专利名称：压裂排液作业的气举管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油井下的压裂管柱。特别涉及一种可以进行 压裂排液作业的气举管柱，是一种用于压裂后气举排液，同时也是完井 的生产管柱。
背景技术：
对于一个已经确定气举采油为主要举升方式的油田，随着油田的高 速开发，由于地层能量不能得到及时补充，地层压力维持水平低，为了 保持油田稳产和减缓产量下降速度，采取压裂或酸压施工，依然是提高 油井单井产能的主要措施。为了减少和降低压裂液破胶和酸化反应后的 残液对油层的伤害，在压裂完成后，需要将这些入井流体快速排出。对 于一个低压油藏，仅靠自然放喷或替置原油己经达不到快速返排目的， 如果通过连续油管和氮气气举排液，虽然可以实现压裂液迅速返排，但 排液完成后，油井通常不能恢复自喷，需要起出压裂管柱，重新更换气 举管柱完井生产。传统的压裂管柱的压裂施工不仅工序复杂，排液成本 高，而且延长作业时间。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种压裂排液作业的气举管柱，不仅能完 成油井压裂，还能利用本管柱完成气举排液，并且利用本管柱进行气举 采油。减少井下管柱的起下次数，简化作业工序，降低费用，节约时间；
还要保护油层降低油层污染。
本实用新型采用的技术方案是压裂排液作业的气举管柱，由高压 气举工作筒、滑套、机械座封式封隔器和喇叭口，以及油管组成，其特 征在于压裂排液作业的气举管柱分为两部分，上部是注气段，下部是
封隔固定段。上部注气段采用螺纹连接有5—8个高压气举工作筒，高压
气举工作筒之间连接有油管。高压气举工作筒的分布主要由系统供气启 动压力、压井液梯度、注气量、地层供液等因素来确定。高压气举工作
筒之间的距离在200—500米之间。第一个高压气举工作筒到地面的距离 在800—1800米之间。下部封隔固定段包括滑套、机械座封式封隔器和 喇叭口。最下端的高压气举工作筒到滑套的距离在200—500米之间。滑 套与下部机械座封式封隔器之间的距离为20—70米。机械座封式封隔器 与下部喇叭口之间的距离为30—80米。
所述的高压气举工作筒的结构是在气举阀偏心安装筒的上部螺纹连 接有油管接箍。袖管接箍中心线与气举阀偏心安装筒中心线之间的距离 为10—20毫米。在气举阀偏心安装筒的阀座上有一个气举阀。阀座与气
举阀偏心安装筒内腔之间有流体通道。
本实用新型适用的套管规格^ 139. 7毫米。
本实用新型作业全过程
按附图l配好下井管柱；管柱下到预定位置后，按如下步骤作业
坐封封隔器上提下放机械坐封封隔器；
连接地面高压管线，进行压裂作业；
压裂完后，拆卸地面高压管线和井口保护器；
利用现场气举地面管线从压縮机站引进气源，向油套环空注气；
出油管线导入放喷管线，同时控制注气速度，使环空液面下降，井 下气举阀逐级暴露出来，通过气举阀向油管中注气。由于气体注入油管 后与井筒中流体混合，降低井筒中流体密度，将井液举升至地面，达到 返排压裂液的目的；
环空液面下降到最后一级阀位置后，气举系统稳定。压裂液返排结 束，将地面出油管线倒入生产系统，开始油井气举生产。
可以清楚地看出，本实用新型气举管柱下入井内后，经过压裂、排 液过程，最后进入油井生产全过程，始终保留在井下。
本实用新型配套的工具和用途
1) KPX-115型高压气举工作筒(见附图2)
气举工作筒的主要作用是为气举阀提供工作载体，二者构成一个整 体控制气流，达到举升井下液体的目的，是本管柱的核心部分。高压工 作筒的级数及深度等相关参数由气举工艺设计决定。该高压工作筒与普 通气举工作筒相比有两大特点 一是要有足够的厚度，满足承受90 Mpa 高压的要求，二是要有足够大的过流通道，保持与所连接的油管一致。
2) 滑套
滑套主要作用为管柱提供循环通道，用于压井或洗井，通过钢丝绞 车下入专用移位工具可以实现其反复开关，工作压力可以达到90Mpa。
3) —种机械座封式封隔器
该封隔器上提下放坐封，上提解封，依靠水力锚和卡瓦锚定，承受 双向压差，工作压力可以达到90Mpa。压裂时阻断井下高压，防止上部套 管承受高压，保护油层上部套管；生产时阻隔环空高压气体，避免高压 气体从喇叭口进入油管。气举生产时封隔器以上的环空压力大于油管内 压力，水力锚处于收縮状态，因此封隔器解除容易，安全可靠。
本实用新型的有益效果井下所有工具均可以承受压裂施工中的高 压，特别是高压工作筒的设计既能承受高压，又有足够大的通道，满足 了压裂施工的要求。
压裂后可以利用工作筒提供的过液通道直接从环空注气排液，采用 气举快速排液的特点，加快返排速度，避免了油层二次污染，提高了返 排率；简化了作业工序，縮短了作业占产时间；同时充分利用了现有的 气举资源，降低作业成本，工艺简单可靠。
管柱中的滑套可以重复开关，压裂完成后，打开滑套可以加快排液 速度；根据需要，也可作为洗井或替液通道。
排液结束后，利用管柱中的"多级高压工作筒和机械座封式封隔器" 可以进行连续气举完井生产，完全符合油井气举工艺要求。
能满足油气井压裂施工的要求。压裂后利用工作筒提供的过液通道 直接从环空直接注气排液，不起压裂管柱，不下排液管柱，通过压裂排 液作业的气举管柱能完成压裂后排液，减少下压裂排液管柱作业。在完 成压裂、排液后不起出压裂管柱，采用气举方式气举完井生产。 一趟管 柱实现压裂、排液及完井生产等三项功能。保证了压裂液的快速返排，
避免了油层的二次污染；同时简化了作业工序，縮短了作业时间，提高 了压裂液的返排率。该技术在现场应用中，施工压力可达到75Mpa，平均 排液时间1天。压裂、排液完成后快速转入气举生产，降低作业成本， 工艺简单可靠，应用效果十分显著。
附圉说明
图1是本实用新型压裂排液作业的气举管柱的结构示意图。是实施
例1的结构示意图。
图2是本实用新型高压气举工作筒的结构剖面示意图。
图中，l.套管，2.油管，3.高压气举工作筒，4.滑套，5.机械座封
式封隔器，6.喇叭口， 7.油管接箍，8.气举阀偏心安装筒，9.气举阀，
10.阀座，ll.通道，12.本体中心线，13.接箍中心线。
具体实施方式
实施例以一口井深4500米，套管(l)直径为139.7毫米的油井， 油管(2)直径为88. 9毫米(31/。的压裂排液作业的气举管柱为例，进行说 明。参阅附图l。从井口至井深1500米处是第一个高压气举工作筒(3)。 第一个高压气举工作筒(3)下部螺纹连接油管(2)，每隔300米连接一个 高压气举工作筒(3)。共连接有6个高压气举工作筒(3)。每两个高压气 举工作筒(3)之间有直径为88.9毫米(3/2")的油管(2)连接。最下端的一 个高压气举工作筒(3)与滑套(4)的距离为300米。滑套(4)与下部机械座 封式封隔器(5)之间的距离为50米。机械座封式封隔器(5)与下部喇叭口
(6)之间的距离为70米。
参阅附图2。高压气举工作筒的结构是在气举阀偏心安装筒(8)本 体上部螺纹连接有88. 9毫米(31//')的油管接箍(7)。油管接箍中心线(13) 与气举阀偏心安装筒本体中心线(12)之间的距离为12毫米。在气举阔偏 心安装筒的阀座(10)上安装有一个气举阀(9)。气举阀(9)与阀座(10)之 间密封。阀座(10)与高压气举工作筒(3)内腔之间有高度为5毫米的流体 通道(ll)。
本实用新型自研制以来完成现场试验达50余井次。井口最高施工压 力75Mpa，未出现管柱串漏现象，施工成功率100%;同时油井压裂后返 排效果理想，平均排液时间縮短3—5天，入井液的返排率达98%;单井 平均日增产量27吨。
权利要求1、一种压裂排液作业的气举管柱，由高压气举工作筒(3)、滑套(4)、机械座封式封隔器(5)和喇叭口(6)，以及油管(2)组成，其特征在于压裂排液作业的气举管柱分为两部分，上部是注气段，下部是封隔固定段，上部注气段采用螺纹连接有5-8个高压气举工作筒(3)，高压气举工作筒(3)之间连接有油管(2)，高压气举工作筒(3)之间的距离在200-500米之间，第一个高压气举工作筒(3)到地面的距离在800-1800米之间；下部封隔固定段包括滑套(4)、机械座封式封隔器(5)和喇叭口(6)，最下端的高压气举工作筒(3)到滑套(4)的距离在200-500米之间，滑套(4)与下部机械座封式封隔器(5)之间的距离为20-70米，机械座封式封隔器(5)与下部喇叭口(6)之间的距离为30-80米。
2、 根据权利要求l所述的压裂排液作业的气举管柱，其特征是高 压气举工作筒(3)的结构是在气举阀偏心安装筒(8)的上部螺纹连接有油 管接箍(7)，油管接箍中心线(13)与气举阀偏心安装筒本体中心线(12)之间 的距离为10—20毫米，在气举阀偏心安装筒的阀座(10)上有一个气举阀 (9)，阀座(10)与高压气举工作筒(3)内腔之间有流体通道(11)，高压气举 工作筒(3)耐压卯Mpa。
3、 根据权利要求1所述的压裂排液作业的气举管柱，其特征是机 械座封式封隔器(5)能承受双向压差，工作压力达到卯Mpa。
专利摘要一种压裂排液作业的气举管柱，由油管、气举工具、滑套和封隔器等井下工具组成。自上而下螺纹连接有5-8个高压气举工作筒，高压气举工作筒之间连接有油管。高压气举工作筒的分布主要由系统供气启动压力、压井液梯度、注气量、地层供液等因素来确定。滑套与下部封隔器之间的距离为20-70米。封隔器与下部喇叭口之间的距离为30-80米。在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱，采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产，是压裂工艺和气举技术的结合，可一趟管柱实现压裂、排液及连续气举完井生产等三项功能。该管柱承受压力高，排液速度快，不动管柱可实现连续气举生产，既简化作业程序，又能达到增产增效的目的。
文档编号E21B43/25GK201013342SQ20062015861
公开日2008年1月30日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者冯仁东, 友 刘, 颖 刘, 刘会琴, 吴红霞, 王振松, 罗文银 申请人:吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院