双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置及方法与流程

本发明涉及一种排采装置及方法，属于煤层气开发技术领域，具体涉及一种煤层气井双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置及方法。

背景技术：

双煤层煤层气开发直井现阶段多采用合层排采的方式，由于双煤层存在两个控压产气期，进入控压稳产期后，如果为了保障上部煤层的产气效果，将严重迟滞下部煤层气进入控压产气期的时间，同理，为了保障下部煤层的产气效果，液面深度势必降到上部煤层之下，从而将上部煤层暴露。如何通过排采工艺同时控制两层煤的储层压力，减小储层伤害，同时保证两个煤层的产气效果是煤层气井双煤层排采的技术难题。

专利号为201310446063.5的“一种双套管单泵分层控压合层排采技术及装置”提供了一种煤层气井双煤层分层排采方法，其双套管作业工艺复杂、成本高。

为此，鉴于上述缺陷，本发明的设计者通过潜心研究和设计，综合长期从事相关产业的经验和成果，研究设计出煤层气井双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置及方法，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供煤层气井双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置及方法，在井筒内对两个煤层段进行分隔，有效避免双煤层开发直井合层排采时产生的复杂层间干扰作用，解决了双煤层排采分层控压问题，提高气井产能。

为解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，包括：

封隔器，其上设置有主产液通道、下煤层产气通道、上煤层过液通道，并且通过主产液通道固定于油管上；

下煤层产气管，与下煤层产气通道相连，用于将下煤层中的气体导出；

上煤层过液管，其下端与上煤层过液通道相连，上端位于上部煤层最佳产气效果时的液面位置，用于联通上下煤层的液面。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，还包括上端通过上煤层过液通道与上煤层过液通道相连的排液管，所述排液管的下端位于下煤层中。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，所述油管的底部依次连接泵筒、筛管、沉砂管，其内设置有连接柱塞的抽油杆。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，所述泵筒与油管相连的一端设置有活动阀，与筛管相连的一端设置有固定阀。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，还包括通过四通道封隔器的电缆通道与井下压力计连接并密封的压力计电缆。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，所述上煤层过液管长度为上部煤层到封隔器距离与封隔器到上部煤层最佳产气效果时液面距离之和。

优化的，上述的一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，所述下煤层产气管长度大于上煤层过液管长度。

为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种双煤层四通道封隔器分层控压联合排采方法，包含下述步骤：

步骤一、计算出上下部煤层最佳产气效果时的储层压力，并将压力值换算成液柱高度；

步骤二、将封隔器连接在油管上，封隔器位置处于两煤层之间并避开套管节箍；将封隔器上的上煤层过液通道上端与上煤层过液管相连，下端与排液管相连接；将封隔器上的下煤层产气通道上部与下煤层产气管相连接；将压力计电缆通过封隔器上的电缆通道后固定在筛管上部的压力计短节上并密封；

步骤三、将管柱+封隔器下入设计深度后，通过井口打压坐封封隔器；

步骤四、安装井口，启动正常抽采程序，实时监测压力计数据，当液面高度降至过液管顶端后及时调整产液量，保证压力计读数平稳连续降至下煤层最佳产气效果时储层压力，之后通过调整冲次进行稳压排采。

通过上述内容可知，本发明具有以下优点：

(1)将两个煤层封隔在两不同的压力系统中，上煤层过液通道上部连接有过液管，可保持一定液面深度，即使井筒液面降低到上部煤层以下，也不会造成上部煤层裸露，从而保障下部煤层产气的情况下，依然能保障上部煤层产气，减少储层伤害，减小了双煤层排采过程中的层间干扰；

(2)能有效解决因井下有压力波动造成封隔器发生位移的问题以及煤层煤粉沉积及吐沙问题，减少了井下事故发生的概率。

附图说明

图1是本发明的原理示意图；

图2是四通道封隔器剖面图；

图1中：1.抽油杆、2.油管、3.套管、4.压力计电缆、5.上煤层过液管、6.下煤层产气管、7.上部煤层、8.四通道封隔器、9.下部煤层、10.柱塞、11.活动阀、12.泵筒、13.固定阀、14.压力计、15.筛管、16.沉沙管、17.上煤层过液通道、18.下煤层产气通道、19.主产液通道、20.过电缆通道、21.排液管、22.伸缩管、23.安全接头、24.循环阀。

具体实施方式

参见图1-2，显示了本发明的一种煤层气井双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，其包括采油管柱2、12、15、16、四通道封隔器8、压力计电缆4、下煤层产气管6、上煤层过液管5，其特征在于：

所述采油管柱包括油管2、泵筒12、筛管15、沉砂管16，也可选择其他类型的采油管柱，比如液力无杆采油管柱、射流泵管柱和水力活塞泵管柱。

所述的四通道封隔器8通过主产液通道19的上下螺纹与采油管柱2相连接。

其中，所述四通道封隔器8包括并行设置的主产液通道19、下煤层产气通道18、上煤层过液通道17和过电缆通道20。

其中，所述封隔器5由采油管柱2通过地面高压泵打压坐封、解封，坐封、解封原理类似于y344型封隔器。

所述压力计电缆4通过四通道封隔器8的过电缆通道20与井下压力计14连接并密封。

其中，所述过电缆通道20与压力计电缆4通过盘根螺母和盘根进行密封，也可通过玻璃胶等其他方式进行密封。

所述下煤层产气管6通过四通道封隔器8的下煤层产气通道18上端的预留螺纹相连接，也可通与预留管压接等其他连接方式相连接。

其中，下煤层产气管6长度大于上煤层过液管5长度，并用扶正器或钢带固定在油管柱2上，与油管柱2保持相对固定。

所述上煤层过液管5通过四通道封隔器8的上煤层过液通道17上端的预留螺纹相连接，也可通与预留管压接等其他连接方式相连接。

其中，所述上煤层过液管5长度为上部煤层7到封隔器8距离+上部煤层7最佳产气效果时液面高度，并用扶正器或钢带固定在油管柱2上，与油管柱2保持相对固定。

通过上述的双煤层四通道封隔器分层控压联合排采装置，本发明的双煤层四通道封隔器分层控压联合排采方法，包含下述步骤：

步骤一、通过数值模拟或前期排采数据计算出上下部煤层7、9最佳产气效果时的储层压力，换算成液柱高度a和b；

步骤二、将四通道封隔器8连接在油管2上，主产液通道19上部连接油管2+伸缩管22+安全接头23+循环阀24，下部连接油管2+泵筒12+筛管15+沉沙管16，封隔器8位置处于两煤层7、9之间并避开套管节箍；上煤层过液通道17上端与过液管5相连接，过液管5通过扶正器或钢带固定在油管2上，过液管5长度为上部煤层7最佳产气效果时液面高度a+封隔器到上煤层距离，上煤层过液通道17下端与排液管21相连接，排液管21通过扶正器或钢带固定在油管2上，排液管21长度大于下部煤层到封隔器距离—下部煤层最佳产气效果时液面高度b；下煤层产气通道18上部与下煤层产气管6相连接，下煤层产气管6通过扶正器或钢带固定在油管2上，其长度大于过液管2-3米，也可以直接延伸至地面进行计量；压力计电缆4通过过电缆通道20后固定在筛管15上部的压力计短节上，并密封过电缆通道20的上下口。

步骤三、将管柱+封隔器8下入设计深度后，通过井口打压坐封封隔器8；

步骤四、安装井口，启动正常抽采程序，实时监测压力计14数据，当液面高度降至上部煤层过液管5顶端后及时调整产液量，保证压力计读数平稳连续降至下煤层9最佳产气效果时储层压力，之后通过调整冲次进行稳压排采。

采用上述结构和方法后，本发明将两个煤层封隔在不同的压力系统中，上煤层过液通道上部连接有过液管，可保持一定液面深度，即使井筒液面降低到上部煤层以下，也不会造成上部煤层裸露，从而保障下部煤层产气的情况下，依然能保障上部煤层产气，减少储层伤害，减小了双煤层排采过程中的层间干扰。

并且，本实施例中，在油管2上设置有伸缩管22。如果井下有压力波动，作用到封隔器8上，会造成封隔器8发生位移，伸缩管22能有效解决了这一问题；本实施例中，在油管2上设置循环阀24是为了避免由于上部煤层在生产过程中吐砂或吐煤粉，沉积在封隔器上，造成封隔器8解封后管柱无法起出。此时可通过循环阀24洗井，将沉积物返出井口，从而将管柱起出；如果通过洗井作业后管柱起出依然受阻，无法正常起出，此时可上提管柱直至安全接头23设定拉力，安全接头23实现丢手，将安全接头23以下的工具留在井下，安全接头23以上管柱可顺利起出，再将剩余管柱及工具进行打捞或钻铣，减少了井下事故发生的概率并给出了处理方案。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。