一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱及方法技术

一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱及方法，每个子系统包括生产套管、顶部扩张式封隔器、底部扩张式封隔器、防砂注水反洗井单元，所述防砂注水反洗井单元包括内层注水管柱和外层防砂管柱；所述子系统逐层叠加以实现多层分层防砂注水；扩张式封隔器下端侧壁的轴向剖面为Y形分叉结构，配水器套筒与Y形分叉结构的内侧分支连接，配水器与扩张式封隔器下端的Y形分叉结构的外侧分支固定连接；将外径较大的配水器放入内径较大的配水器套筒内，有效解决小直径套管内防砂与注水同心双管组合的难题；采用各层上下扩张式封隔器、各层筛管上下挡砂封隔器以及各单元上下洗井机构的系统结构，协同工作，实现了分层防砂、分层注水、全井反洗井。

【技术实现步骤摘要】
一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱及方法
本专利技术涉及油田开采井下工艺管柱
，具体地说是一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱及方法。
技术介绍
疏松砂岩油藏是油田开发的主力，在开发中存在储层疏松、易出砂、单井钻遇层多、层间物性差异大等开发难点，分层防砂分层注水工艺技术是保持这类油藏地层能量的一种主要技术手段。目前机械分层防砂分层注水工艺技术主要应用于海上油田，由于其生产套管是7in及以上尺寸的生产套管，井眼尺寸相对较大，主要采用分层挂滤防砂后，再下入匹配的分层注水管柱，可以实现分层防砂、分层注水以及全井反洗井。但对于小直径生产套管(5-1/2in及以下)条件，若采用这种内外双管结构，以5-1/2in套管井为例，其套管内径通常为两种，防砂筛管最大可采用3-1/2inTBG基管，其基管接箍外径内通径为76mm；然而为保障测调配水，现有的配水器外径通常为其外径均大于适合于该套管尺寸可用最大筛管的内径。申请号为201811006392.7的专利申请“一种分层防砂分层注水一体化管柱及其下入”公开了一趟管柱实现分层防砂和分层注水两个功能的工艺管柱，但在此专利申请中，当注水井由于测调、停注、反洗井等工序后，由于地层压力波动易激励地层返吐出砂，砂埋防砂筛管与套管环空，反洗井液流通道会被返吐砂堵塞，无法实现注水工艺需要的定期全井反洗井功能；且配水器与筛管直接串联一体，筛管采用夹壁环空结构，筛管外径大，也无法满足这类小直径生产套管的分层防砂分层注水及全井反洗井要求。申请号为201810883804.9的专利申请“一种一趟管柱分层防砂注水反洗装置及方法”，公开了一趟管柱实现分层防砂注水及反洗井三个功能的工艺管柱，但在此专利申请中，配水器放在筛管内，目的是便于后期可以单独检修注水管柱，但在小直径套管井条件下，如前所述，现有配水器无法放入适合于小套管内的内径较小筛管或油管内，更无法在分层机械防砂后能单独检修分层注水管柱；同时，该专利技术采用多段的打孔筛管，目的是为了坐封防砂外管柱的顶部悬挂封以及各级分层封隔器，但在反洗井时，顶部打孔筛管却成为反洗井循环的近道，只能实现注水管柱油管段的反洗井，分层注水管柱段难以有效反洗井。因此，目前，对于以小直径生产套管为主开采的陆地油田，受井眼尺寸小与现有配水器外径大的局限，一般采用不防砂直接下入分层注水管柱，或者采取化学防砂之后，再下入分层注水管柱进行分层注水的方法，而化学防砂对于多层长井段井的防砂效果欠佳，且在大排量注水的冲刷下，防砂有效期较短，导致在测调、停注或反洗井时，地层出砂，砂埋注水管柱的情况，无法长效注水，作业频次多，作业量大，成本高。
技术实现思路
为了解决这一难题，本申请提出一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱及方法，可以实现一趟管柱分层防砂、分层注水、全井反洗井的工艺，以满足小直径套管井的有效、长效分层注水的需求。本专利技术采用的技术方案是：一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，以每个油层为一个子系统，每个子系统包括生产套管、设于所述生产套管内部的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器、以及所述的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器之间的防砂注水反洗井单元，所述防砂注水反洗井单元包括内层注水管柱和设于所述内层注水管柱外部的外层防砂管柱；所述子系统逐层叠加以实现所述一体化管柱的多层分层防砂注水，每个子系统之间共用一个扩张式封隔器；最底层所述子系统的底部扩张式封隔器下端依次连接反洗井阀、打孔筛管和丝堵；所述外层防砂管柱包括从上到下依次连接的配水器套筒、第一挡砂封隔器、防砂筛管、第二挡砂封隔器、盲管、反洗井出水管和密封筒；所述配水器套筒侧壁上开设反洗井进水孔，所述反洗井出水管的管壁上开设反洗井出水孔；每个子系统中的所述顶部扩张式封隔器下端侧壁的轴向剖面均为Y形分叉结构，所述外层防砂管柱上部与所述Y形分叉结构的外侧分支连接，所述外层防砂管柱下部与底部扩张式封隔器连接。各层子系统顶部扩张式封隔器下端侧壁的轴向剖面设置为Y形分叉结构，使其将外层防砂管柱与内层注水管柱连接为一个整体，使外层防砂管柱与内层注水管柱之间形成注水或反洗井的通道；通过设置配水器套筒和反洗井出水管，且其侧壁分别开设进水孔和出水孔，从而为反洗井循环液在全井进行反洗提供了通道，第一挡砂封隔器和第二挡砂封隔器具有自动坐封功能，反洗循环液只能进入外层防砂管柱与内层注水管柱之间的环空以及各层扩张式封隔器与生产套管壁之间的环空，并且只能通过设置于生产套管底部的打孔筛管才可以进入油管返出，因此，即使油层返吐出砂，也能实现全井的反洗井；将每层子系统逐层叠加即可实现所述一体化管柱的多层分层防砂注水。优选地，所述内层注水管柱包括从上到下依次连接的配水器、内油管和密插，所述配水器与所述扩张式封隔器下端的Y形分叉结构的内侧分支固定连接，且容置于所述配水器套筒内部，所述配水器外壁与所述配水器套筒内壁之间设有环空，所述密插插入所述密封筒内。优选地，所述配水器套筒上部的内径均大于所述第一挡砂封、防砂筛管、第二挡砂封隔器、盲管、反洗井出水管和密封筒的内径，便于容置配水器；所述配水器套筒下部内径小于上部内径，便于与第一挡砂封隔器通过油管扣连接。配水器容置于内径较大的配水器套筒上部内，配水器外壁与配水器套筒内壁之间设有环空通道供流体通过，而第一挡砂封隔器、防砂筛管、第二挡砂封隔器与直径较大的配水器位置错开设置，使得第一挡砂封隔器、防砂筛管、第二挡砂封隔器可以不受配水器直径大的限制，从而设置为较小的直径，且不影响流体通过，有效地减小了工艺管柱的整体直径，解决了在小直径套管井内反洗井所需的内外同心双层管柱排列与现有配水器外径大的矛盾，从而满足了小直径套管井内的分层注水、分层防砂和全井反洗井。优选地，所述防砂筛管的上方和下方分别设有第一挡砂封隔器和第二挡砂封隔器，所述第一挡砂封隔器位于对应油层的上方，所述第二挡砂封隔器位于对应油层的下方；所述第一挡砂封隔器上端连接配水器套筒，所述配水器套筒侧壁开设反洗井进水孔，所述第二挡砂封隔器与密封筒之间设有反洗井出水管。本专利技术还提供一种小直径分层防砂注水全井反洗井的工艺方法，包括以下步骤：a.管柱下入底层子系统的外层防砂管柱下入：从下到上依次将丝堵、打孔筛管、反洗井阀，以及底部扩张式封隔器、密封筒、反洗井出水管、盲管、第二挡砂封隔器、防砂筛管、第一挡砂封隔器、配水器套筒的外层防砂管柱连接下入，然后将下入的管柱用吊卡固定于井口；底层子系统的内层注水管柱下入：从下到上依次将密插、内油管、配水器连接下入，然后下入顶部扩张式封隔器，配水器与顶部扩张式封隔器下端Y形分叉结构的内侧分支通过油管扣连接以后，配水器套筒上端与顶部扩张式封隔器下端Y形分叉结构的外侧分支通过油管扣连接，由此形成底层的内层注水管柱与外层防砂管柱的顶部密封；同时，密插插入密封筒内，形成底层内层注水管柱与外层防砂管柱的底部密封；上层子系统的外层防砂管柱下入：上层子系统与底层子系统共用一个扩张式封隔器，将底层的顶部扩张式封隔器上端与上层外层防砂管柱连接：从下到上依次将密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，其特征在于，以每个油层为一个子系统，每个子系统包括生产套管、设于所述生产套管内部的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器、以及所述的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器之间的防砂注水反洗井单元，所述防砂注水反洗井单元包括内层注水管柱和设于所述内层注水管柱外部的外层防砂管柱；所述子系统逐层叠加可以实现所述一体化管柱的多层分层防砂注水，每个子系统之间共用一个扩张式封隔器；最底层所述子系统的底部扩张式封隔器下端依次连接反洗井阀、打孔筛管和丝堵；/n所述外层防砂管柱包括从上到下依次连接的配水器套筒、第一挡砂封隔器、防砂筛管、第二挡砂封隔器、盲管、反洗井出水管和密封筒；所述配水器套筒侧壁上开设反洗井进水孔，所述反洗井出水管的管壁上开设反洗井出水孔；每个子系统中的所述顶部扩张式封隔器下端侧壁的轴向剖面均为Y形分叉结构，所述外层防砂管柱上部与所述Y形分叉结构的外侧分支连接，所述外层防砂管柱下部与底部扩张式封隔器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，其特征在于，以每个油层为一个子系统，每个子系统包括生产套管、设于所述生产套管内部的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器、以及所述的顶部扩张式封隔器和底部扩张式封隔器之间的防砂注水反洗井单元，所述防砂注水反洗井单元包括内层注水管柱和设于所述内层注水管柱外部的外层防砂管柱；所述子系统逐层叠加可以实现所述一体化管柱的多层分层防砂注水，每个子系统之间共用一个扩张式封隔器；最底层所述子系统的底部扩张式封隔器下端依次连接反洗井阀、打孔筛管和丝堵；
所述外层防砂管柱包括从上到下依次连接的配水器套筒、第一挡砂封隔器、防砂筛管、第二挡砂封隔器、盲管、反洗井出水管和密封筒；所述配水器套筒侧壁上开设反洗井进水孔，所述反洗井出水管的管壁上开设反洗井出水孔；每个子系统中的所述顶部扩张式封隔器下端侧壁的轴向剖面均为Y形分叉结构，所述外层防砂管柱上部与所述Y形分叉结构的外侧分支连接，所述外层防砂管柱下部与底部扩张式封隔器连接。


2.根据权利要求1所述的一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，其特征在于，所述内层注水管柱包括从上到下依次连接的配水器、内油管和密插，所述配水器与所述扩张式封隔器下端的Y形分叉结构的内侧分支固定连接，且容置于所述配水器套筒内部，所述配水器外壁与所述配水器套筒内壁之间设有环空，所述密插插入所述密封筒内。


3.根据权利要求1或2所述的一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，其特征在于，所述配水器套筒上部的内径均大于所述第一挡砂封、防砂筛管、第二挡砂封隔器、盲管、反洗井出水管和密封筒的内径，便于容置配水器；所述配水器套筒下部内径小于上部内径，便于与第一挡砂封隔器通过油管扣连接。


4.根据权利要求1所述的一种小直径分层防砂注水全井反洗井一体化管柱，其特征在于，所述防砂筛管的上方和下方分别设有第一挡砂封隔器和第二挡砂封隔器，所述第一挡砂封隔器位于对应油层的上方，所述第二挡砂封隔器位于对应油层的下方；所述第一挡砂封隔器上端连接配水器套筒，所述配水器套筒侧壁开设反洗井进水孔，所述第二挡砂封隔器与密封筒之间设有反洗井出水管。


5.一种小直径分层防砂注水全井反洗井的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.管柱下入
底层子系统的外层防砂管柱下入：从下到上依次将丝堵、打孔筛管、反洗井阀，以及底部扩张式封隔器、密封筒、反洗井出水管、盲管、第二挡砂封隔器、防砂筛管、第一挡砂封隔器、配水器套筒的外层防砂管柱连接下入，然后将下入的管柱用吊卡固定于井口；底层子系统的内层注水管柱下入：从下到上依次将密插、内油管、配水...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯星政，马爱民，陈冠羽，陈冠合，刘戬，郑伟娟，
申请(专利权)人：山东大东联石油设备有限公司，冯星政，
类型：发明
国别省市：山东;37