一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法技术

本发明专利技术提供了一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法，属于天然气水合物开发技术领域。所述防砂管柱包括：包括生产套管，生产套管内设有电潜泵和防砂筛管，且防砂筛管位于电潜泵的下方；生产套管的下部套管壁上设有多个割缝，且多个割缝均位于防砂筛管的下方。本发明专利技术为了解决天然气水合物开采过程中地层出砂严重的问题，采用了将防砂筛管与割缝错开的方式，避免砂体直接接触防砂筛管，同时少量的产出会由于合理的筛管设计最小化砂体进入生产套管，大部分沉降进入生产套管底部的沉砂口袋中。的沉砂口袋中。的沉砂口袋中。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法


[0001]本专利技术属于天然气水合物开发
，具体涉及一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法。

技术介绍

[0002]当前，石油天然气资源量不断减少，天然气水合物资源作为一种资源量巨大的战略储备资源，其开发利用成为各国、各大能源公司追逐的热点。
[0003]根据前期研究开展了9次试采，均因出砂原因或者是出砂造成的产量急剧下降而被迫停止试采。因此，基于油气开采传统模式的水合物资源开发过程中的出砂及防砂成为了研究热点，防砂管柱作为生产的关键因素之一，也成为重要的研究领域之一。
[0004]当前完井方面多采用传统的防砂完井。中国试采采用砾石充填、筛管完井等，将泥沙过滤。日本最近一次试采过程中采用了哈里伯顿的Geoform，该防砂工具同样基于常规油气资源开发的防砂原理，但是区别于其他筛管的主要特征是外层覆盖了一层可以防止极细粒泥沙的材料，用于适应水合物储层资源开发。
[0005]中国专利公开文献CN113107437A公开了一种泥质粉砂天然气水合物储层开采的多级防砂装置方法，包括下列步骤：在泥质粉砂天然气水合物储层置入套管；在套管内放入基管筛管，将生产管道与基管筛管连通，在套管上方放置环形分隔器；在粗细砾石层之间设置金属纤维层，金属纤维层的顶部连接到环形分隔器；在套管与金属纤维层之间泵入含有细砾石的携砂液，使得细砾石充填于套管和金属纤维层之间；形成细砾石层；在金属纤维层与基管筛管之间泵入含有粗砾石的携砂液，使得粗砾石充填于金属纤维层和基管筛管之间；从生产管道向基管筛管中通入絮凝剂。
[0006]中国专利公开文献CN111396001A公开了一种出水气井和天然气水合物井防砂筛管及其防砂控水组合应用方法，所述防砂筛管包括基管，包覆所述基管的可膨胀渗透过滤层，其中所述可膨胀渗透过滤层由聚氨酯泡沫和热熔胶复合而成。本专利技术的防砂筛管利用溶解液和温度双重控制最外层张紧层的溶解，结合了独立筛管完井工艺简单可靠与砾石充填完井环空充填挡砂精度高、有效期长的优势，并对井壁具有一定的支撑力，有效预防或减缓地层出砂，可一次实现多个产层的防砂处理。
[0007]中国专利公开文献CN211851791U公开了一种防砂筛管及油气管柱，通过在防砂筛管的外管体内部同轴设置内管体，并在内管体的外壁与外管体的内壁之间设置有支撑部，使得支撑部用于支撑外管体的内壁，同时在内管体和外管体的管壁上分别开设有第一通孔序列和第二通孔序列，并使得第一通孔序列与第二通孔序列之间相互连通。从而，提高了防砂筛管的抗外挤能力和防砂作用，延长了防砂筛管的使用寿命。
[0008]目前，还没有以天然气水合物作为骨架的资源开发利用的有效配套防砂技术及完井管柱的相关报道。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法，考虑天然气水合物储层出砂特点，通过利用近似于底吸取的方式，采用特殊的防砂完井管柱设计，降低砂堵风险和出砂率，提高生产效率。
[0010]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0011]本专利技术第一个方面，提供一种天然气水合物储层开采的防砂管柱，所述防砂管柱包括：包括生产套管，
[0012]生产套管内设有电潜泵和防砂筛管，且防砂筛管位于电潜泵的下方；
[0013]生产套管的下部套管壁上设有多个割缝，且多个割缝均位于防砂筛管的下方。
[0014]本专利技术的进一步改进在于：
[0015]防砂筛管包括基管，基管内从底端至顶端依次设置有多层防砂过滤件，最底层防砂过滤件的防砂精度最高，由底端至顶端，每一层的防砂过滤件的防砂精度逐渐降低。
[0016]本专利技术的进一步改进在于：
[0017]最底层防砂过滤件的砂体最小防砂粒径30
‑
40微米，整个防砂筛管的渗透率大于40达西。
[0018]本专利技术的进一步改进在于：
[0019]割缝与生产套管的内腔相连通，割缝与生产管套内腔相连通的一端的开口口径大于另一端的开口口径。
[0020]本专利技术的进一步改进在于：
[0021]电潜泵通过油管悬挂于生产套管内。
[0022]本专利技术的进一步改进在于：
[0023]防砂筛管通过悬挂器悬挂于生产套管内。
[0024]本专利技术的进一步改进在于：
[0025]生产套管的底端设有沉砂口袋，沉砂口袋位于割缝的下方。
[0026]本专利技术的第二个方面，提供一种天然气水合物储层开采的完井，包括上述防砂管柱。
[0027]本专利技术的进一步改进在于，
[0028]防砂管柱外侧由内向外依次设置有多层技术套管和表层套管。
[0029]本专利技术的第三个方面，提供一种天然气水合物储层开采方法，对上述包括防砂管柱的完井进行开采，所述方法具体包括以下步骤：
[0030](1)通过钻井平台，钻井至天然气水合物储层，根据储层情况设计表层套管、技术套管和上述防砂管柱；
[0031](2)依次将表层套管、技术套管和防砂管柱下入井筒内；
[0032](3)开采天然气水合物。
[0033]本专利技术的进一步改进在于：
[0034]步骤(3)开采天然气水合物，具体操作为：利用电潜泵吸取地层流体，进行降压开采，地层流体通过割缝进入生产套管内，天然气水合物向上运动至钻井平台，砂体在防砂筛管的阻挡作用下，在防砂筛管底部积累，随着积累量的不断增加，当其重力与向上的吸引力合力为向下后，直接沉降进入沉砂口袋，堆积在井筒底部。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0036]本专利技术提供了一种天然气水合物储层开采的防砂管柱、完井及开采方法，提出了与传统防砂完井管柱不同的管柱设计，该管柱采用割缝位置低于防砂筛管的方法，形成类似于底吸的流体产出方式，避免砂体直接接触防砂筛管，同时少量的产出会由于合理的筛管设计最小化砂体进入生产套管，大部分沉降进入生产套管底部的沉砂口袋中。
[0037]本专利技术防砂管柱、完井，在降低出砂的情况下，结合形成的流体渗流通道可以极大的提高海洋天然气水合物的开采效率，降低作业成本。
附图说明
[0038]图1是本专利技术一种天然气水合物储层开采的防砂管柱结构图；
[0039]图2A是防砂筛管第一种结构的示意图；
[0040]图2B是防砂筛管第二种结构的示意图；
[0041]图2C是防砂筛管第三种结构的示意图；
[0042]图3是天然气水合物储层开采过程中砂体流向示意图；
[0043]图4是海洋天然气水合物完井结构。
[0044]图中，1、钻井平台，2、表层套管，3、技术套管，4、电潜泵，5、生产套管，6、防砂筛管，601、基管，602、防砂过滤件，7、割缝，8、地层砂体流向，9、砂体进入地层后的受力方向，10、砂体沉降方向，11、沉砂口袋。
具体实施方式
[0045]下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物储层开采的防砂管柱，其特征在于，所述防砂管柱包括：包括生产套管，所述生产套管内设有电潜泵和防砂筛管，且所述防砂筛管位于所述电潜泵的下方；所述生产套管的下部套管壁上设有多个割缝，且多个割缝均位于所述防砂筛管的下方。2.根据权利要求1所述的防砂管柱，其特征在于，所述防砂筛管包括基管，所述基管内从底端至顶端依次设置有多层防砂过滤件，最底层防砂过滤件的防砂精度最高，由底端至顶端，每一层的防砂过滤件的防砂精度逐渐降低。3.根据权利要求2所述的防砂管柱，其特征在于，最底层防砂过滤件的砂体最小防砂粒径30
‑
40微米，整个防砂筛管的渗透率大于40达西。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的防砂管柱，其特征在于，所述割缝与生产套管的内腔相连通，所述割缝与生产管套内腔相连通的一端的开口口径大于另一端的开口口径。5.根据权利要求4所述的防砂管柱，其特征在于，所述电潜泵通过油管悬挂于所述生产套管内。6.根据权利要求5所述的防砂管柱，其特征在于，所述防砂筛管通过具有封隔作用的悬挂器悬挂于生产套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：思娜，蒋海军，赵汩凡，姚云飞，
申请(专利权)人：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：