气举反循环负压捞砂方法及捞砂装置与流程

本发明属于油气井开采领域，特别设计一种气举反循环负压捞砂方法及捞砂装置。

背景技术：

油田开发过程中油气井出砂是很普遍的现象，恢复油气井正常生产、清除油气井的砂子是必不可少的技术措施。然而油气井在进行油气生产时油气层中的岩屑泥砂会被带出地层，进入到井筒内。随着油气生产的不断进行，井下垮塌、堆积的泥砂会愈来愈多从而挡住割缝管的油气流通道，油气产量就会变得愈来愈少，掩埋产层。且因长时间生产井筒内压力降低，液面下降不再位于井口，而在井内漏失，用正常循环无法将井筒内沉砂带出井筒。

技术实现要素：

为了解决上述中存在的问题，本发明提供了一种气举反循环负压捞砂方法和气举反循环负压捞砂装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，气举反循环负压捞砂方法，其包括以下步骤：捞砂装置内注入压缩气体，所述压缩气体在所述捞砂装置内膨胀，所述捞砂装置内部的压力相对于井筒内的压力形成负压，所述井筒内的沉砂以及井液在负压的作用下，进入到所述捞砂装置内，实现捞砂。采用以上技术方案，捞砂全过程井筒底部保持负压，能够有效的防止沉砂倒灌地层，有效保护储层；在捞砂过程无漏失，不污染不激动地层，无需返排复产，实现高效的投产，且本发明的方法比常规捞砂用时短，提高时效，减少作业成本，作业经济高效。

进一步，作为一种优选方式，所述沉砂和所述井液进入所述捞砂装置后，所述沉砂留存于所述捞砂装置内，所述井液经过所述捞砂装置内设置的气水混合器与所述压缩气体混合。所述沉砂和所述井液的混合物在捞砂装置内运动，所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间内无混合有所述沉砂和所述井液的砂液，砂卡的风险小。

进一步，作为一种优选方式，所述压缩气体进入所述捞砂装置后，所述压缩气体流通路径的直径由大变小，再经所述捞砂装置内设置的气水混合器与所述井液混合后形成气水混合物，所述气水混合物经过所述捞砂装置内的环空空间以及所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间膨胀后，所述气水混合物中的液体部分循环至所述井筒底部形成内循环，所述气水混合物中的气体部分排出所述井筒。以上技术方案，能够实现所述井筒底部的沉砂持续进入到所述捞砂装置内，能够实现持续作业。

进一步，作为一种优选方式，所述捞砂装置内部的压力与所述井筒内的压力差为5-20MPa。本发明人发现，上述5-20MPa的压力差效果最优。

进一步，作为一种优选方式，所述压缩气体为氮气。因为氮气为惰性气体，性质较稳定，在实际应用过程中，不容易与其他物质发生反应，能够有效的避免所述井筒或者所述捞砂装置内发生爆炸等现象。

本发明除了提供气举反循环负压捞砂方法，还提供了气举反循环负压捞砂装置，所述装置包括同心设置的喷射外管和喷射内管，所述喷射外管的内部依次设有所述喷射内管、气水混合器和滤砂管，所述喷射内管的外壁与所述喷射外管的内壁形成环空空间，所述喷射外管的侧壁上设有通孔，所述喷射内管的长度小于所述喷射外管的长度，所述喷射外管的底部设有沉砂管，所述沉沙管的底部设有钻磨结构。

所述压缩气体由所述喷射外管的上端进入到所述喷射外管的内部，再进入到所述喷射内管的内部，流至所述喷射内管的底部，由于所述喷射内管的长度小于所述喷射外管的长度，所述压缩气体在所述喷射内管底部膨胀，使所述捞砂装置内部的压力相对于井筒内的压力形成负压，所述井筒底部的所述沉砂以及所述井液在负压的作用下，经由所述钻磨结构进入到所述沉砂管内，在所述滤砂管的分离下，所述沉砂留存于所述沉砂管内，所述井液通过所述滤砂管在所述气水混合器的作用下，所述压缩气体与所述井液混合，形成一种密度小于所述井液密度的液气混合物，由于压缩气体不断进入所述井液中，产生气举作用，使得所述捞砂装置内的液气混合物同所述井筒内的所述井液之间产生压差，持续不断的将所述井筒底部的所述沉砂和所述井液带入所述捞砂装置内，而所述压缩气体和所述井液的液气混合物，通过所述喷射外管和所述喷射内管之间的环空空间，由所述喷射外管侧壁上的通孔流出所述捞砂装置，其中气体部分由所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间流出所述井筒，液体部分通过所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间回流至所述井筒的底部。

进一步，作为一种优选方式，所述钻磨结构与所述沉砂管之间设有单向阀。通过所述单向阀的设置，所述井筒内的沉砂和井液只能单向的流入捞砂装置内，而不能从捞砂装置内流出，从而保证捞砂的效果。

进一步，作为一种优选方式，设于所述喷射外观侧壁上的通孔为供气体和/或液体单向流动的通孔；所述通孔高于所述喷射内管的底部。供气体和/或液体单向流动的通孔可以选择在孔上安装阀门等方式实现，单向流动的通孔保障了沉砂和井液的混合物在捞砂装置内运动，捞砂装置与井筒之间的环空空间无砂液。

进一步，作为一种优选方式，所述喷射内管的上部密封固定于所述喷射外管的内部上，所述喷射内管的下部为自由端。该设置进一步保障了捞砂全过程井筒底部保持负压，防止沉砂倒灌地层。

进一步，作为一种优选方式，所述滤砂管密封固定于所述喷射外管的上。进一步保障了捞砂过程无漏失。

本发明的有益效果为：

1、有效保护储层；捞砂全过程井筒底部保持负压，防止沉砂倒灌地层。

2、砂卡风险小；沉砂和井液的混合物在捞砂装置内运动，捞砂装置与井筒之间的环空空间无砂液。

3、投产高效；捞砂过程无漏失，不污染不激动地层，无需返排复产。

4、作业经济高效；比常规捞砂用时短，提高时效，减少作业成本。

5、各种井况均可以施工；适用于直井捞砂，更适用于大位移水平井捞砂。

6、井液性能无要求；井内任何液体均可施工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明气举反循环负压捞砂方法的各物质流向示意图；

图2是本发明气举反循环负压捞砂装置结构示意图。

图中1-喷射外管；11-通孔；2-喷射内管；3-气水混合器；4-滤砂管；5-沉砂管；6-钻磨结构；7-单向阀，8-井筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本发明提供了为了一种气举反循环负压捞砂方法，如图1所示，所述捞砂方法包括以下步骤：捞砂装置内注入压缩气体，所述压缩气体在所述捞砂装置内膨胀，所述捞砂装置内部的压力相对于井筒内的压力形成负压，所述井筒内的沉砂以及井液在负压的作用下，进入到所述捞砂装置内，实现捞砂。采用以上技术方案，捞砂全过程井筒底部保持负压，能够有效的防止沉砂倒灌地层，有效保护储层；在捞砂过程无漏失，不污染不激动地层，无需返排复产，实现高效的投产，且本发明的方法比常规捞砂用时短，提高时效，减少作业成本，作业经济高效。

进一步，作为一种优选方式，所述沉砂和所述井液进入所述捞砂装置后，所述沉砂留存于所述捞砂装置内，所述井液经过所述捞砂装置内设置的气水混合器与所述压缩气体混合。所述沉砂和所述井液的混合物在捞砂装置内运动，所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间内无混合有所述沉砂和所述井液的砂液，砂卡的风险小。

进一步，作为一种优选方式，所述压缩气体进入所述捞砂装置后，所述压缩气体流通路径的直径由大变小，再经所述捞砂装置内设置的气水混合器与所述井液混合后形成气水混合物，所述气水混合物经过所述捞砂装置内的环空空间以及所述捞砂装置与所述井筒之间的环空空间膨胀后，所述气水混合物中的液体部分循环至所述井筒底部形成内循环，所述气水混合物中的气体部分排出所述井筒。以上技术方案，能够实现所述井筒底部的沉砂持续进入到所述捞砂装置内，能够实现持续作业。

进一步，作为一种优选方式，所述捞砂装置内部的压力与所述井筒内的压力差为5-20MPa。本发明人发现，上述5-20MPa的压力差效果最优。

进一步，作为一种优选方式，所述压缩气体为氮气。因为氮气为惰性气体，其性质较稳定，在实际应用过程中，不容易与其他物质发生反应，能够有效的避免所述井筒或者所述捞砂装置内发生爆炸等现象。氮气可通过氮气车注入至所述捞砂装置内，而氮气的流量和流速可通过设置于地面上的旋转控制头来控制。

实施例2

为了能够实现气举反循环负压清砂方法，本发明还提供了一种气举反循环负压捞砂装置，如图2所示，所述捞砂装置包括同心设置的喷射外管1和喷射内管2，所述喷射外管1的内部依次设有所述喷射内管2、气水混合器3和滤砂管4，所述喷射内管2的外壁与所述喷射外管1的内壁形成环空空间，所述喷射外管1的侧壁上设有通孔11，所述通孔11为供气体和/或液体单向流动的通孔，可以选择在通孔上安装阀门等方式实现；所述通孔11高于所述喷射内管2的底部，所述喷射内管2的上部密封固定于所述喷射外管1的内部上，所述喷射内管2的下部为自由端，所述喷射内管2的长度小于所述喷射外管1的长度，所述滤砂管4密封固定于所述喷射外管1的上，所述喷射外管1的底部设有沉砂管5，所述沉砂管5的底部设有钻磨结构6，所述钻磨结构6为钻头或者磨铣工具，所述钻磨结构6与所述沉砂管5之间设有单向阀7。

所述压缩气体由所述喷射外管1的上端进入到所述喷射外管1的内部，再进入到所述喷射内管2的内部，流至所述喷射内管2的底部，由于所述喷射内管2的长度小于所述喷射外管1的长度，所述压缩气体在所述喷射内管2底部膨胀，使所述捞砂装置内部的压力相对于井筒8内的压力形成负压，所述井筒8底部的所述沉砂以及所述井液在负压的作用下，经由所述钻磨结构6进入到所述沉砂管5内，在所述单向阀7的作用下，所述井筒8内的沉砂和井液只能单向的流入捞砂装置内，而不能从捞砂装置内流出，从而保证捞砂的效果，进入到所述捞砂装置内的所述沉砂和所述井液在所述滤砂管4的分离下，所述沉砂留存于所述沉砂管5内。

所述井液通过所述滤砂管4在所述气水混合器3的作用下，所述压缩气体与所述井液混合，形成一种密度小于所述井液密度的液气混合物，由于压缩气体不断进入所述井液中，产生气举作用，使得所述捞砂装置内的液气混合物同所述井筒8内的所述井液之间产生压差，持续不断的将所述井筒8底部的所述沉砂和所述井液带入所述捞砂装置内，而所述压缩气体和所述井液的液气混合物，通过所述喷射外管1和所述喷射内管2之间的环空空间，由所述喷射外管1侧壁上的通孔11流出所述捞砂装置，其中气体部分由所述捞砂装置与所述井筒8之间的环空空间流出所述井筒8，液体部分通过所述捞砂装置与所述井筒8之间的环空空间回流至所述井筒8的底部。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。