了双套管单泵分层控压合层排采技术及设备，可实现煤层气井多煤层分层控压合层排米，提高煤层气井产量。
【发明内容】
[0003]本发明针对大间距煤层群在现有单一管柱、同享井筒的排采技术下，无法实现多煤层分层控压合层排采，造成煤层气井产气量低的问题，提出了一种双套管单泵分层控压合层排采技术及装置，使得各煤层在各自独立的压力系统中排水产气，减少应力差效应对煤层的储层伤害，提高煤层气井产量。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0005]一种双套管单泵分层控压合层排采技术，步骤如下
[0006](I)在煤层气井完成钻井、固井、射孔、压裂、洗井后，下入内置套管，套管底部位于最底下目标煤层顶板上部，套管上部高于生产套管20cm;
[0007](2)内置套管在各目标煤层之间设置有封隔器，用于阻隔生产套管与内置套管环空之间各煤层产出水的水力联系，使各煤层处于相对独立的压力系统，所述封隔器的数量、固定位置根据目标煤层层数、埋藏深度和煤储层特征而定；
[0008]( 3)内置套管在最底下目标煤层除外的各目标煤层上部一定高度设置有筛眼段，作为产水和产气的通道，同时控制各目标煤层上方的动液面高度；
[0009](4)内置套管在最底下封隔器除外的各封隔器下部设置产气孔，作为各煤层产气初期的通道，防止产气初期动液面快速下降，最上部煤层设置在距离井口较近的地方；
[0010](5)下入丝堵、沉砂管、筛管、压力计托筒、电子压力计及电缆、管式泵、油管、抽油杆；
[0011](6)将井口安装在内置套管上，在内置套管与生产套管之间焊接环形钢板，固定内置套管，同时封闭内置套管与生产套管之间的环空，安装地面流程后，开始排水采气；
[0012](7)当井筒液面下降到上部煤层产气位置后，上部煤层开始从最上部产气孔开始产气，随着井筒液面继续缓慢下降，当井筒内液面下降到上部煤层对应筛眼段以下时，上部煤层对应的生产套管与内置套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置高度；
[0013](8)井筒液面继续缓慢下降，下降到下部煤层产气位置，下部煤层开始产气，在此
之前，井筒液面经过的第2、3......(η-l)煤层陆续产气，并且煤层对应的生产套管与内置
套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置高度，其中η为煤层数量。
[0014]一种所述方法中使用的排采装置，包括上部煤层产气孔、压力计电缆、筛眼段、封隔器、压力计、丝堵、套管、油管、抽油杆、内置套管、产气孔、管式泵、压力计托筒、筛管和沉砂管，其中，所述排采设备中间设置有内置套管，所述内置套管的外部还设置有套管，内置套管内部设置有油管，油管中间设置有抽油杆，抽油杆的下端设置有管式泵，管式泵下端设置有压力计托筒，压力计托筒内设置有压力计，压力计通过压力计电缆与设备外部装置连接，压力计托筒的下端设置有筛管，筛管的下端设置有沉砂管，沉砂管的下端设置有丝堵，所述内置套管的壁上设置有筛眼段，筛眼段上设置有筛眼，在内置套管与套管之间还设置有封隔器。
[0015]所述封隔器的数量为η-l个，分别为第一封隔器、第二封隔器.......第η-l封隔
器，其中η为目标煤层数。
[0016]所述筛眼段数量为η-l段，分别为第一筛眼段、第二筛眼段.......第η-l筛眼段，
其中η为目标煤层数。
[0017]通过设置内置套管、内置套管上方的筛眼段、封隔器将各目标煤层进行隔离，形成独立的压力系统，减少排采过程中因应力差效应产生的储层伤害，提高煤层气井产量。
[0018]在煤层气井完成钻井、固井、射孔、压裂后，下入内置套管至最底下目标煤层顶板上部。
[0019]内置套管在各目标煤层之间设置有封隔器，用于阻隔生产套管与内置套管环空之间各煤层产出水的水力联系，使各煤层处于相对独立的压力系统。
[0020]内置套管在各目标煤层(下部目标煤层除外)上部一定高度设置有筛眼段，作为产水和产气的通道，同时控制各目标煤层上方的动液面高度。
[0021]内置套管在各封隔器下部设置产气孔(最底下封隔器除外)，作为各煤层产气初期的通道，防止产气初期动液面快速下降，最上部煤层可设置在距离井口较近的地方。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明原理示意图；
[0023]图2是3层煤分层控压合层排采实例；
[0024]图3是发明中的环形钢板结构示意图。
[0025]图中:1_上部煤层产气孔；2_压力计电缆；3_第一筛眼段最下排筛眼位置；4-上部煤层；5_第一封隔器；6-第二筛眼段最下排筛眼位置；7-第二煤层；8_第二封隔器；9-压力计；10_下部煤层；11_丝堵；12_套管；13_油管；14_抽油杆；15_第I筛眼段；16_内置套管；17-产气孔；18-第二筛眼段；19-管式泵；20_压力计托筒；21_筛管；22_沉砂管；23-人工井底；24_环形钢板
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0027]实施例1:
[0028](I)在煤层气井完成钻井、固井、射孔、压裂、洗井后，下入内置套管16，套管底部位于第3煤层10顶板上部，套管上部高于生产套管20cm。
[0029](2)内置套管16在各目标煤层之间设置有封隔器，用于阻隔生产套管与内置套管环空之间各煤层产出水的水力联系，使各煤层处于相对独立的压力系统，所述封隔器的数量、固定位置根据目标煤层层数、埋藏深度和煤储层特征而定。
[0030](3)内置套管在各目标煤层(最底下目标煤层除外)上部一定高度设置有筛眼段，作为产水和产气的通道，同时控制各目标煤层上方的动液面高度。
[0031](4)内置套管在各封隔器下部设置产气孔(最底下封隔器除外)，作为各煤层产气初期的通道，防止产气初期动液面快速下降，最上部煤层可设置在距离井口较近的地方。
[0032](5)下入丝堵11、沉砂管22、筛管21、压力计托筒20、电子压力计9及电缆2、管式泵19、油管13、抽油杆14。
[0033](6)将井口安装在内置套管上，在内置套管与生产套管之间焊接环形钢板24，固定内置套管，同时封闭内置套管与生产套管之间的环空，安装地面流程后，开始排水采气。
[0034](7)当井筒液面下降到上部煤层4产气位置后，上部煤层4开始从最上部产气孔I开始产气，随着井筒液面继续缓慢下降，当井筒内液面下降到上部煤层对应筛眼段15以下时，上部煤层对应的生产套管与内置套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置3高度。
[0035](8)井筒液面继续缓慢下降，下降到下部煤层10产气位置，下部煤层10开始产气，
在此之前，井筒液面经过的第2、3......(η-l)煤层陆续产气，并且煤层对应的生产套管与
内置套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置高度。至此，实现了多煤层分层控压合层排采。
[0036]实施例2
[0037]下面以3层煤分层控压合层排采为例，结合图2对实施步骤进行详细说明:
[0038](I)在煤层气井完成钻井、固井、射孔、压裂、洗井后，下入内置套管16，套管底部位于第3煤层10顶板上部，套管上部高于生产套管20cm。
[0039](2)所述内置套管16在下入之前，外侧固定有第I封隔器5和第2封隔器8，内置套管管身加工有第I筛眼段15、第2筛眼段18，以及上部煤层产气孔I和产气孔17。
[0040](3)所述第I封隔器5和第2封隔器8用于阻隔生产套管与内置套管环空之间各煤层产出水的水力联系，同时控制第I煤层4和第2煤层7上方的动液面高度。
[0041](4)下入丝堵11、沉砂管22、筛管21、压力计托筒20、电子压力计9及电缆2、管式泵19、油管13、抽油杆14，安装井口和地面流程，开始排水采气。
[0042](5)当井筒液面下降到第I煤层4产气位置时，第I煤层4开始产气，第I部煤层4开始从最上部产气孔I开始产气，井筒液面继续缓慢下降，当下降到第I筛眼段15最下排筛眼位置3以下时，第I煤层对应的生产套管与附加套管环空产出水通过第I筛眼段流入井筒，同时第I煤层液面保持在第I筛眼段15最下排筛眼位置3高度。
[0043](6)当井筒液面下降到第2煤层7产气位置时，第2煤层开始产气，第2煤层开始从产气孔17开始产气，井筒液面继续缓慢下降，当下降到第2筛眼段18最下排筛眼位置6以下时，第2煤层对应的生产套管与内置套管环空产出水通过第2筛眼段流入井筒，同时第2煤层液面保持在第2筛眼段最下排筛眼位置6高度。
[0044](7)当井筒液面下降到第3煤层产气位置时，第3煤层开始产气，液面最终下降高度视第3煤层控制产气压力而定。至此，实现了 3层煤层分层控压合层排采。
[0045]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种双套管单泵分层控压合层排采技术，其特征在于:步骤如下 (1)在煤层气井完成钻井、固井、射孔、压裂、洗井后，下入内置套管，套管底部位于最底下目标煤层顶板上部，套管上部高于生产套管20cm; (2)内置套管在各目标煤层之间设置有封隔器，用于阻隔生产套管与内置套管环空之间各煤层产出水的水力联系，使各煤层处于相对独立的压力系统，所述封隔器的数量、固定位置根据目标煤层层数、埋藏深度和煤储层特征而定； (3)内置套管在最底下目标煤层除外的各目标煤层上部一定高度设置有筛眼段，作为产水和产气的通道，同时控制各目标煤层上方的动液面高度； (4)内置套管在最底下封隔器除外的各封隔器下部设置产气孔，作为各煤层产气初期的通道，防止产气初期动液面快速下降，最上部煤层设置在距离井口较近的地方； (5)下入丝堵、沉砂管、筛管、压力计托筒、电子压力计及电缆、管式泵、油管、抽油杆； (6)将井口安装在内置套管上，在内置套管与生产套管之间焊接环形钢板，固定内置套管，同时封闭内置套管与生产套管之间的环空，安装地面流程后，开始排水采气； (7)当井筒液面下降到上部煤层产气位置后，上部煤层开始从最上部产气孔开始产气，随着井筒液面继续缓慢下降，当井筒内液面下降到上部煤层对应筛眼段以下时，上部煤层对应的生产套管与内置套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置高度； (8)井筒液面继续缓慢下降，下降到下部煤层产气位置，下部煤层开始产气，在此之前，井筒液面经过的第2、3......(η-l)煤层陆续产气，并且煤层对应的生产套管与内置套管环空产出水通过筛眼段流入井筒，同时其液面保持在对应筛眼段最下排筛眼位置高度，其中η为煤层数量。
2.—种权利要求1所述方法中使用的排采装置，其特征在于:包括上部煤层产气孔、压力计电缆、筛眼段、封隔器、压力计、丝堵、套管、油管、抽油杆、内置套管、产气孔、管式泵、压力计托筒、筛管和沉砂管，其中，所述排采设备中间设置有内置套管，所述内置套管的外部还设置有套管，内置套管内部设置有油管，油管中间设置有抽油杆，抽油杆的下端设置有管式泵，管式泵下端设置有压力计托筒，压力计托筒内设置有压力计，压力计通过压力计电缆与设备外部装置连接，压力计托筒的下端设置有筛管，筛管的下端设置有沉砂管，沉砂管的下端设置有丝堵，所述内置套管的壁上设置有筛眼段，筛眼段上设置有筛眼，在内置套管与套管之间还设置有封隔器。
3.根据权利要求2所述的排采装置，其特征在于:所述封隔器的数量为η-l个，分别为第一封隔器、第二封隔器.......第η-l封隔器，其中η为目标煤层数。
4.根据权利要求3所述的排采装置，其特征在于:所述筛眼段数量为η-l段，分别为第一筛眼段、第二筛眼段.......第η-l筛眼段，其中η为目标煤层数。
【文档编号】E21B43/25GK103527148SQ201310446063
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】张群, 姜在炳, 杜新峰, 韩保山, 李彬刚, 刘柏根, 万志杰, 许耀波, 周加佳, 范耀, 乔康, 降文萍, 王成 申请人:中煤科工集团西安研究院有限公司