一种油气开采装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及为一种油气开采装置和方法。
【背景技术】
[0002]在石油开采中，打通油流通道是一项重要工艺。但是在现有技术中，常利用聚能弹射孔方式和水力喷射射孔方式打通油流通道。
[0003]半个多世界来，聚能弹射孔方式虽然在射孔工艺、工具和方法上有很大进步。但是，射孔对储层产生的压实带污染问题无法克服，大幅降低储层有效渗透率，对原油生产极为不利。
[0004]另外，在水力喷射射孔方面，虽然在压裂液，支撑剂和压裂工艺等方面取得了长足进展，但水力压裂的基本工艺并未发生根本变化。在实际操作过程中，通过地面笼统加压，在井下地层中形成裂缝。由于储藏地层应力的不均匀性，裂缝位置和方向难以控制。特别是在压裂裸眼水平井时，大的井壁暴露面积会造成大量压裂液漏失，降低了有效改造面积。从而，通过水力喷砂射孔技术不能保证裂缝位置和发展方向，对储藏地层的改造可能得不到预期效果。
[0005]由此，需要提供一种油气开采装置和方法，能有效地控制油流通道的位置和发展方向，保证对储藏地层的改造达到预期效果。
【发明内容】
[0006]为了解决上述部分或全部技术问题，本发明提出了一种油气开采装置和方法。本发明的装置能够有效地控制储藏地层的孔道的位置和发展方向，使对储藏地层的改造达到预期效果，以增加油气产量。并且利用该装置进行油气开采的方法施工流程简单，操作成本低，对环境影响小。
[0007]根据本发明的一方面，提出了一种油气开采装置，其特征在于，包括:
[0008]至少一个开采单元，其包括射流短节和与射流短节可拆卸式连接的调整短节，其中，射流短节的侧壁上设置有贯穿的安装孔，调整短节上设置有用于油气由地层流入开采单元的内腔的油孔，
[0009]针管，其第二端设置有自进式喷头，在初始状态下，针管的第一端设置在开采单元的内腔中，自进式喷头设置在安装孔中，在向开采单元中泵送液体的过程中，针管在自进式喷头带动下于储藏地层中延伸以形成开采孔道。
[0010]在油气开采过程中，将此装置作为管柱的一部分被下方到预定储藏地层中，从地面向管柱中泵送液体，开采单元中的液体由针管的第一端进入并由第二端的喷头喷出以破碎岩层。同时，由于针管的过流面积小于开采单元的过流面积，形成节流压差，从而节流压力推动针管由安装孔向地层中延伸。最终，针管在储藏岩层中边延伸边喷射破击岩层，并在地层中形成孔道。油气通过孔道流入管柱与井眼之间的环空，并通过油孔流入开采单元的内腔中，并返出地面。另外，开采单元由射流短节和调整短节连接而成，则在开采单元的轴向方向可调节开采单元的长度，以适应不同井眼需要。尤其对于水平井，这种可拆卸连接方式方便了下井操作。并且这种结构的开采单元加工容易，生产成本低。由此，使用此装置用于油气开采时，通过安装孔的位置，针管的长度等便能有效地控制孔道的位置和发展方向，达到储藏地层改造的预期效果。在操作过程中，耗费液体少，操作成本低，对储藏地层的改造可控性高。另外，避免采用射孔弹所产生的对储藏的污染，对环境影响小。
[0011]在一个实施例中，喷头构造为桶状结构，其开口端与针管固定连接以接纳来自针管的液体，其底壁上设置沿喷头的轴向的第一喷嘴，其侧壁上设置第二喷嘴，第二喷嘴构造为在由喷头的内侧向外侧方向上由下游向上游倾斜。优选地，第二喷嘴与喷头的轴向的锐角为20?80度。通过这种设置，经由地面泵送的高压液体，通过第一喷嘴向前冲击岩层并形成孔道。同时，高压液体由第二喷嘴向斜后方(与第一喷嘴液体喷射方向大体相反的岩层中)喷射，产生的反作用力为喷头提供了驱动力，以使针管更容易地深入地层。
[0012]在一个实施例中，在针管的第一端设置用于限制针管的第一端头穿出安装孔的限位部。通过这种设置，使针管的第一端不穿过安装孔，则维持开采单元内的高压不能通过安装孔泄露。尤其是，在装置上设置多个针管时，由于地层应力不均衡，有的针管在地层中延伸速度快，而有的针管在地层中延伸速度慢。先形成孔道的针管的第一端通过限位部的作用继续位于开采单元的内腔中，以维持开采单元的内腔中压力，从而驱动其他针管继续在地层中延伸。由此，通过上述设置增加了储藏改造有效性。
[0013]在一个实施例中，安装孔上游的开采单元的内腔构造为弧状部，临近针管的第二端头的针管设置在与安装孔相对式设置的弧状部内。通过上述设置，可控制针管在储藏地层中的前进方向，更好控制孔道的形成方向。并且能使针管更容易地向地层中延伸。
[0014]在一个实施例中，在开采单元的内腔的上设置用于限制针管的位置的定位件。优选地，定位件构造为环状，并在开采单元的内腔的由上游到下游方向上设置多个定位环，针管能穿过定位环而在开采单元的内腔中延伸。通过这种设置，在开采单元的内腔中定位了针管的位置，使得在针管向地层中延伸时，针管只能沿着定位环在开采单元的内腔中运动，而不会在开采单元的内腔中窜动。由此，提供了装置可控性。
[0015]在一个实施例中，在安装孔的内壁与针管的外壁之间设置密封组件，密封组件包括固定设置在安装孔的外端的支撑环、固定设置在安装孔的内端的限位环，以及活动式设置在限位环和支撑环之间的弹性密封件，其中，限位环上设置有传压孔，以使得液体能通过传压孔而作用于弹性密封件。通过上述设置，当开采单元的内腔中以一定排量通过液体时，液体通过传压孔作用在弹性密封件上，使其沿安装孔的径向膨胀，从而实现针管和安装孔之间的密封。开采单元内液体压力越大，弹性密封件受挤压越厉害，针管和安装孔之间的密封性能越高。并且此结构简单，便于实现。
[0016]在一个实施例中，在射流短节的周向上设置多个安装孔，各安装孔均设置有与其对应的针管和密封组件。通过此种设置，在一趟管柱上可形成多个孔道，从而增加了储藏的开采效果。同时提高了生产效率，节约了生产成本。
[0017]根据本发明的另一方面，提供一种油气开采方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0018]步骤一:将根据上述的装置作为管柱的一部分被放入储藏地层预定位置；
[0019]步骤二:向管柱内泵送液体，针管在储藏地层中延伸，液体由第二喷嘴喷出，以驱动喷头向储藏地层延伸，液体由第一喷嘴射出以冲击岩石，并在地层中形成油气孔道；
[0020]步骤三:停止泵送，储藏地层中的油气通过孔道进入管柱与井眼之间的环空，并通过油孔进入开采单元的内腔中。优选地，液体可以为酸性液体，在针管前进过程中以腐蚀岩层，更好的形成孔道。
[0021]由此，采用此方法形成井眼孔道，操作简单，施工方便。并且采用此方法形成的井眼孔道的位置和长度可控。
[0022]本申请中，用语“第一端”与位于开采单元内腔中的针管的一端相同，用语“第二端”指与“第一端”相反，并与在针管向储藏地层中延伸的针管的前端相同。
[0023]与现有技术相比，本发明包括以下优点。通过此装置生成井眼孔道时，能有效地控制孔道位置和发展方向，增强了对孔道的可控性。在装置上可设置多个针管，则在储藏地层中生成的孔道面积的和长度大，从而能有效增加泄油其面积和产能。可根据实际井眼需求，在装置上设置多个开采单元，并且通过调整射流短节和调整短节，增加装置的使用范围。施工流程简单，不需要进行固井、射孔、