一种采用环通人造井底对水平井进行控制的装置的制作方法

本发明涉及一种应用于底水油气藏水平井增产控水技术领域中的装置。

背景技术：

传统的油气开采技术对于井筒内的压力剖面控制欠缺灵活性且控制能力差。水平井控水技术对于底水油气藏的开发还存在较大缺点和不足：1）水平井跟部与趾部压力剖面分布不均衡，使得地层压力与井筒跟部趾部压差不同，造成底水脊进而影响产能甚至直接停产弃井；2）对于气藏，流动阻力小，变密度筛管及icd、aicd等油藏控水技术无法有效应用与底水气藏，效果微弱；3）油藏-井筒耦合流动后，流体流态进一步发生变化，单一管路无法采取更多有效措施保证流态得以有效控制，造成油气藏底水脊进，严重影响产能。4）中心管控水技术只平衡了一段压力剖面，灵活性欠缺，覆盖水平段范围小，精细程度不高。5）后期堵水需要下入专门的堵水工艺，成本、风险再次加大。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种采用环通人造井底对水平井进行控制的装置，利用该装置可以在水平井水平段预设多级人造井底辅助水平井趾端与跟部油气同步泄压，能够改善水平井跟部与趾端压力剖面分布不均衡的开采状况，特别适用于平面非均质储层。

本发明的技术方案是：该种采用环通人造井底对水平井进行控制的装置，包括水平井水平段基管和筛管，其独特之处在于：

所述装置还包括至少两个支撑滑套卡件、至少两根环通管以及至少两个封隔短接；

其中，所述支撑滑套卡件上，沿外圆周开有若干用于插入所述环通管的槽，所述槽的截面形状与所述环通管的截面形状相配合以实现所述环通管能够卡紧在槽内；

所述环通管为直管状；所述环通管沿水平井的基管形状延伸至井口，在井口处安装有对应每根环通管的控制阀门；

所述支撑滑套卡件套在所述水平井水平段基管的外壁上且位于所述筛管之内，所述支撑滑套卡件与所述水平井水平段基管之间为固定连接，相对无转动或滑动；

所述封隔短接位于所述水平井水平段基管内，两个封隔短接之间形成一个独立区间；在对应所述独立区间的水平井水平段基管的管壁上开有连接口，连接有人造井底，所述人造井底依次贯穿所在位置处的水平井水平段基管的管壁、支撑滑套卡件和环通管，用于实现环通管与所述独立区间之间的连通。

本发明具有如下有益效果：应用本装置，在水平主基管跟部井底控制长度之后，在主基管上逐段设置多级人造井底用于泄压排液，通过与该井底连接的环通管路实现主基管中后段油气划出流动越级泄压排液通路。可以利用多级人造井底分别控制其对应生产段基管内的压力分布剖面，令生产压力剖面整体比常规控锥技术工况下更平缓，迫使油气藏底水前缘均匀推进。应用本装置能够预防水平井跟部或高渗带底水脊进，提高生产效率、降低开采风险。同时，本装置中的人工井底加入生产序列后也可分别控制基管各段的生产速度与生产顺序，也可在生产过程中随时调控底水前缘形态。另外，利用本装置还可以实现找水功能，且能对已见水段进行及时地封堵或疏通，等同于备添了一种可随时开关的环向化学封隔器。

附图说明：

图1是利用本发明所述装置进行水平井井下分采控水的安装方式示意图。

图2展示的是本发明所述装置组装为一体后的三维结构示意图。

图3展示的是利用本发明所述装置进行水平井井下分采控水时的无人造井底段的安装方式示意图。

图4展示的是利用本发明所述装置进行水平井井下分采控水时的带人造井底段的安装方式示意图。

图5展示的是本发明所述装置中一根环通管卡入支撑滑套卡后的结构示意图。

图6展示的是本发明所述装置中在支撑滑套卡和环通管卡开孔用于连接人造井底的安装方式示意图。

图7展示的是本发明所述装置中用于延长环通管长度而设置的单元对接结构示意图。

图8是应用本发明所述装置时y井井筒沿程渗透率分布图例。

图9是应用本发明所述装置时y井井筒压力剖面图例。

图中1-水平井水平段基管，2-第一环通管，3-第二环通管，4-第三环通管,5-第四环通管，6-第五环通管，7-第六环通管，8-支撑滑套卡件，9-人造井底，10-封隔短接，11-外部筛管，12-常规水平井生产压力剖面，13-中心管生产压力剖面，14-环通管生产压力剖面，15-螺栓，16-环通管对接单元，17-第一连接销钉，18-第二连接销钉。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1至图7所示，本种采用环通人造井底对水平井进行控制的装置，包括水平井水平段基管1和筛管11，其独特在于：

所述装置还包括至少两个支撑滑套卡件8、至少两根环通管以及至少两个封隔短接10，封隔短接10能够对基管内壁实现完全密封。如图2示，环通管为6根。

其中，所述支撑滑套卡件上，沿外圆周开有若干用于插入所述环通管的槽，所述槽的截面形状与所述环通管的截面形状相配合以实现所述环通管能够卡紧在槽内。

所述环通管为直管状；所述环通管沿水平井的基管形状延伸至井口，在井口处安装有对应每根环通管的控制阀门。

所述支撑滑套卡件套在所述水平井水平段基管的外壁上且位于所述筛管之内，所述支撑滑套卡件与所述水平井水平段基管之间为固定连接，相对无转动或滑动；

所述封隔短接位于所述水平井水平段基管内，两个封隔短接之间形成一个独立区间；在对应所述独立区间的水平井水平段基管的管壁上开有连接口，连接有人造井底。人造井底可以为两端具有连接端的扁平圆筒状结构，所述人造井底依次贯穿所在位置处的水平井水平段基管的管壁、支撑滑套卡件和环通管，并与三者紧密固定，用于实现环通管与所述独立区间之间的连通。

应用本装置时，可以按照以下步骤进行：

第一步：如图8所示，为x底水气田y井水平井沿程渗透率轴向分布图。

第二步：根据主基管跟部井底控制水平生产段长度不大于150m、人造井底控制基管水平段不大于30m原则，结合步骤一水平井沿程渗透率轴向分布数据，利用公式计算人造井底个数m，每个人造井底布置位置在其控制生产段的1/2处，同时由公式n=m+1将水平井划分为个n个生产段。

第三步：在地面安装环空多通路单根，如图3所示，按“1个/5m”原则将支撑滑套卡安装在基管上，然后将环通管卡在支撑滑套卡上，套入外部筛管完成多通路单根。

第四步：在地面安装带有人造井底的环空多通路单根如图4所示，根据步骤一、二原则确定人造井底与带通孔的支撑滑套卡件在基管上的安装位置，并在基管该位置处打孔，将带有通孔的支撑滑套卡件安装到此处，支撑滑套卡件的通孔与基管打孔处相通，可以直接形成人造井底，也可以外加两端具有连接端的扁平圆筒状人造井底，靠螺栓固定并始终保持与基管相通，重复第三步，完成m个带人造井底的环通多通路单根。然后根据第二步确定的原则，在基管内的井底控制距离分界处安装若干个封隔短接。

第五步：环通管单元件间对接是通过销钉快速锁定，基管通过常规丝扣对接，单根在井口对接下入钻眼，接单根完毕后在井口对每个通路安装井口控制阀门。

第六步：先期控水时利用气井水平井产能公式与单井要求日产量、跟部井底控制段生产量与人造井底控制段生产量关系，均分产液段数+m，以及生产段渗透率数据求得各生产端的生产量，求基管井口设置生产压力，利用步骤一水平段渗透率分布数据与公式，计算各生产段等产量条件下的环通管井口设置压力值，然后将每个环通井口调至计算得到的生产压力值，通过井口阀门调整各水平生产段内的压力剖面使其均分，实现水平井全水平段均匀产液，完成前期控水；

第七步：后期控水时当生产过程中任意井口见水后，可通过井口阀门对该井底控制段进行及时关闭，形成局部堵水。

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的描述：

实施例1：

x底水气田基本数据：气水界面压力20mpa，储层厚度40m，y水平井井筒半径0.05m，气体压缩因子0.95，气体粘度0.005mpa·s，避水高度35m，水平段沿程储层渗透率分布如图6所示。

1、根据y井实钻井眼轨迹及测井数据得到水平井沿程渗透率分情况，见图8；

2、根据水平井总长l，公式计算人造井底个数m，实例中水平井总长为300m，则m=5，n=m+1，共6个生产段；根据主基管跟部井底控制水平生产段长度不大于150m原则，将实例图8平井沿程渗透率分布进行分段，前150m划为a生产段；根据步骤二每个人造井底控制最大距离30m原则，将水平井150m-180m划为b生产段，b段165m处安装一个人工井底；根据步骤二每个人造井底控制最大距离30m原则，将水平井180m-210m划分为c生产段，c段195m处安装一个人工井底按；以此类推划分d、e、f生产段，人造井底位置分别布置在水平段沿程225m、255m、285m处；

3、在地面安装环空多通路单根，按1个/5m原则将支撑滑套卡安装在基管上，然后将环通管卡在支撑滑套卡上，进而套入外部筛管形成多通路单根。

4、地面安装带有人造井底单根，结合图8y井实例数据，将带有人造井底的滑套卡安装到上述步骤计算结果预设位置，分别为水平井沿程165m、195m、225m、255m、285m处，人造井底与环通管靠螺栓固定并保持与基管相通，重复第三步骤，形成带人造井底的多通路单根，并在各井底控制段两两交界处，实例中为150m、180m、210m、240m、270m处安装密封短接；

5、环通管单元件间对接，通过销钉快速锁定，基管通过常规丝扣对接，单根在井口对接下入钻眼后，在井口对各管路安装常规井口阀门，形成多井底排液分别控制生产段压力剖面的预备生产状态；

6、实例y井边界能量，跟部井底控制长度150m，为跟部井底控制生产段渗透率值，通过水平井沿程渗透率图6可查100md，流体粘度，压缩因子，井筒半径，储层厚度h=40m，水平井避水高度35m均已知，y井需求日产量万方/天，用其比上步骤六中求得的产液量均分段数d，可得到等量各生产段日需求生产量万方/天，进而由万方/天，全部化为国际单位后代入水平井产能公式可求得基管井口设置压力值，即生产压差为1.0mpa；利用水平段渗透率分布数据图六，可查到跟部井底控制的生产段对应渗透率、长度以及各人造井底控制段对应平均渗透率，，，，与，代入公式得到对应井口设置的底水控锥生产压力值分别为，19.68mpa、19.59mpa、19.02mpa、19.5mpa、19.50mpa，设置后开始生产；

7、生产过程中时刻观察并记录各井口出水情况，当携液率高于0.9后关闭该井口阀门，完成单段堵水。

8、按上述步骤对y井进行现场试验证明：通过使用本发明多井底增产控锥采气方法y井生产效果良好，整体水平井井筒压力剖面分布为波浪状如图9示，达到控锥目的，初期日产气120万方/天，稳产后60-80万方/天，投产五年同区块常规定向井携液比达0.6、常规水平井携液比达0.41、多井底分采井携液比仅0.16；产量高于临井67%，有效期显著性增长。