一種新的油氣井充填系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種新的油氣井充填系統(tǒng)，油氣井充填系統(tǒng)包括油氣井井壁和下入油氣井內(nèi)的入井管串，入井管串與井壁之間形成一個(gè)環(huán)空；所述入井管串上設(shè)置有至少一個(gè)可控制流通裝置。應(yīng)用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)油氣井中形成致密且完整的半滲封隔環(huán)。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)所述系統(tǒng)有助于在有控流過(guò)濾器管柱的情況下，致密且完整的半滲封隔環(huán)的建立，提高半滲封隔環(huán)建立的成功率，從而達(dá)到半滲封隔控流技術(shù)要求的封隔效果。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

A new oil and gas filling system

The utility model discloses a new oil and gas filling system of oil and gas filling system, including oil and gas well bore and into the oil wells in the well pipe string, an annulus formed between the pipe string and borehole wall; the well pipe string is provided with at least one control flow device. The system can be used to form a dense and complete semi permeable seal ring in the oil and gas wells. The system of the utility model helps in pipe flow control filter under the condition of a semi permeability packer ring is compact and complete, improve the sealing ring of semi permeable success rate, so as to achieve the effect of sealing packer isolation semi seepage flow control technology requirements.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種新的油氣井充填系統(tǒng)，屬于石油和天然氣開(kāi)采領(lǐng)域。這里的油氣井是指油氣田開(kāi)發(fā)中廣義的生產(chǎn)井，包括油井、氣井、天然氣井、注入井、注蒸汽熱采井、蒸汽吞吐井、蒸汽注入井、深井和超深井等，特別是水平井和大斜度井。
技術(shù)介紹
1、油氣井需要分段控流:在同一口井中，由于地層間的滲透率沿油氣井生產(chǎn)段軸向的差異很大，油水間的粘度差很大，這就導(dǎo)致了水會(huì)沿著滲透率高的地層提前進(jìn)入井筒，并迅速充滿(mǎn)井筒的大部分空間，使油氣井產(chǎn)液的含水率大幅度升高，油產(chǎn)量大幅度下降。例如某油氣井的生產(chǎn)段為300米，滲透率高的生產(chǎn)段長(zhǎng)30米，地層間滲透率相差3倍，地層中的油水的粘度比相差100倍，當(dāng)?shù)貙铀刂鴿B透率高的地層提前進(jìn)入井筒后，該井產(chǎn)液的含水率會(huì)迅速升至95%以上，日產(chǎn)油量降至未出水時(shí)日產(chǎn)油量的1/3。上述問(wèn)題給油田生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了解決上述問(wèn)題，油氣井需要分段控流技術(shù)。分段控流技術(shù)是將油氣井的生產(chǎn)段分隔成若干個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)間，每個(gè)生產(chǎn)區(qū)間都有控流裝置進(jìn)行可控限流。分段控流技術(shù)顯著地減緩了地層水的局部快速推進(jìn)，提高了產(chǎn)油量；即使在油氣井出水后，分段控流技術(shù)也能有效限制地層水產(chǎn)出量急劇上升，減小日產(chǎn)油量下降幅度。如前段所述井況的油氣井，在油井見(jiàn)水后，分段控流技術(shù)可以將產(chǎn)液含水率控制在60%以下，日產(chǎn)油量可達(dá)到未出水時(shí)日產(chǎn)油量的85%以上。同樣，對(duì)于氣頂油藏、注氣井和蒸汽驅(qū)井，由于油氣間的粘度差非常大，極易在高滲透段形成氣錐，或氣竄或汽竄，產(chǎn)生上述類(lèi)似的問(wèn)題。2、目前油氣井中應(yīng)用的分段控流方式:目前，油氣井中分段控流的獨(dú)立流動(dòng)單元是依靠下入封隔器實(shí)現(xiàn)的，限流是依靠控流過(guò)濾器管柱；利用封隔器將油氣井的生產(chǎn)段封隔成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)間，結(jié)合控流過(guò)濾器的限流作用，實(shí)現(xiàn)油氣井的分段控流。分段控流技術(shù)包含兩個(gè)要素:分段和控流，兩者缺一不可。如果油氣井內(nèi)只下入控流過(guò)濾器，不使用封隔器進(jìn)行分段，那么提前進(jìn)入井筒的地層水會(huì)沿著井筒軸向竄流，地層水會(huì)迅速占據(jù)井筒內(nèi)的絕大部分空間，仍然會(huì)使油氣井產(chǎn)液的含水率大幅度上升，導(dǎo)致油產(chǎn)量大幅度下降，最終穩(wěn)油控水失敗。3、目前分段控流技術(shù)使用封隔器分段存在的問(wèn)題:目前經(jīng)常使用的封隔器是遇液膨脹封隔器，遇液膨脹封隔器在以下幾種井況是無(wú)法實(shí)施有效封隔的:(I)已實(shí)施套管射孔的油氣井，其水泥環(huán)中存在竄槽；(2)已實(shí)施篩管完井的油氣井；篩管和井壁之間存在類(lèi)似竄槽的軸向流動(dòng)通道；(3)已下入多孔管的油氣井；多孔管與井壁之間存在類(lèi)似竄槽的軸向流動(dòng)通道；(4)井下管柱有變形，但其變形不影響控流過(guò)濾器入井，但是遇液膨脹封隔器無(wú)法下入。另外，使用遇液膨脹封隔器的油氣井，由于膨脹后的封隔器與井壁間巨大的摩擦力，因此在遇液膨脹封隔器膨脹以后無(wú)法將井下管柱拔出。4、半滲封隔控流技術(shù):半滲封隔控流技術(shù)是解決使用封隔器進(jìn)行分段控流所存在問(wèn)題的一種潛在技術(shù)(或在研技術(shù))。針對(duì)以上使用封隔器進(jìn)行分段控流所存在的問(wèn)題，申請(qǐng)人進(jìn)行了長(zhǎng)期的半滲封隔控流技術(shù)的研究，以解決封隔器在分段控流方面存在的問(wèn)題。半滲封隔控流技術(shù)是先向油氣井中下入控流過(guò)濾器管柱，在控流過(guò)濾器管柱與井壁之間存在環(huán)空(上述環(huán)空是廣義的環(huán)空，它不僅包括控流過(guò)濾器管柱與外管柱或井壁之間的環(huán)空，還包括水泥環(huán)竄槽、篩管與井壁間的環(huán)空、多孔管與井壁間的環(huán)空等)，然后再向上述環(huán)空中充填顆粒介質(zhì)，并充填緊實(shí)形成半滲封隔環(huán)。這種半滲封隔環(huán)具有軸向流動(dòng)阻力很大，而徑向流動(dòng)阻力很小的特性，不影響生產(chǎn)。之所以稱(chēng)之為半滲封隔環(huán)，是因?yàn)樗龅某涮瞽h(huán)徑向滲流能力很強(qiáng)，軸向滲流能力幾乎沒(méi)有，也就是一半的方向有滲流能力，一半的方向有滲流能力申請(qǐng)人稱(chēng)之為半滲。半滲封隔環(huán)將油氣井軸向封隔成了許多相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)間，再結(jié)合控流過(guò)濾器的控流作用，就實(shí)現(xiàn)了分段控流。其井內(nèi)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2。圖1為水平井應(yīng)用半滲封隔控流技術(shù)進(jìn)行分段控流示意圖。圖2為直井應(yīng)用半滲封隔控流技術(shù)進(jìn)行分段控流示意圖。圖1和圖2中，包括井壁I，井壁外，包括高滲透地層區(qū)10和低滲透地層區(qū)20。井壁內(nèi)安裝有控流過(guò)濾器管柱2，井壁和控流過(guò)濾器管柱之間的環(huán)空為由孔隙介質(zhì)組成的半滲封隔環(huán)3 ;半滲封隔環(huán)頂端由懸掛封隔器4封閉。5、半滲封隔控流技術(shù)在研究中過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題:比如水平段長(zhǎng)度達(dá)到100米以上時(shí)，由于控流過(guò)濾器管柱的限流作用導(dǎo)致每根控流過(guò)濾器上的流量很小，充填結(jié)束后，在控流過(guò)濾器管柱的最趾端或者中間部位存在一定的空缺，如圖3所示，圖3中，3-1和3-2分別為形成的兩個(gè)空缺，或者投產(chǎn)一定時(shí)間后，在整個(gè)水平段井筒的上部存在軸向竄槽，如圖4示，圖4中，4-1為形成的溝槽或串槽。這樣無(wú)法形成有效的軸向封隔環(huán)；導(dǎo)致半滲封隔環(huán)封隔失效，半滲封隔環(huán)的目的將油氣井的生產(chǎn)段軸向封隔成了許多相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)，半滲封隔控流技術(shù)整體失效。說(shuō)明:對(duì)于其他油氣井，也存在上述所述的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新的油氣井充填系統(tǒng)，所述系統(tǒng)有助于在有控流過(guò)濾器管柱的情況下，致密且完整的半滲封隔環(huán)的建立，提高半滲封隔環(huán)建立的成功率，從而達(dá)到半滲封隔控流技術(shù)要求的封隔效果。為解決上述問(wèn)題，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案:本技術(shù)提供了一種新的油氣井充填系統(tǒng)，油氣井充填系統(tǒng)包括油氣井井壁和下入油氣井內(nèi)的入井管串，所述入井管串靠近井口一端和井壁之間固定連接，入井管串與井壁之間形成一個(gè)環(huán)空；所述入井管串上設(shè)置有至少一個(gè)可控制流通裝置。優(yōu)選的，所述可控制流通裝置安裝于入井管串上對(duì)應(yīng)于油氣井最趾端的位置。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述入井管串為安裝有具有限流作用的控流過(guò)濾器的管串。更優(yōu)選的，一個(gè)可控制流通裝置的流量是單個(gè)控流過(guò)濾器流量的2倍以上。所述可控制流通裝置具有兩個(gè)狀態(tài):(I)打開(kāi)狀態(tài):在初始充填時(shí)，可控制流通裝置處于打開(kāi)狀態(tài)，從而能引導(dǎo)一定量攜帶有充填顆粒的流體到達(dá)可控制流通裝置部位即油氣井的最趾端；(2)關(guān)閉狀態(tài):其實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式主要有兩種，一種是在可控制流通裝置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備(說(shuō)明:此種可控制流通裝置本專(zhuān)利中不做詳細(xì)說(shuō)明)，或者是在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉(說(shuō)明:本專(zhuān)利中主要應(yīng)用此種可控制流通裝置)?？煽刂屏魍ㄑb置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備方式為下列兩種中的任一一種:I)可控制流通裝置內(nèi)部安裝電子或機(jī)械的開(kāi)關(guān)控制器或者通過(guò)液壓作用，延時(shí)關(guān)閉或定時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道；2)可控制流通裝置內(nèi)組裝封隔器，延時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道；所述封隔器為遇液膨脹封隔器。在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式為所述可控制流通裝置設(shè)置有一個(gè)顆粒攔截器，可控制流通裝置由顆粒攔截器和流動(dòng)通道構(gòu)成；通過(guò)匹配可控制流通裝置內(nèi)顆粒攔截器的孔隙或縫隙與被攔截顆粒的粒徑，顆粒攔截器會(huì)阻止被攔截顆粒進(jìn)入可控制流通裝置的內(nèi)部，當(dāng)被攔截顆粒擋住顆粒攔截器的孔隙或縫隙后、充填顆粒也就不能進(jìn)入可控制流通裝置內(nèi)，而在可控制流通裝置及被攔截顆粒的外圍堆積，當(dāng)可控制流通裝置外表面的外部空間堆滿(mǎn)緊實(shí)的充填顆粒時(shí)，通過(guò)可控制流通裝置的流量逐漸降為0，可控制流通裝置關(guān)閉?？煽刂屏魍ㄑb置中的顆粒攔截器內(nèi)部設(shè)置有攔截被攔截顆粒的裝置。攔截被攔截顆粒的裝置包含有起過(guò)濾作用的部件，如金屬網(wǎng)、縫板、繞絲套或預(yù)充填套?？煽刂屏魍ㄑb置的流動(dòng)通道為下列方式中的任一本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新的油氣井充填系統(tǒng)，油氣井充填系統(tǒng)包括油氣井井壁和下入油氣井內(nèi)的入井管串，入井管串與井壁之間形成一個(gè)環(huán)空；其特征在于：所述入井管串上設(shè)置有至少一個(gè)可控制流通裝置。2.如權(quán)利要求1所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：所述可控制流通裝置安裝于入井管串上對(duì)應(yīng)于油氣井最趾端的位置。3.如權(quán)利要求2所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：所述入井管串為安裝有具有限流作用的控流過(guò)濾器的管串。4.如權(quán)利要求3所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：一個(gè)可控制流通裝置的流量是單個(gè)控流過(guò)濾器流量的2倍以上。5.如權(quán)利要求4所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：所述可控制流通裝置具有兩個(gè)狀態(tài)：（1）打開(kāi)狀態(tài)：在初始充填時(shí)，可控制流通裝置處于打開(kāi)狀態(tài)，從而能引導(dǎo)一定量的攜帶有充填顆粒的流體到達(dá)可控制流通裝置部位即油氣井的最趾端；（2）關(guān)閉狀態(tài)：其實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式主要有兩種，一種是在可控制流通裝置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備，或者是在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。6.如權(quán)利要求5所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：可控制流通裝置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備方式為下列兩種中的任一一種：（1）可控制流通裝置內(nèi)部安裝電子或機(jī)械的開(kāi)關(guān)控制器或者通過(guò)液壓作用，延時(shí)關(guān)閉或定時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道；（2）可控制流通裝置內(nèi)組裝封隔器，延時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道；所述封隔器為遇液膨脹封隔器。7.如權(quán)利要求5所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式為所述可控制流通裝置設(shè)置有顆粒攔截器，可控制流通裝置由顆粒攔截器和流動(dòng)通道構(gòu)成；通過(guò)匹配可控制流通裝置內(nèi)顆粒攔截器的孔隙或縫隙與被攔截顆粒的粒徑，顆粒攔截器會(huì)阻止被攔截顆粒進(jìn)入可控制流通裝置的內(nèi)部，當(dāng)被攔截顆粒擋住顆粒攔截器的孔隙或縫隙后、充填顆粒也就不能進(jìn)入可控制流通裝置內(nèi)，而在可控制流通裝置及被攔截顆粒的外圍堆積，當(dāng)可控制流通裝置外表面的外部空間堆滿(mǎn)緊實(shí)的充填顆粒時(shí)，通過(guò)可控制流通裝置的流量幾乎降為0，可控制流通裝置關(guān)閉。8.如權(quán)利要求7所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：可控制流通裝置中的顆粒攔截器內(nèi)部設(shè)置有攔截被攔截顆粒的裝置。9.如權(quán)利要求8所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：攔截被攔截顆粒的裝置包含有起過(guò)濾作用的部件，所述起過(guò)濾作用的部件為金屬網(wǎng)、縫板、繞絲套或預(yù)充填套。10.如權(quán)利要求9所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：可控制流通裝置的流動(dòng)通道為下列方式中的任一一種：（1）由專(zhuān)門(mén)的流量調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的控流裝置；（2）設(shè)置于基管上的一個(gè)或多個(gè)小孔，通過(guò)小孔的孔徑和數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)流量；（3）一個(gè)或多個(gè)具有一定深度和截面積的孔道，孔道的前部或者后部可組裝用于節(jié)流的小件，所述小件為噴嘴，孔板或擋板。11.如權(quán)利要求10所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：所述被攔截顆粒具有下列特征：（1）粒徑大小可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。（2）密度：和充填攜帶液密度偏差在±0?0.5g/cm3以?xún)?nèi)；（3）顆粒外形：圓形或不規(guī)則形狀，其中不規(guī)則形狀為纖維狀或片狀；（4）實(shí)心或空心。12.如權(quán)利要求11所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于：被攔截顆粒的來(lái)源有下列任一一種方式：（1）充填顆粒本身作為被攔截顆粒；（2）在充填顆粒中混有一定比例的專(zhuān)用被攔截顆粒，（3）往充填攜帶液中加入一定量的專(zhuān)用被攔截顆粒。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種新的油氣井充填系統(tǒng)，油氣井充填系統(tǒng)包括油氣井井壁和下入油氣井內(nèi)的入井管串，入井管串與井壁之間形成一個(gè)環(huán)空；其特征在于:所述入井管串上設(shè)置有至少一個(gè)可控制流通裝置。2.如權(quán)利要求1所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:所述可控制流通裝置安裝于入井管串上對(duì)應(yīng)于油氣井最趾端的位置。3.如權(quán)利要求2所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:所述入井管串為安裝有具有限流作用的控流過(guò)濾器的管串。4.如權(quán)利要求3所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:一個(gè)可控制流通裝置的流量是單個(gè)控流過(guò)濾器流量的2倍以上。5.如權(quán)利要求4所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:所述可控制流通裝置具有兩個(gè)狀態(tài): (1)打開(kāi)狀態(tài):在初始充填時(shí)，可控制流通裝置處于打開(kāi)狀態(tài)，從而能引導(dǎo)一定量的攜帶有充填顆粒的流體 到達(dá)可控制流通裝置部位即油氣井的最趾端； (2)關(guān)閉狀態(tài):其實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式主要有兩種，一種是在可控制流通裝置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備，或者是在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。6.如權(quán)利要求5所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:可控制流通裝置內(nèi)組裝開(kāi)關(guān)設(shè)備方式為下列兩種中的任種: (1)可控制流通裝置內(nèi)部安裝電子或機(jī)械的開(kāi)關(guān)控制器或者通過(guò)液壓作用，延時(shí)關(guān)閉或定時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道； (2)可控制流通裝置內(nèi)組裝封隔器，延時(shí)關(guān)閉可控制流通裝置內(nèi)外的流通通道；所述封隔器為遇液膨脹封隔器。7.如權(quán)利要求5所述的一種新的油氣井充填系統(tǒng)，其特征在于:在可控制流通裝置外部實(shí)現(xiàn)關(guān)閉的方式為所述可控制流通裝置設(shè)置有顆粒攔截器，可控制流通裝置由顆粒攔截器和流動(dòng)通道構(gòu)成；通過(guò)匹配可控制流通裝置內(nèi)顆粒攔截器的孔隙或縫...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：裴柏林，章誦梅，馮國(guó)江，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：安東柏林石油科技北京有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：