一种煤层气井气举排水储层保护装置及排水方法与流程

本发明属于煤层气开发和排采技术领域，具体是一种煤层气井气举排水储层保护装置及排水方法。

背景技术：

在采用同心管式气举技术进行煤层气井排采时，由于煤层气井目的层段套管均被射穿，高压气体在注入过程中，有可能从射孔孔眼进入到煤储层中。不仅造成了高压气体的逸散，无法顺利完成气举，还会将水、煤粉、支撑剂等压入储层裂隙中，给储层带来潜在伤害。因此，亟需一种简单、高效的气举排水储层保护装置，来满足煤层气井气举时对储层的保护，有效避免对储层的潜在伤害。

技术实现要素：

本发明为解决采用煤层气井同心管式气举技术进行排采时，可能将煤粉、支撑剂等颗粒压入储层，造成储层伤害的问题，提供一种煤层气井气举排水储层保护装置及排水方法。

本发明采取以下技术方案：一种煤层气井气举排水储层保护装置，包括筛管固定阀、座封球、节箍、油管和空心油杆，油管底部用节箍连接固定阀，固定阀底部连接筛管，油管内部设置有空心油杆，油管与空心油杆之间形成油管与空心油杆环空，固定阀内部放置一个具有一定自重的光滑座封球，座封球与固定阀间留有活动空间，且座封球边缘与固定阀的下出口紧密贴合。

一种煤层气井气举排水储层保护装置的排水方法，包括以下步骤：

s100、在油管底部用节箍连接固定阀和筛管；

s200、当气举用的天然气被从油管与空心油杆环空中压入煤层气井内，座封球在气体压力和自重的共同作用下将固定阀的下开口封堵，液体从空心油杆内被举出地面；

s300、当固定阀以上油管与空心油杆环空内的液柱被全部举升出地面后，停止注入高压气体；

s400、此时，地层水由底部筛管进入到固定阀，座封球在地层水承压力的作用下被顶开，失去座封能力；

s500、地层水从固定阀的下开口涌入，由上开口进入到油管中，使空心油杆和油管与空心油杆环空的液面重新达到平衡；

s600、气举系统重新启动，高压气体再次被压入到油管与空心油杆环空中，座封球再次座封，开始进行下一个气举排水循环。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）结构简单。该储层保护装置核心组成部件仅由座封球和固定阀组成，结构简单。同时，该装置的工作为机械座封，原理简单，操作性可靠。

（2）储层保护效果显著。依靠本发明可以将气举过程分割成两个独立的系统，使高压气体仅作用于油管内，油管外储层基本不受高压气体的影响，有效地降低了高压气体对煤储层的潜在伤害，提高气举工作效率。

附图说明

图1为本发明结构及连接示意图；

图2为本发明工作系统示意图；

图中1-筛管，2-固定阀，3-座封球，4-节箍，5-油管与空心油杆环空，6-油管，7-空心油杆，8-油套环空，9-套管，10-煤层。

具体实施方式

如图1所示，一种煤层气井气举排水储层保护装置，包括筛管1、固定阀2、座封球3、节箍4、油管6和空心油杆7，油管6底部用节箍4连接固定阀2，固定阀2底部连接筛管1，油管6内部设置有空心油杆7，油管6与空心油杆7之间形成油管与空心油杆环空5，固定阀2内部放置一个具有一定自重的光滑座封球3，座封球3与固定阀2间留有活动空间，且座封球3边缘与固定阀2的下出口紧密贴合。

一种煤层气井气举排水储层保护装置的排水方法，包括以下步骤：

s100、在油管6底部用节箍4连接固定阀2和筛管1；

s200、当气举用的天然气被从油管与空心油杆环空5中压入煤层气井内，座封球3在气体压力和自重的共同作用下将固定阀的下开口封堵，液体从空心油杆7内被举出地面；

s300、当固定阀2以上油管与空心油杆环空5内的液柱被全部举升出地面后，停止注入高压气体；

s400、此时，地层水由底部筛管1进入到固定阀2，座封球3在地层水承压力的作用下被顶开，失去座封能力；

s500、地层水从固定阀2的下开口涌入，由上开口进入到油管6中，使空心油杆7和油管与空心油杆环空5的液面重新达到平衡；

s600、气举系统重新启动，高压气体再次被压入到油管与空心油杆环空5中，座封球3再次座封，开始进行下一个气举排水循环。

图1为储层保护装置结构及连接示意图，该装置主要是避免气举过程中高压气体从套管壁射孔段逸散，以及将煤粉、支撑剂等颗粒压入储层造成伤害。气举用高压气体被从油管与空心油杆环空压入井内时，座封球座封，关闭下部固定阀下开口，压力只作用在油管内部，使煤储层得到有效保护。

图2为储层保护装置工作系统示意图。将气举储层保护装置连接到油管底部，并在储层保护装置下端连接一小段筛管，避免大的固体颗粒进入到储层保护装置中，降低该装置的密封性。当气举用的高压气体从油管与空心油杆环空中被压入井内，储层保护装置关闭，高压气体只作用于油管内。在油管内液体被全部排出后，气举停止。此时座封球在油套环空液柱压力的作用下被顶开，煤层水通过底部筛管、固定阀下开口重新补充到油管和空心油杆中。空心油杆、油管和套管间液面达到新的平衡，气举再次进行。

气举排水前，煤层中的液体通过筛管及固定阀进入油管，使油套环空、油管与空心油杆环空、空心油杆间的液面相持平。当气举用天然气从油管与空心油杆环空被压入时，座封球被牢牢压在固定阀下开口上，完成座封。使油管内成为一个独立的封闭空间，保证了高压气体只能作用在油管内，不能进入储层。油管中的液体被高压气体从空心油杆中举出地面，当油管内的液体被全部排出后，停止注气。此时，煤层气井中的液体只存在于油套环空中。

座封球在油套环空液柱压力的作用下被打开，油套环空的液体经筛管和固定阀重新进入到油管内，使油套环空和油管的液面再次持平。

高压气体再次从油管与空心油杆环空中被压入，座封球封堵，储层保护装置再次启动，新一轮气举开始。气举保护装置周而复始的座封、开启，在保障气举顺利排水的同时，达到保护储层的目的。从而提高气举排水的效率。

技术特征：

技术总结
本发明属于煤层气开发和排采技术领域，具体是一种煤层气井气举排水储层保护装置及排水方法。解决了采用煤层气井同心管式气举技术进行排采时，可能将煤粉、支撑剂等颗粒压入储层，造成储层伤害的问题，包括筛管固定阀、座封球、节箍、油管和空心油杆，油管底部用节箍连接固定阀，固定阀底部连接筛管，油管内部设置有空心油杆，油管与空心油杆之间形成油管与空心油杆环空，固定阀内部放置一个具有一定自重的光滑座封球，座封球与固定阀间留有活动空间，且座封球边缘与固定阀的下出口紧密贴合。本发明结构简单，储层保护效果显著。

技术研发人员：季长江;郝春生;鲁博;信凯;贾晋生;常会珍;杨昌永;田庆玲;邵显华;陈召英;姚晋宝;崔宇翔
受保护的技术使用者：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司
技术研发日：2018.08.23
技术公布日：2018.12.18