一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺与装备

本发明涉及石油工程，具体为一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺与装备。

背景技术：

1、随着非常规天然气资源开发的不断深入，将井液排采到射孔段或使用水平井技术开发煤层气、致密砂岩气等，是实现非常规天然气井增产稳产的有效措施。在开发过程中，将有煤粉、砂等沉积在水平段或井筒中，有时可能附着在套管内。由于非常规气田的储层敏感性较高，使用普通的常规油井洗井工艺与设备，会造成储层的严重污染，使得洗井后气井的产能严重降低，部分期间甚至丧失产气能力。为了实现稳定气井产能和将进入井筒的固性颗粒排出且不损伤储层的原则，我们提出了该洗井工艺与关键设备，起到洗井时不增加井底流压，同时将进入井筒的固性颗粒排出，达到维持井筒通道畅通的目的，实现非常规天然气的长期、稳产高产。

2、现有的油气田洗井工艺，有正冲和反冲两种。不论是正冲还是反冲洗井工艺，都是在油管内和油套环空行程循环，一种是流体从油套环空注入，从油管内返出，将井中的固性颗粒带出井口，另一种反之。但不论哪一种形式，都将在井内形成高于生产压力的井底流压，这将引起部分入井液进入储层。对于常规油气田，由于储层的渗透率高，且储层压力较高，洗井结束后，这部分进入储层的液体将被吐回井内，储层物性恢复，油井生产能力恢复。但对于非常规油气田，其储层的渗透率低，且储层压力较低，极易被污染，储层被污染后，不能自行恢复，这将严重影响非常规油气井的产能，有的甚至由于洗井，造成生产井的产能丧失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺与装备，以解决上述背景技术中提出的对于非常规油气田，其储层的渗透率低，极易被污染，储层被污染后，不能自行恢复，严重影响非常规油气井的产能，有的甚至由于洗井，造成生产井的产能丧失的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，包括：

3、清洗工具壳体，所述清洗工具壳体的内侧套接有射流泵壳体一，所述射流泵壳体一的内侧套接有动力液喷嘴一，所述清洗工具壳体的表面连接有同心连续油管外管，所述射流泵壳体一的表面连接有同心连续油管内管，所述清洗工具壳体的内侧设置有环空封堵，所述环空封堵的表面设置有井液导入通道一，所述动力液喷嘴一的表面连接有动力液分配器，所述动力液分配器的表面开设有动力液导入通道，所述动力液分配器的外表面固定连接有动力液通道密封圈，所述动力液分配器的内侧贯穿开设有动力液分配腔，所述动力液分配器的外表面通过螺纹连接有清洗喷嘴限流器，所述清洗喷嘴限流器的外表面通路连接有旋转清洗喷嘴和限流直清洗喷嘴，所述旋转清洗喷嘴的外表面设置有梳齿；

4、还包括清洗工具扩散管，所述清洗工具扩散管的表面通过螺纹连接有油管，所述清洗工具扩散管的表面固定连接有射流泵壳体二，所述清洗工具扩散管远离油管的一端设置有动力液喷嘴二，所述射流泵壳体二的表面开设有井液导入通道二，所述射流泵壳体二的外表面通过螺纹连接有动力分配器壳体，所述动力分配器壳体的外表面通路连接有动力液连接管，所述动力分配器壳体的内侧通过螺纹连接有限流直清洗喷嘴二，所述动力分配器壳体的外表面通过螺纹连接有下扰动器。

5、优选的，下装置部分按照使用的输送液体的管路不同，分为同心连续油管和普通油管加连续柔性管两种类型，所述同心连续油管包括外管和内管，所述普通油管加连续柔性管包括油管和高压连续软管。

6、优选的，所述装备包括泵车一、连续油管车、入井管柱一、井下清洗工具一和排出液处理箱一。

7、优选的，所述泵车一产生的高压流体，通过连续油管车的同心连续油管内外管之间的环空，通过入井管柱一，输送到井下的井下清洗工具一上，所述井下清洗工具一清洗井底后的出井液经过同心连续油管的内管空间，返回到地面的排出液处理箱一内，构成清洗液的连续循环洗井的模式。

8、优选的，所述装备还包括泵车二、修井作业机、入井管柱二、井下清洗工具二、柔性软管和排出液处理箱二。

9、优选的，所述井下清洗工具二随入井管柱二用修井作业机下入井下，所述泵车二产生的高压流体，通过随着普通油管一起下入井下的柔性软管输送到井下清洗工具中，清洗完成的返回液通过油管内的环空返回地面，进入排出液处理箱二内，构成清洗液的连续循环洗井的模式。

10、一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺：

11、s1：从内外管环空输送到井下的动力液经过同心连续油管内管进入动力液分配腔内，一部分经动力液喷嘴一向井口方向喷射，形成高速流动区，由于该处流速高，故形成低压区，将从井液导入通道进入泵的井液携带通道，通过混合室，从同心连续管的内管空间排出地面，起到洗井的作用，其基本原理同射流泵的基本原理相同，动力液分配腔内的另一部流体，通过清洗喷嘴限流器和旋转清洗喷嘴，向套管内壁和井内喷射，起到清洗井底和套管壁的目的；

12、s2：合理的设计喷嘴1-3和1-9的尺寸，可以实现产出井液与流入井液的平衡，起到洗井时井底流压不增加，保护储层的目的，动力液喷嘴一的尺寸按照产液量，通过射流泵的理论进行设计；旋转清洗喷嘴按照不大于动力液喷嘴一直径的1/3～1/2的区间选择；从旋转清洗喷嘴喷出的流体加井内的产液量，要满足不大于或小于动力液喷嘴一的射流泵的产液量，如果不需要清洗套管内壁，则可以用限流直清洗喷嘴的结构，射流泵壳体一、动力液喷嘴一、动力液分配器、动力液通道密封圈、清洗工具壳体构成了射流泵部分，完成洗井液的排出，清洗工具壳体、动力液通道密封圈、动力液分配腔、清洗喷嘴限流器或限流直清洗喷嘴、旋转清洗喷嘴完成了井底的清洗作用，旋转清洗喷嘴上面的梳齿，可以完成对井底沉积煤粉的搅拌，以提高洗井的效率。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、在井筒内构造两个独立的液体通道，使得流入井液和产出井液为两个独立的通道，不与井内液体混合，在井下构造基于射流泵原理的清洗装置，该装置的动力液分成两部分，一部分向下喷射，冲击井底、井壁，起到将沉积物冲起、分散和从井壁上冲下的作用；另一部分向上喷射，作为射流泵的动力液，将井筒内的含有沉积物的液体携出井筒，起到洗井和维持井内井底流压不变的作用，既完成了洗井，又保持了井底流压不变或防止井底流压下降，起到不伤害储层的作用。解决了目前非常规油气田洗井作业污染储层的难题，对于恢复非常规油气田的产能，有重要意义。

技术特征：

1.一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于：井下装置部分按照使用的输送液体的管路不同，分为同心连续油管和普通油管加连续柔性管两种类型，所述同心连续油管包括外管(6-1)和内管(6-2)，所述普通油管加连续柔性管包括油管(7-1)和高压连续软管(7-2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于：所述装备包括泵车一(4-1)、连续油管车(4-2)、入井管柱一(4-3)、井下清洗工具一(4-4)和排出液处理箱一(4-5)。

4.根据权利要求3所述的一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于：所述泵车一(4-1)产生的高压流体，通过连续油管车(4-2)的同心连续油管内外管之间的环空，通过入井管柱一(4-3)，输送到井下的井下清洗工具一(4-4)上，所述井下清洗工具一(4-4)清洗井底后的出井液经过同心连续油管的内管空间，返回到地面的排出液处理箱一(4-5)内，构成清洗液的连续循环洗井的模式。

5.根据权利要求1所述的一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于：所述装备还包括泵车二(5-1)、修井作业机(5-2)、入井管柱二(5-3)、井下清洗工具二(5-4)、柔性软管(5-5)和排出液处理箱二(5-6)。

6.根据权利要求5所述的一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井装备，其特征在于：所述井下清洗工具二(5-4)随入井管柱二(5-3)用修井作业机(5-2)下入井下，所述泵车二(5-1)产生的高压流体，通过随着普通油管一起下入井下的柔性软管(5-5)输送到井下清洗工具中，清洗完成的返回液通过油管内的环空返回地面，进入排出液处理箱二(5-6)内，构成清洗液的连续循环洗井的模式。

7.一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺，其特征在于：

技术总结
本发明涉及石油工程技术领域，具体为一种基于井底射流泵的非常规天然气井洗井工艺与装备，包括：清洗工具壳体，所述清洗工具壳体的内侧套接有射流泵壳体一，所述射流泵壳体一的内侧套接有动力液喷嘴一。本发明动力液分成两部分，一部分向下喷射，冲击井底、井壁，起到将沉积物冲起、分散和从井壁上冲下的作用；另一部分向上喷射，作为射流泵的动力液，将井筒内的含有沉积物的液体携出井筒，起到洗井和维持井内井底流压不变的作用，既完成了洗井，又保持了井底流压不变或下降，起到不伤害储层的作用。解决了目前非常规油气田洗井作业污染或伤害储层的难题，对于恢复非常规油气田的产能，有重要意义。

技术研发人员：朱洪迎,綦耀光,张芬娜,王滨,靖传凯,马明伟,易天天
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21