提高连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器、方法及完井结构技术

本发明专利技术提供一种可以提高连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器、方法及完井结构，所述封隔器整体呈圆柱状结构，所述封隔器的轴向位置有用于安装中心管柱的中心安装孔，所述封隔器外侧两端位置各有一个或多个环形第一凹槽，所述第一凹槽内有可膨胀介质；所述封隔器的外侧中部位置有一个或多个环形的第二凹槽。本发明专利技术通过在井筒中安装有可膨胀功能的封隔器并在环空内先充填封隔颗粒，使控流管柱和井壁之间形成连续封隔体。可膨胀介质膨胀挤压封隔颗粒，产生高密度连续封隔体，更好的与井壁贴合，实现更好的封隔效果，减少产出水在井筒环空中的窜流；封隔器的直径减小，在同一个井筒中下入更多的封隔器，不易发生卡堵，进一步获得更好的封隔效果。

【技术实现步骤摘要】
提高连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器、方法及完井结构
本专利技术属于油气井开采
，涉及一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器、一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的方法，以及一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的完井结构。
技术介绍
在油气井开采
，油气井的井筒一般会穿过多段地层，由于各段地层的渗透率通常存在不一致，且地层水的粘度远远小于待开采的原油，在相同的井底压差下，渗透率高的局部地层往往会产出大量的地层水。常用的控水方法是在井下下入均衡流量的控流管柱来控水，或者控水管柱来控水。当井筒中有控流管柱进行控水增油时，这些地层水在井筒环空中沿着井筒环空轴向窜流，导致控流管柱控流无效。通过对井筒环空进行封隔，实现对地层水的产出进行控制，减少地层水在井筒环空中的窜流，是一种提高原油采收率的有效方法。现有的对井筒环空进行封隔从而实现控水的方法，主要包括膨胀封隔器控水和连续封隔体控水两种方式。膨胀封隔器由于结构简单、成本低廉，得到了一定的应用。但是，该装置在使用时存在以下不足：第一方面，由于该装置的直径大于中心管柱直径(或者说接近井筒直径)，导致由多个中心管柱连接而成的管串在下井时非常容易产生下井遇阻的现象。为解决下井遇阻问题，必须减少管串上设置的膨胀封隔器的数量，例如每间隔50-100米设置一个膨胀封隔器，从而将井筒封隔成多个长度为50-100米的独立分隔单元。然而，在每个分隔单元内部，井筒环空仍然是联通的，井筒中依然存在窜流问题，这将导致该单元的采油量无法达到最优；在极端情况下，若该分隔单元内部存在大量出水区域(例如通过裂缝连通地下底水)，那么该分隔单元的采油率将变得更为低下。第二方面，膨胀封隔器通常为预制件，无法完美适应井径大小不一致、中心管柱不居中、井壁表面不平整等复杂井况，无法保证膨胀材料完全膨胀后能紧贴井壁并实现完全密封，从而无法彻底杜绝不同分隔单元之间地层水窜流。第三方面，例如井下生产段中被遇液膨胀封隔器封隔的两个相邻单元内，左边单元是出水段，右边是出油段。出水段由于控水筛管的流量限制阻力很大，会形成高压；出油段由于控水筛管的流量限制阻力很小，会形成低压。这样会导致遇液膨封隔器两端形成压差，使出水段的水渗流到出油段中，又会带动井筒中砂子脱落形成“蚯蚓洞”。连续封隔体控水是近几年新出现的一种油气井控水方法。参考中国专利技术专利CN2009102507912、CN2014100135988、CN2019100846588、CN2019104892759等，该方法的基本原理是向井筒中充填封隔体颗粒以形成连续封隔体，通过封隔颗粒之间的微孔隙形成的连续封隔体内部微通道对产液具有防窜作用，进而减少地层水的产出，可以满足多种井况下的实际应用需求(例如井径不规则，井筒有套漏、变形、水泥环窜槽，老筛管外有环空，打孔管外有环空等)。但是，该方法在应用中仍存在一些不足：一方面，由于连续封隔体中必然存在供油气通过的微通道，为保证油气的顺利产出，该微通道对产液流动的阻力不宜太小，以确保产液的流动性；另一方面，因为水的流动性远远高于油，对于各段地层间距较小(例如2-5米)的场景，井筒中局部井段高出水地层的产出水，流动水量较大依然会通过连续封隔体中的微通道，沿着井筒环空向相邻地层结构井段窜流。也就是说，井筒中的产出水仍然存在较大的窜流现象，从而无法使采油率达到最优。具体来说，封隔颗粒的常规使用范围是16-100目(粒径范围0.15-1.18mm)，对应连续封隔体的渗透率为20D-300D，相对于地层的渗透率，即使是20D的渗透率依然还是很高的。举例来说，某6in多层直井下入3-1/2in控水筛管，充填渗透率为40D的连续封隔体颗粒，在1Mpa生产压差下，2米长的连续封隔体环(即两根筛管之间的盲段所对应的连续封隔体)窜流量达到29方/天。某8-1/2in水平井下入5-1/2in的控流筛管，充填渗透率为20D的连续封隔体颗粒，在1Mpa的生产压差下，2米长的连续封隔体环的窜流量45方/天。由此可见，即使采用连续封隔体进行控水，井筒环空中的层间轴向窜流量依然较大，封隔效果有进一步提高的必要性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、操作便捷、可靠性高、防止窜流效果好、同时不影响连续封隔体颗粒在生产段充填的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器和封隔装置、一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的方法，以及一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的完井结构。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，所述封隔器整体呈圆柱状结构，其外径小于井筒直径，使得封隔器与井壁形成得环空作为连续封隔体颗粒充填通道；所述封隔器的轴向中心位置设有用于安装中心管柱的中心安装孔，所述封隔器的外侧靠近两端位置分别设有一个或多个环形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有可膨胀介质；所述封隔器的外侧中部位置设有一个或多个环形的第二凹槽。进一步，所述可膨胀介质的外侧的中部向上隆起，先和井壁接触，接触面逐渐展开、驱赶颗粒向两端运移，最终形成中间高、两边低的形状。膨胀介质完全膨胀后可以直接接触井壁，使得井壁和膨胀介质之间几乎无颗粒，封隔效果更好。进一步，所述可膨胀介质的外侧的中部向上隆起的形状为三角形、弧形、半圆形、或梯形中的一种或几种。进一步，所述封隔器外侧靠近两端位置均设有两个或两个以上的第一凹槽；其中，两端外侧位置的第一凹槽中设置的可膨胀介质的完成膨胀时间先于设置在两端内侧位置的第一凹槽中设置的可膨胀介质的完成膨胀时间。为实现上述目的，本专利技术还提供了如下技术方案：一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔装置，包括如上所述的封隔器及中心管柱；所述中心管柱从所述封隔器的中心安装孔中穿过，并与所述封隔器连接固定。进一步，所述封隔器与所述中心管柱之间通过焊接、螺栓固定或卡件固定方式中的一种或多种实现连接固定。进一步，所述中心管柱为短节盲管，短节盲管两端安装控流过滤器管串。为实现上述目的，本专利技术还提供了如下技术方案：一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的方法，采用如上所述的封隔器，包括以下步骤：(1)确定井筒中待下入封隔器的数量与位置；(2)按照步骤(1)确定的所述封隔器的数量与位置，完成所述封隔器与中心管柱的拼装；向井筒中下入安装有所述封隔器和中心管柱的管串；(3)向井筒中充填封隔颗粒，形成连续封隔体；(4)所述封隔器外侧靠近两端位置的第一凹槽中的可膨胀介质开始膨胀，并将膨胀区域的封隔体颗粒向两侧挤压；(5)所述可膨胀介质完成膨胀后，所述封隔器的第二凹槽及所述封隔器外侧环空形成高密度连续封隔体。为实现上述目的，本专利技术还提供了如下技术方案：一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的方法，采用如上所述的封隔装置，包括以下步骤：(1)确定井筒中待下入封隔装置的数量与位置；(2)按照步骤(1)确定的所述封隔装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，其特征在于：所述封隔器整体呈圆柱状结构；所述封隔器的轴向中心位置设有用于安装中心管柱的中心安装孔；所述封隔器的外侧靠近两端位置分别设有一个或多个环形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有可膨胀介质；所述封隔器的外侧中部位置设有一个或多个环形的第二凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，其特征在于：所述封隔器整体呈圆柱状结构；所述封隔器的轴向中心位置设有用于安装中心管柱的中心安装孔；所述封隔器的外侧靠近两端位置分别设有一个或多个环形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有可膨胀介质；所述封隔器的外侧中部位置设有一个或多个环形的第二凹槽。


2.根据权利要求1所述的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，其特征在于：所述可膨胀介质的外侧的中部向上隆起。


3.根据权利要求2所述的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，其特征在于：所述可膨胀介质的外侧的中部向上隆起的形状为三角形、弧形、半圆形、或梯形中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔器，其特征在于：所述封隔器外侧靠近两端位置均设有两个或两个以上的第一凹槽；其中，两端外侧位置的第一凹槽中设置的可膨胀介质的完成膨胀时间先于设置在两端内侧位置的第一凹槽中设置的可膨胀介质的完成膨胀时间。


5.一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔装置，其特征在于：包括如权利要求1至4中任一权利要求所述的封隔器及中心管柱；所述中心管柱从所述封隔器的中心安装孔中穿过，并与所述封隔器连接固定。


6.根据权利要求5所述的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔装置，其特征在于：所述封隔器与所述中心管柱之间通过焊接、螺栓固定或卡件固定方式中的一种或多种实现连接固定。


7.根据权利要求5所述的可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的封隔装置，其特征在于：所述中心管柱为短节盲管。


8.一种可以提高井筒中连续封隔体沿井筒轴向封隔效果的方法，其特征在于：采用如权利要求1至4中任一权利要求所述的封隔器，包括以下步骤：
(1)确定井筒中待下入封隔器的数量与位置；
(2)按照步骤(1)确定的所述封隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴柏林，崔洪琪，宋晓强，吴建昌，
申请(专利权)人：安东柏林石油科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11