完井管柱和完井方法技术

本发明专利技术提出了一种完井管柱和完井方法，完井管柱包括管串，管串具有套管、设置在套管内的分级注水器、设置在套管的外壁上并位于分级注水器的下端的封隔器和设置在套管内的并位于封隔器的下端的可剪脱的球座；能被设置在管串的内部并与分级注水器的内滑套配合的胶塞组件；能被投入管串的内部并与球座配合的球，其中，内滑套、胶塞组件、球座和球均由能溶解于完井液的材料制成，该完井管柱能保证经济安全地实现全通径。

Completion string and completion method

The invention provides a completion string and a completion method. The completion string includes a string of tubes, which has a casing, a graded water injector set in the casing, a packer set on the outer wall of the casing and at the lower end of the graded water injector, and a shearing ball set in the casing and at the lower end of the packer; and can be set inside the string and slid inside the graded water injector. A rubber plug assembly with sleeve fit; a ball that can be put into the inside of the string and matched with the ball seat. The inner slide sleeve, the rubber plug assembly, the ball seat and the ball are all made of materials that can be dissolved in the completion fluid. The completion string can ensure the full diameter economically and safely.

【技术实现步骤摘要】
完井管柱和完井方法
本专利技术涉及石油完井
，尤其涉及一种完井管柱和完井方法。
技术介绍
目前，在石油开采、地热能源开采的固完井
，常常采用筛管顶部注水泥的完井方法。该完井方法是一种建井后见效快、收益高的完井方法。在完井作业，为了实现全通径，现有技术中，常常采用下入钻具钻除分级注水器的内部附件等方式。这种方式需要再次下入钻除设备，其操作繁杂，并且极大的增加了时间成本和经济成本。另外，也可以采用打捞的方式将分级注水器的内部附件等提出井筒。而这种操作方式的缺点是完井作业后仍然需要多下一趟钻，同样存在操作复杂，增加时间成本和经济成本的问题。并且，上述方式还存有打捞失败的风险。从而，专利技术一种更经济并安全的完井管柱和完井方法是本领域技术人员丞待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题的部分或全部，本专利技术提出了一种完井管柱和完井方法。使用该完井管柱进行完井作业，在完井作业后，可以通过继续泵送完井液的方式，将内滑套和球座剪脱，并将内滑套与胶塞组件，以及球和球座构造为溶解于完井液的附件，以使得内滑套与胶塞组件，以及球和球座最终分解于完井液中，从而实现管串的全通径。该方式不需要向管柱的内腔中下入额外的管串进行打捞或者钻除，施工方式简单，同时施工效率高。根据本专利技术的第一方面，提供一种完井管柱，包括：管串，管串具有套管、设置在套管内的分级注水器、设置在套管的外壁上并位于分级注水器的下端的封隔器和设置在套管内的并位于封隔器的下端的可剪脱的球座，能被设置在管串的内部并与分级注水器的内滑套配合的胶塞组件，能被投入管串的内部并与球座配合的球，其中，内滑套、胶塞组件、球座和球均由能溶解于完井液的材料制成。在一个实施例中，内滑套、胶塞组件、球座和球均由镁合金材质制成，并在镁合金的表面设置有抗溶解层。在一个实施例中，球的抗溶解层的厚度8-15微米，胶塞组件的抗溶解层的厚度为5-12微米，内滑套和球座的抗溶解层的厚度为15-25微米。根据本专利技术的另一方面，提供一种完井方法，包括：步骤一，向井中下入上述管柱的管串，步骤二，向管串的内腔中投入球，再向管串的内腔中泵送完井液使得球与球座配合、封隔器坐封，以及分级注水器的循环孔打开，步骤三，向管串的内腔中注入水泥后，向管串的内腔中泵送完井液以使得位于管串的内腔中的胶塞组件下移，继续泵送完井液使得胶塞组件与内滑套配合，继续泵压并关闭循环孔，步骤四，向管串的内腔中泵送完井液以使得内滑套与胶塞组件滑脱，以及球与球座剪脱。在一个实施例中，在步骤二中，以0.5-1m3/min的排量向管串的内腔中泵送完井液以使得球与球座配合。在一个实施例中，在步骤二中，待球与球座配合后，以0.1-0.2m3/min的排量，持续打压，当压力达到触发封隔器胀封压力之后，在压力每上升1MPa后并稳压1-2min持续打压直至封隔器涨封完毕压力以使得封隔器坐封。在一个实施例中，在步骤二中，封隔器坐封完成后，以0.5-1m3/min排量再次向管内打压，直至分级注水器循环孔开启压力值，继续持续泵入完井液，待发现井口环空返浆停止泵送完井液。在一个实施例中，在步骤三中，使用1-2m3/min的排量泵入完井液以使胶塞组件下移。在一个实施例中，在步骤四中，以大于0m3/min并小于0.5m3/min的排量泵送完井液，当压力达到内滑套剪脱压力时，内滑套滑脱与分级注水泥器滑脱分离，其中，内滑套剪脱压力构造为12-18MPa。在一个实施例中，在内滑套滑脱与分级注水泥器滑脱分离后，排量设置为0.2-0.5m3/min，当压力达到球座剪脱压力时，球座与套管分离，其中，球座的剪脱压力构造为比内滑套的剪脱压力大3-5MPa。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：由于该完井管柱的内滑套与胶塞组件，以及球和球座均由可溶解于完井液的材料制成，在使用该完井管柱进行完井作业，可以通过继续泵送完井液的方式，将内滑套和球座剪脱，以使得内滑套与胶塞组件和球与球座最终分解于完井液中。该完井管柱不需要向管柱的内腔中下入额外的管串进行打捞或者钻除也能实现全通径，其施工方式简单，同时施工效率高。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱的管串的下入状态图；图2示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱的管串投球后状态图；图3示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱的管串封隔器坐封后状态图；图4示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱的管串的胶塞组件顶替水泥状态图；图5示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱的管串的胶塞组件与内滑套复合状态图；图6示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的完井管柱内滑套和球座被剪脱状态图；在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图5显示了根据本专利技术的完井管柱100。如图5所示，完井管柱100包括管串90、胶塞组件2和球3。其中，如图1所示，管串90包括套管4、分级注水器5、封隔器6和球座7。套管4主要起连接作用，在井筒中延伸。分级注水器5设置在套管4内。封隔器6设置在套管4的外壁上，并位于分级注水器5的下端，用于封隔管串90与油管之间的环空。球座7设置在套管4内，并位于封隔器6的下端，用于与球3配合以封堵管串90的内腔。在完井过程中，胶塞组件2能沿着管串90的内腔下移，以实现水泥替浆。另外，胶塞组件2能与分级注水器5的内滑套51配合，并封堵分级注水器5的内腔。球3能与球座7配合，以封堵球座7的内孔。根据本专利技术，内滑套51、胶塞组件2、球座70和球7均由能溶解于完井液的材料制成。由此，使用该完井管柱100进行完井作业，可以通过继续泵送完井液的方式，将内滑套51和球座70剪脱，以使得内滑套51与胶塞组件2和球3与球座7最终分解于完井液中。该完井管柱100不需要向管柱100的内腔中下入额外的管串进行打捞或者钻除也能实现全通径，其施工方式比较简单，施工效率高，同时施工成本低，安全性高。在一个实施例中，为了实现内滑套51、胶塞组件2、球座7和球3均能溶解与完井液，它们均由镁合金材料制成。而为了保证施工操作的顺利进行，避免各个部件提前溶解，则在镁合金的表面设置有抗溶解层。例如，镁合金材料包括15-20wt％的铝、5.5-15wt％的铜、0.1-1.9wt％的锌、0.6-1.4wt％的锆，余量为镁，各组分重量百分比和为100％。抗溶解层包括两层。内层为通过化学转化膜处理的有机涂层，其中，化学转化膜溶液的组成质量分数为：乙二酸钡10-20％、酒石酸铋钾2-5％、酒石酸锑钾2-5％、烯丙醇1-5％、环己胺1-5％、水70-80％。外层为耐热有机涂层，其中，各组分的质量分数为：氟改性聚合树脂25-45％、环氧硅树脂20-40％、醋酸丁酯10-20％、异氰酸酯5-10％和氨基聚酰胺5-10％。优选地，球3的抗溶解层的厚度8-15微米，其中，内层有机涂层的厚度为1-3微米。胶塞组件2的抗溶解层的厚度为5-12微米，其中，内层有机涂层的厚度为1-3微米。内滑套51和球座7的抗溶解层的厚度为15-25微米，其中，内层有机涂层的厚度为1-3微米。通过将内滑套51、胶塞组件2、球座7和球3设置为上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种完井管柱，其特征在于，包括：管串，所述管串具有套管、设置在所述套管内的分级注水器、设置在所述套管的外壁上并位于所述分级注水器的下端的封隔器和设置在所述套管内的并位于所述封隔器的下端的可剪脱的球座，能被设置在所述管串的内部并与所述分级注水器的内滑套配合的胶塞组件，能被投入所述管串的内部并与所述球座配合的球，其中，所述内滑套、所述胶塞组件、所述球座和所述球均由能溶解于完井液的材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种完井管柱，其特征在于，包括：管串，所述管串具有套管、设置在所述套管内的分级注水器、设置在所述套管的外壁上并位于所述分级注水器的下端的封隔器和设置在所述套管内的并位于所述封隔器的下端的可剪脱的球座，能被设置在所述管串的内部并与所述分级注水器的内滑套配合的胶塞组件，能被投入所述管串的内部并与所述球座配合的球，其中，所述内滑套、所述胶塞组件、所述球座和所述球均由能溶解于完井液的材料制成。2.根据权利要求1所述的完井管柱，其特征在于，所述内滑套、所述胶塞组件、所述球座和所述球均由镁合金材质制成，并在镁合金的表面设置有抗溶解层。3.根据权利要求2所述的完井管柱，其特征在于，所述球的抗溶解层的厚度8-15微米，所述胶塞组件的抗溶解层的厚度为5-12微米，所述内滑套和所述球座的抗溶解层的厚度为15-25微米。4.一种完井方法，其特征在于，包括：步骤一，向井中下入根据权利要求1到3中任一项所述管柱的所述管串，步骤二，向所述管串的内腔中投入所述球，再向所述管串的内腔中泵送完井液使得所述球与所述球座配合、所述封隔器坐封，以及所述分级注水器的循环孔打开，步骤三，向所述管串的内腔中注入水泥后，向所述管串的内腔中泵送完井液以使得位于所述管串的内腔中的所述胶塞组件下移，继续泵送完井液使得所述胶塞组件与所述内滑套配合，继续泵压并关闭所述循环孔，步骤四，向所述管串的内腔中泵送完井液以使得所述内滑套与所述胶塞组件滑脱，以及所述球与所述球座剪脱。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮臣良，陈武君，刘明，吴姬昊，冯丽莹，张冠林，孙泽秋，孔博，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11