一种充填工具总成、自适应控水筛管管串及实验方法技术

本发明专利技术提供了一种充填工具总成、自适应控水筛管管串及实验方法，属于油气井完井技术领域。该充填工具总成包括同轴线设置、且从上至下依次连接的顶部封隔器、第一密封装置、充填滑套、第二密封装置，它们的中心通孔依次连通，在连通的中心通孔内设置有充填服务工具；在所述充填滑套上开有出液孔；所述充填服务工具能够在所述连通的中心通孔内沿轴线上、下移动，实现地层流体的正循环与反循环。利用本发明专利技术能够在防止出砂的同时还起到加固地层防止筛管变形堵塞的效果，提高了单井产油量和采收率。

A filling tool assembly, self-adaptive water control screen pipe string and experimental method

【技术实现步骤摘要】
一种充填工具总成、自适应控水筛管管串及实验方法
本专利技术属于油气井完井
，具体涉及一种充填工具总成、自适应控水筛管管串及实验方法，用于水平井控流调剖与机械防砂。
技术介绍
水平井砾石充填技术的研究工作，国内外已经有部分研究及成果。国内外各大公司利用大型实尺寸水平井砾石充填模拟试验装置，开展水平井砾石充填机理试验研究，并建立水平井砾石充填数学模型，进行水平井砾石充填数值模拟、参数优选和防砂效果预测等研究，取得了理想的成果。然而，控水采油完井与水平井砾石充填技术相结合的工作目前国外并不常见，国外目前应用的控水完井技术多以流入控制装置为主，自适应控水完井技术尚没有广泛应用，而结合自适应调流控水二次完井工艺研究开展相应的砾石充填研究工作几乎没有。中国专利公开文献CN203808956U公开了一种调剖装置及系统，以解决现有技术进行调剖措施之前现场需停注的问题。其提供的调剖装置包括第一管道、第二管道、第三管道，其中，第一管道包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、输出端；其中，所述第一管道输出端用于连接注入井管线；所述第二管道一端与所述第二输入端相连接；所述第三管道包括输入口和输出口，所述第三管道输出口与所述第三输入端相连接；所述阀安装在第三管道，所述阀用于控制第三液体输入到第一管道内部。可以实现聚合物驱油田的在线调剖处理。该装置主要用来控制注入调剖剂，属于主动注入调剖范畴，但是该专利没有涉及控制井筒周围储层的出流问题，更没有涉及控制储层流体出流剖面的装置和结构。文献“大港油田底水油藏水平井控水完井工艺”主要介绍了水平段产液剖面分布规律及控水机理的分析，开展了水平井分段控水完井工艺研究，形成了2种不同封隔工艺的分段控水完井管柱，实现了筛管变参数设计，但是没有涉及到分段控水的范畴，更没有涉及到前期采用筛管完井的水平井，如何开展分段控水完井的工具和方法。目前的现状是：对部分水平井完井来讲，控水后生产过程中的出砂问题也是一个非常突出的问题，因此控水筛管的防砂性能是一个非常关键的指标，尤其对于粉细砂岩、疏松砂岩，普通筛管防砂很难起到良好的防砂性能以及足够的产液量，因此结合水平井控水采油技术与水平井砾石充填技术的控水完井应用是当前石油技术发展一个非常棘手的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种充填工具总成、自适应控水筛管管串及实验方法，在防止出砂的同时还起到加固地层防止筛管变形堵塞的效果，提高单井产油量和采收率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种充填工具总成，包括同轴线设置、且从上至下依次连接的顶部封隔器、第一密封装置、充填滑套、第二密封装置，它们的中心通孔依次连通，在连通的中心通孔内设置有充填服务工具；在所述充填滑套上开有出液孔；所述充填服务工具能够在所述连通的中心通孔内沿轴线上、下移动，实现地层流体的正循环与反循环。所述充填服务工具包括同轴线设置的接头、反洗管、中心管、双通体、座封球座；所述接头的下端的内壁与中心管上端的外壁连接，下端的外壁与反洗管上端的内壁连接；在所述中心管的外壁与反洗管的内壁之间形成环形空间；在所述反洗管的壁上开有返出孔，其将所述环形空间与反洗管的外部连通；所述双通体的上端分别与中心管、反洗管连接，下端与所述座封球座的上端连接；所述座封球座采用双球座封球座，能够实现双向密封。所述双通体为圆筒状结构，在其上设有内通道和外通道；所述内通道为所述双通体的中心通孔，其与中心管的中心通孔连通；所述外通道设置在所述双通体的壁内，其与双通体的轴线平行，且从双通体的一端贯穿到另一端；所述外通道与所述环形空间连通；在所述双通体的壁上开有充填孔，所述充填孔将所述双通体的内通道与双通体的外部连通，但所述充填孔与外通道不连通。优选地，所述双通体的上端的内壁通过销钉与所述中心管下端的外壁连接；所述双通体的上端的外壁通过双母变径接头与所述反洗管的下端连接；所述座封球座的上端的外壁与双通体下端的内壁连接；在所述座封球座的外部设置有球座密封短节，所述球座密封短节的上端与双通体下端的外壁连接；在所述充填服务工具的外壁上设有多组骨架密封环；所述充填工具总成进一步包括座封服务工具，其位于所述连通的中心通孔的上方；所述座封服务工具的下端与所述接头的上端连接；所述座封服务工具与顶部封隔器配合，实现顶部封隔器的座封；优选地，所述第一密封装置、第二密封装置分别为第一密封筒、第二密封筒；所述充填工具总成进一步包括延伸管，其一端与第一密封筒连接，另一端与充填滑套连接，所述延伸管的中心通孔与第一密封筒、充填滑套的中心通孔连通；优选地，在所述充填服务工具的外壁上设置有至少一组与其轴线平行的沟槽。一种安装有所述充填工具总成的自适应控水筛管管串，包括冲管、至少一个自适应调流控水筛管；如果有多个自适应调流控水筛管，则各个自适应调流控水筛管依次连接；第一个所述自适应调流控水筛管的上端通过快速接头直接与第二密封筒连接，或者先连接盲管的下端，所述盲管的上端通过快速接头与第二密封筒连接；所述冲管的上端与座封球座的下端连接，所述冲管的下端一直延伸到最后一个自适应调流控水筛管的内腔中；在所述冲管的外壁上固定安装有定位工具；在所述盲管的内壁上安装有定位节箍，其能够与所述定位工具配合，当所述定位工具向上移动时能够通过所述定位节箍，当所述定位工具向下移动时被所述定位节箍卡住，此时所述双通体的充填孔位于所述延伸管的中心通孔内，第二密封筒和第一密封筒均由所述充填工具总成中的骨架密封环进行密封；在所述冲管的外壁上固定安装有滑套开关工具，所述滑套开关工具位于所述定位工具的上方；所述滑套开关工具上设置有开关块，其能够与所述滑套上的出液孔配合，将所述出液孔关闭。优选地，所述自适应控水筛管管串进一步包括扶正器和丝堵；所述扶正器设置在自适应调流控水筛管的中部外壁上；所述丝堵连接在最后一个所述自适应调流控水筛管的下端。利用所述自适应控水筛管管串实现的实验方法，包括：A步骤：搭建地面水平井模拟实验模型；B步骤：下入所述自适应控水筛管管串；C步骤：座封、验封、丢手所述顶部封隔器；D步骤：模拟地层砾石充填、反循环洗井、上提所述充填服务工具，结束作业。所述A步骤的操作包括：将用于模拟井筒的套管水平置于可调节支架上并固定，在套管之间加装观察孔；套管连接完成后，安装井口四通；所述B步骤的操作包括：将所述自适应控水筛管管串下入到套管中，并连接好油管、压力采集系统和流量采集系统。所述C步骤的操作包括：C1，座封顶部封隔器：在下入位置，所述双通体上的充填孔被第一密封筒、第二密封筒密封；投球座封，球落在座封球座上，向油管正打压，完成顶部封隔器的座封；C2，验封顶部封隔器：上提所述充填服务工具至验封位置，向套管打压，液体经顶部封隔器与座封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充填工具总成，其特征在于：所述充填工具总成包括同轴线设置、且从上至下依次连接的顶部封隔器、第一密封装置、充填滑套、第二密封装置，它们的中心通孔依次连通，在连通的中心通孔内设置有充填服务工具；/n在所述充填滑套上开有出液孔；/n所述充填服务工具能够在所述连通的中心通孔内沿轴线上、下移动，实现地层流体的正循环与反循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种充填工具总成，其特征在于：所述充填工具总成包括同轴线设置、且从上至下依次连接的顶部封隔器、第一密封装置、充填滑套、第二密封装置，它们的中心通孔依次连通，在连通的中心通孔内设置有充填服务工具；
在所述充填滑套上开有出液孔；
所述充填服务工具能够在所述连通的中心通孔内沿轴线上、下移动，实现地层流体的正循环与反循环。


2.根据权利要求1所述的充填工具总成，其特征在于：所述充填服务工具包括同轴线设置的接头、反洗管、中心管、双通体、座封球座；
所述接头的下端的内壁与中心管上端的外壁连接，下端的外壁与反洗管上端的内壁连接；在所述中心管的外壁与反洗管的内壁之间形成环形空间；
在所述反洗管的壁上开有返出孔，其将所述环形空间与反洗管的外部连通；
所述双通体的上端分别与中心管、反洗管连接，下端与所述座封球座的上端连接；
所述座封球座采用双球座封球座，能够实现双向密封。


3.根据权利要求2所述的充填工具总成，其特征在于：所述双通体为圆筒状结构，在其上设有内通道和外通道；
所述内通道为所述双通体的中心通孔，其与中心管的中心通孔连通；
所述外通道设置在所述双通体的壁内，其与双通体的轴线平行，且从双通体的一端贯穿到另一端；所述外通道与所述环形空间连通；
在所述双通体的壁上开有充填孔，所述充填孔将所述双通体的内通道与双通体的外部连通，但所述充填孔与外通道不连通。


4.根据权利要求3所述的充填工具总成，其特征在于：所述双通体的上端的内壁通过销钉与所述中心管的下端的外壁连接；
所述双通体的上端的外壁通过双母变径接头与所述反洗管的下端连接；
所述座封球座的上端的外壁与双通体下端的内壁连接；
在所述座封球座的外部设置有球座密封短节，所述球座密封短节的上端与双通体下端的外壁连接；
在所述充填服务工具的外壁上设有多组骨架密封环；
所述充填工具总成进一步包括座封服务工具，其位于所述连通的中心通孔的上方；
所述座封服务工具的下端与所述接头的上端连接；
所述座封服务工具与顶部封隔器配合，实现顶部封隔器的座封；
优选地，所述第一密封装置、第二密封装置分别为第一密封筒、第二密封筒；所述充填工具总成进一步包括延伸管，其一端与第一密封筒连接，另一端与充填滑套连接，所述延伸管的中心通孔与第一密封筒、充填滑套的中心通孔连通；
优选地，在所述充填服务工具的外壁上设置有至少一组与其轴线平行的沟槽。


5.一种安装有如权利要求1至4任一所述的充填工具总成的自适应控水筛管管串，其特征在于：所述自适应控水筛管管串包括冲管、至少一个自适应调流控水筛管；如果有多个自适应调流控水筛管，则各个自适应调流控水筛管依次连接；
第一个所述自适应调流控水筛管的上端通过快速接头直接与第二密封筒连接，或者先连接盲管的下端，所述盲管的上端通过快速接头与第二密封筒连接；所述冲管的上端与座封球座的下端连接，所述冲管的下端一直延伸到最后一个自适应调流控水筛管的内腔中；
在所述冲管的外壁上固定安装有定位工具；
在所述盲管的内壁上安装有定位节箍，其能够与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭，
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，
类型：发明
国别省市：北京;11