油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，包括油气井井壁和过滤器管柱，油气井井壁和过滤器管柱之间形成颗粒充填环；在油气井井壁和过滤器管柱之间的颗粒充填环中设置有至少一个封隔段。封隔段的建立可以沿井筒按照设计的数量分段逐个建立，或者沿井筒按照设计的数量一次性建立起若干段需要的封隔段。本实用新型专利技术利用在油气井过滤器管柱外颗粒充填环中建立封隔段，彻底实现整个井筒的分段控流。

【技术实现步骤摘要】
油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构
本技术涉及一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，属于石油和天然气开采领域。这里的油气井是指油气田开发中广义的油气井，包括油井、气井、天然气井、注入井、注水井、注蒸汽热采井、蒸汽吞吐井、蒸汽注入井、深井和超深井，水平井，大斜度井，定向井，直井等。
技术介绍
1、油气井需要分段控流技术:在同一口井中，由于地层间的渗透率沿油气井生产段轴向的差异很大，油水间的粘度差很大，以及其他原因，导致了地层水会沿着渗透率高的地层提前进入井筒，使油气井产液的含水率大幅度升高，油产量大幅度下降。例如某油气井的生产段为300米，渗透率高的生产段长30米，地层间渗透率极差为3，地层中的油水的粘度比100，当地层水沿着渗透率高的地层提前进入井筒后，该井产液的含水率会迅速升至95%以上，日产油量降至未出水时日产油量的1/3。上述问题给油田生产带来了巨大的经济损失。为了解决上述问题，油气井需要分段控流技术。分段控流技术是将油气田注入井或开发井的生产段分隔成若干个独立的区间来同时开发。分段控流技术显著地减缓了地层水的局部快速推进，延长了无水产油期，避免油产量的快速下降；即使在油气井出水后，分段控流技术也能有效限制地层水产出量急剧上升，增加日产油量。如前段所述井况的油气井，在油井见水后，分段控流技术可以将产液含水率控制在60%以下，日产油量增加到控水前的3倍左右。分段控流技术不仅应用于水平开采井，对于多层直井/定向井，同样也能发挥作用，实现多层直井/定向井中的每个小层同时独立开采。由于分段控流技术不仅介质流入时能分段控流，当介质由井筒往地层注入时也能实现分段控流，所以该技术不仅适用于开采井，同样适用于注入井。如注水井，注酸，注蒸汽井，油田三次采油时注入各种介质等都适用于该技术。能大幅提高工作效率，降低作业成本。2、目前油气井中应用的分段控流方式有下列两种:第一种:如图1所示，用控流过滤器管柱和封隔器来实现分段控流；图1中，1-1为封隔器，实现区间的分隔，1-2为控流管柱，实现流量的控制，1-3为裸眼井壁；第二种:如图2所示，用控流过滤器管柱和封隔体实现分段控流。图2中，2-1为封隔体，2-2为控流过滤器管柱，2-3为裸眼井壁。与第一种分段控流技术不同的是，这里用封隔体替代了封隔器。封隔体是下入控流过滤器管柱后，通过特定的工艺过程，往控流过滤器管柱与井壁之间的环空(上述环空是广义的环空，它不仅包括控流过滤器管柱与外管柱或井壁之间的环空，还包括水泥环窜槽、筛管与井壁间的环空、多孔管与井壁间的环空等)充填防窜流封隔颗粒，并堆积紧实而形成的。封隔体的特点是径向流动几乎无阻力，轴向窜流被限制到较小水平，所以封隔体相当于若干个封隔器可以封隔轴向窜流，自动把井筒沿轴向上分隔成若干区间，且区间之间距离较长，渗透量较小，几乎没有窜流。3、目前上述第二种分段控流技术应用中存在下列问题:(I)对于多层直井，即使应用了第二种分段控流技术实行多层同时开采，如图3所示，但是由于层与层之间的压力差异，渗透率差异等矛盾还是较严重，或者层与层之间的夹层很薄，层与层之间还是有较大的窜流，影响到多层直井中分段控流技术的应用效果。图3中，3-1为裸眼井壁，3-2为控流过滤器管柱，3-3为防窜流颗粒，3-4为产油层，3_5为层间一定量的窜流，3-6为出水层，3-7为产油层。(2)对于砾石充填防砂井，如图4所示，即使普通过滤器管柱内已经实现了分段控流，但是，由于其充填砾石的粒径较大，渗透率会达到140达西，甚至更大，这样环空砾石中沿轴向的窜流量很大，直接破坏了整个井筒的分段控流的效果。图4中，4-1为裸眼井壁，4-2为砾石环，4-3为砾石环窜流，4-4为普通过滤器管柱，4-5防窜流颗粒，4_6为控流过滤器管柱，4-6为出水。(3)对于多层直井，井筒中已经石英砂充填防砂完井，而且层与层之间的压力差异，渗透率差异等矛盾较严重，或者层与层之间的夹层特别薄，这种情况下即使应用分段控流技术，石英砂环和防窜流颗粒环中都存在较大的窜流，还是不能彻底解决层间矛盾的难题，如图5所示。图5中，5-1为裸眼井壁，5-2为控流过滤器管柱，5-3为防窜流颗粒，5_4为产油层，5-5为普通过滤器管柱，5-6为石英砂充填环，5-7为出水层，5-8为产油层。对于生产井，水平井，直井和定向井中应用分段控流技术都存在上述问题。对于注入井，同样也会存在上述问题。如注水井，注蒸汽井，注酸井，注二氧化碳井等。说明:(1)上述问题中的过滤器管柱，包括普通过滤器管柱:如割缝筛管，绕丝筛管，精密微孔复合筛管，精密冲缝筛管，割缝衬管等，也包括控流过滤器管柱(防砂的同时还有控流作用)；(2)上述问题中的颗粒充填环不仅仅指砾石颗粒充填环，还包括其他介质充填构成的环，如石英砂，陶粒，覆膜砂，高分子材料构成的超轻颗粒，漂珠，珍珠岩等，形成封隔体的防窜流颗粒包括而不限于上述的砾石，石英砂，陶粒，覆膜砂，高分子材料构成的超轻颗粒，漂珠，珍珠岩等。(3)上述的过滤器管柱与井壁之间的环空是广义的环空，它不仅包括过滤器管柱与外管柱，过滤器管柱或井壁之间的环空，还包括水泥环窜槽、筛管与井壁间的环空、多孔管与井壁间的环空等。截止目前为止，如何在过滤器管柱外的颗粒充填环中建立封隔，并达到预期的封隔效果，彻底解决层间矛盾是油田长期以来都不能解决的问题，成为油田技术应用的一大障碍。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，本技术利用在油气井过滤器管柱外颗粒充填环中建立封隔，彻底实现整个井筒的分段控流。为解决上述问题，本技术采用如下技术方案:本技术公开了一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，包括油气井井壁和过滤器管柱，油气井井壁和过滤器管柱之间形成颗粒充填环；在油气井井壁和过滤器管柱之间的颗粒充填环中设置有至少一个阻流环。优选的，建立阻流环的材料一种可以为无渗介质，先期能流动，一定条件下或者一定时间后能凝固的液体，如凝胶、水泥浆等，另一种是低渗介质，微细颗粒，如碳酸钙粉。这里称为阻流介质。本技术一种油气井过滤器管柱外颗粒充填环中建立封隔的方法为往颗粒充填环中间隔地注入阻流介质，形成阻流环，具体步骤为:I)往井筒中下入带有一组工具的管串到设计位置，具体一组工具由密封件，注入口，密封件组成；其中密封件可以是液压膨胀封隔器、皮碗封隔器等封隔件，注入口可以为定压阀，通孔等。2)从工具管串内注入配好的阻流介质，阻流介质通过注入口，通过过滤器，进入颗粒充填环，完成设计量阻流介质的注入，一个阻流环建立完成。3)移动工具管串一定距离，同样再建立阻流环，依次按照设计，整个井筒中建立起所有的阻流环；4)阻流介质注入完后，顺利提出工具管串；5)阻流介质进入颗粒充填环后，在颗粒充填环中形成若干段稳定且坚固的阻流环。本技术另外一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的方法为往颗粒充填环中间隔地同时注入低渗或无渗介质，形成若干段阻流环，具体步骤为:I)沿井筒按照设计的数量往井筒中下入由若干组工具组成的管串到设计位置，具体每组工具由密封件，注入口，密封件组成；2)从工具管串内注入配好的阻流介质，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，包括油气井井壁和过滤器管柱，油气井井壁和过滤器管柱之间形成颗粒充填环；其特征在于：在油气井井壁和过滤器管柱之间的颗粒充填环中设置有至少一个阻流环。

【技术特征摘要】
1.一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，包括油气井井壁和过滤器管柱，油气井井壁和过滤器管柱之间形成颗粒充填环；其特征在于:在油气井井壁和过滤器管柱之间的颗粒充填环中设置有至少一个阻流环。2.如权利要求1所述的油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，其特征在于:建立阻流环的材料为阻流介质，所述阻流介质为无渗介质，所述无渗介质为先期能流动，一定条件下或者一定时间后...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴柏林，章诵梅，冯国江，
申请(专利权)人：安东柏林石油科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11