CN110748325A - 一种生产管柱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产管柱及其使用方法，属于油田开发技术领域。所述生产管柱可以一次性实现射孔与下电泵作业，在使用中通过先确定待试油油井的井斜是否大于45°，当井斜大于45°时，使用憋压延时点火头的生产管柱，通过对油井进行油管打压以座封封隔器，再开启排气阀，对油井进行套管打压以引燃点火头，使射孔枪射孔，继而开启电泵组件，进行生产作业；当井斜小于45°时，使用撞击式点火头的生产管柱，通过将堵塞器下放到堵塞器工作筒中，对油井进行油管打压以座封封隔器，继而起出堵塞器，向油井中投棒，引燃点火头，使射孔枪射孔，再次将堵塞器下放到堵塞器工作筒中，继而开启电泵组件，进行生产作业，缩短施工工期，降低入井液对地层的伤害。

Description

一种生产管柱及其使用方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种生产管柱及其使用方法。

背景技术

在油田开发过程中，对于新井而言，为了更好地获取地层流体的性质、流体产量、地层压力及流体流动过程中的压力变化等资料，并通过对这些资料的分析以获取地层的各种物性参数，对地层进行评价，就需要对新井进行试油，使得地层中的流体进入井筒，流出地面。

目前采用的新井试油投产技术主要是通过先射孔、后下泵来实现的，而在射孔与下泵之间，出于安全考虑和井控要求，需对完成射孔的井进行洗井观察。具体地，新井试油投产的整个施工过程包含：射孔、观察、洗(压)井、观察、洗(压)井、拆采油树、装防喷器、起射孔管柱、下电泵管柱，拆防喷器、装采油树、完井。

由于上述施工过程涉及的工序多，完成所需工序的用时长，而在射孔后，随着入井液对已打开的油气层浸泡的时间越长，则越容易对地层造成伤害，而对地层造成伤害，将直接影响到油井正式投产后的产量，不利于油井的开发。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种一次性实现射孔与下电泵的生产管柱及其使用方法，以缩短施工周期，降低入井液对地层的伤害，实现油井的高效开发。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种生产管柱，所述生产管柱包括：套管及设置在所述套管内的油管、安全阀、封隔器、排气阀、Y接头、单流阀、电泵组件、减震器、点火头、定位短节和射孔枪，其中，

所述安全阀、所述封隔器、所述Y接头、所述减震器、所述定位短节、所述点火头和所述射孔枪由上到下通过所述油管依次相连，所述排气阀设置在所述封隔器上，所述射孔枪与含油储层设置在同一个平面上；

所述Y接头包括连接入口端、第一连接出口端和第二连接出口端，所述连接入口端与所述封隔器相连，所述第一连接出口端与所述减震器相连，所述第二连接出口端由上到下通过所述油管依次连接有所述单流阀和所述电泵组件。

在一种可能的设计中，当所述生产管柱需要下放的待试油油井的井斜大于45°时，所述点火头为憋压延时点火头；当所述生产管柱需要下放的所述待试油油井的井斜小于45°时，所述点火头为撞击式点火头。

在一种可能的设计中，当所述点火头为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：挡板短节和开孔泄油器，所述挡板短节和所述开孔泄油器设置在所述Y接头的第一连接出口端与所述减震器之间。

在一种可能的设计中，当所述点火头为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：变扣，所述变扣设置在所述Y接头的第一连接出口端与所述挡板短节之间。

在一种可能的设计中，当所述点火头为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：可砸泄油器，所述可砸泄油器设置在所述封隔器与所述Y接头的连接入口端之间。

在一种可能的设计中，当所述点火头为所述撞击式点火头时，所述生产管柱还包括：堵塞器工作筒，所述堵塞器工作筒设置在所述Y接头的第一连接出口端与所述减震器之间。

在一种可能的设计中，所述生产管柱还包括：压力计托筒，所述压力计托筒设置在所述减震器与所述定位短节之间。

在一种可能的设计中，所述生产管柱还包括：潜油电缆，所述潜油电缆可移动地伸入所述套管内，并与所述电泵组件电连接。

另一方面，本发明实施例还提供了一种生产管柱的使用方法，基于上述提及的任一项所述的生产管柱，所述方法包括：

根据测井资料，确定所述待试油油井的井斜是否大于45°；

当所述待试油油井的井斜大于45°时，选择使用所述点火头为憋压延时点火头的生产管柱；当所述待试油油井的井斜小于45°时，选择使用所述点火头为撞击式点火头的生产管柱；

将所述生产管柱下入到待试油油井中，并安装好采油树；

(1)所述待试油油井的井斜大于45°时

对所述待试油油井进行油管打压；

当所述封隔器被座封后，开启所述排气阀，对所述待试油油井进行套管打压；

当所述套管打压的压力达到所述点火头的起爆压力时，所述点火头被点燃；

所述点火头引燃所述射孔枪，所述射孔枪对所述套管进行射孔；

所述射孔枪射孔之后，开启所述电泵组件；

(2)所述待试油油井的井斜小于45°时

将堵塞器下放到所述堵塞器工作筒中，对所述待试油油井进行油管打压；

当所述封隔器被座封后，起出所述堵塞器，并向所述待试油油井中投棒；

当所述点火头被撞击后，所述点火头被点燃；

所述点火头引燃所述射孔枪，所述射孔枪对所述套管进行射孔；

再次将所述堵塞器下放到所述堵塞器工作筒中，并开启所述电泵组件。

在一种可能的设计中，通过钢丝连接并操作所述堵塞器。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

通过先确定待试油油井的井斜是否大于45°，当待试油油井的井斜大于45°时，选择使用点火头为憋压延时点火头的生产管柱，在将生产管柱下入到油井中并安装好采油树后，通过对油井进行油管打压，当封隔器被座封后，开启排气阀，对油井进行套管打压，当套管打压的压力达到点火头的起爆压力时，点火头引燃射孔枪射孔，继而开启电泵组件，进行生产作业；当待试油油井的井斜小于45°时，选择使用点火头为撞击式点火头的生产管柱，在将生产管柱下入到油井中并安装好采油树后，通过将堵塞器下放到堵塞器工作筒中，对油井进行油管打压，当封隔器被座封后，起出堵塞器，向油井中投棒，点火头引燃射孔枪射孔，并再次将堵塞器下放到堵塞器工作筒中，继而开启电泵组件，进行生产作业，实现了射孔与下电泵生产管柱的一次性下入，可以缩短施工工期，降低入井液对地层的伤害，实现油井的高效开发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种生产管柱的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种生产管柱的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种生产管柱的使用方法的方法流程图。

图中的附图标记分别表示为：

1-套管；

2-油管；

3-安全阀；

4-封隔器；

5-排气阀；

6-Y接头；601-连接入口端；602-第一连接出口端；603-第二连接出口端；

7-单流阀；

8-电泵组件；

9-减震器；

10-点火头；

11-定位短节；

12-射孔枪；

13-挡板短节；

14-开孔泄油器；

15-变扣；

16-可砸泄油器；

17-堵塞器工作筒；

18-压力计托筒；

19-潜油电缆；

20-含油储层。

具体实施方式

在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，本发明实施例中所涉及的方位名词，如“上”、“下”，均以图1中所示方位为基准，仅仅用来清楚地描述本发明实施例的生产管柱的结构，并不具有限定本发明保护范围的意义。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供了一种生产管柱，其结构示意图如图1或图2所示，该生产管柱包括：套管1及设置在套管1内的油管2、安全阀3、封隔器4、排气阀5、Y接头6、单流阀7、电泵组件8、减震器9、点火头10、定位短节11和射孔枪12。

其中，安全阀3、封隔器4、Y接头6、减震器9、定位短节11、点火头10和射孔枪12由上到下通过油管2依次相连，排气阀5设置在封隔器4上，射孔枪12与含油储层20设置在同一个平面上；

Y接头6包括连接入口端601、第一连接出口端602和第二连接出口端603，连接入口端601与封隔器4相连，第一连接出口端602与减震器9相连，第二连接出口端603由上到下通过油管2依次与单流阀7和电泵组件8相连。

需要说明的是，该生产管柱为一体化生产管柱，可以在地面连接组装好之后，下放到待试油油井中。

因此，本发明实施例的生产管柱，通过Y接头6将连接有射孔枪12的射孔管柱与连接有电泵组件8的电泵管柱相连，以共同构成生产管柱，实现了射孔与下电泵生产管柱的一次性下入，可以在射孔完成后，立刻开启电泵组件8进行生产，可以缩短施工工期，降低入井液对地层的伤害。

下面对本发明实施例的生产管柱进行进一步地描述说明：

对于套管1而言，套管1是一种用于支撑待试油油井井壁的钢管，可以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，可以使用几层套管1，并在下井后要采用水泥进行固井。

需要说明的是，套管1不可以重复使用，属于一次性消耗材料。

对于油管2而言，油管2是一种用来连接生产管柱上各个部件的钢管，起到连接的作用。每一口井可以根据井深的不同连接有多根油管2，且不同于套管1，油管2可以重复多次使用。

由于该生产管柱的整体长度大，连接的设备多，自重也相应大，进而射孔后带来的冲击也较大，因此，对油管2提出了较高的强度要求，在本发明实施例中，主要采用强度较大的P110油管，以满足管柱的强度要求。P110油管的具体参数详见下表：

P110油管的参数表

对于安全阀3而言，安全阀3是一种油管2通道安全控制工具，可以通过地面控制***对其进行开启或关闭的控制。在正常生产时处于开启状态，当在生产设施发生火警、管线破裂、发生不可抗拒的自然灾害(如地震、冰情、强台风等)非正常情况时，可以控制其紧急关闭，以防止井喷、保证油气井措施、生产安全。

对于封隔器4而言，封隔器4是一种具有弹性的密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产(注)液，保护套管1。

封隔器4和安全阀3扣型均可以选用4寸半L80加厚油管扣，抗拉强度略大于大于油管2的抗拉强度；同时，封隔器4为过电缆封隔器，电缆接头可以采用BIW穿越方式，抗压强度满足作业要求。

对于排气阀5而言，排气阀5设置在封隔器4上，也可以通过地面控制***控制其开启或关闭，当排气阀5开启时，可以实现封隔器4上下两侧的油套环空空间的连通，进而实现对套管1内压力的控放。

对于Y接头6而言，Y接头6为一种连接接头工具，属于本发明实施例的生产管柱的关键性部件，起到连接射孔管柱和电泵管柱的作用。

具体地，通过第一连接出口端602与减震器9相连，实现与射孔管柱的连接；通过第二连接出口端603由上到下通过油管2依次与单流阀7和电泵组件8相连，实现与电泵管柱的连接。

对于单流阀7而言，单流阀7起到限制流动方向的作用，可以控制生产管柱内液体的回流，使得生产管柱在套管1打压状态下，液体只能自下向上流动，实现对点火头10的憋压点燃。

对于电泵组件8而言，电泵组件8内包含潜油电泵，可以通过潜油电泵进行抽油作业。

对于减震器9而言，减震器9用来解决射孔枪12起爆时产生的高温、高压和强烈震动对管串及电潜泵、电缆的冲击，保护井下电泵机组、电缆及井下工具，实现安全作业。

对于定位短节11而言，定位短节11用于测井定位校正深度。

对于射孔枪12而言，射孔枪12用于射孔，将含油储层20与生产管柱连通。

对于点火头10而言，点火头10用于引燃射孔枪12。

具体地，当生产管柱需要下放的待试油油井的井斜大于45°时，点火头10为憋压延时点火头，通过憋压引燃点火；当生产管柱需要下放的待试油油井的井斜小于45°时，点火头10为撞击式点火头，通过从井口投棒，使得棒体从油管2下入，在触碰到点火头10后引燃点火。

当点火头10为憋压延时点火头时，生产管柱还包括：挡板短节13和开孔泄油器14，挡板短节13和开孔泄油器14设置在Y接头6的第一连接出口端602与减震器9之间，如图1所示。

通过设置挡板短节13，可以起到在电泵组件8工作时防止电泵抽油回流的作用；通过设置开孔泄油器14，使得油套环空中的液体可以通过开孔泄油器14上开设有的通孔中进入到油管2内，实现对挡板短节13以下的生产管柱的憋压，以点燃点火头10。

进一步地，生产管柱还包括：变扣15，变扣15设置在Y接头6的第一连接出口端602与挡板短节13之间，如图1所示。

通过设置变扣15，实现不同尺寸油管2之间的连接。

举例来说，可以实现对

油管和

油管的连接。

同时，生产管柱还包括：可砸泄油器16，可砸泄油器16设置在封隔器4与Y接头6的连接入口端601之间，如图1所示。

当需要对油井进行洗井操作时，可以通过投棒砸开可砸泄油器16，使得油管2与油套环空连通，实现洗井。

为了确定可砸泄油器16的位置，在图1中的生产管柱中，可砸泄油器16与封隔器4之间还设置有定位短节11。

当点火头10为撞击式点火头时，生产管柱还包括：堵塞器工作筒17，堵塞器工作筒17设置在Y接头6的第一连接出口端602与减震器9之间，如图2所示。

其中，堵塞器工作筒17是与堵塞器配合使用的井下工具，用于座封封隔器4。

基于上述装置，生产管柱还包括：压力计托筒18，压力计托筒18设置在减震器9与定位短节11之间，如图1或图2所示。

压力计托筒18内可以设置有压力计和温度计，用来记录井内的压力和温度数据。

在本发明实施例中，压力计托筒18内设置有两个压力计。

生产管柱还包括：潜油电缆19，潜油电缆19可移动地伸入套管1内，并与电泵组件8电连接。

通过潜油电缆19可以为电泵组件8提供电力支持，实现电泵组件8的运转。

另一方面，本发明实施例提供了一种生产管柱的使用方法，基于上述生产管柱，其方法流程图如图3所示，该方法包括：

步骤301：根据测井资料，确定待试油油井的井斜是否大于45°。

通过测井资料，可以测算得到井斜。这里，井斜又叫井斜角，通常定义为井眼轴线上某点的切线与铅垂线的夹角。

步骤302：当待试油油井的井斜大于45°时，选择使用点火头10为憋压延时点火头的生产管柱；当待试油油井的井斜小于45°时，选择使用点火头10为撞击式点火头的生产管柱。

步骤303：将生产管柱下入到待试油油井中，并安装好采油树。

具体地，在确定好待试油油井的井斜后，选择需要使用的生产管柱，在地面组装完成后下入到待试油油井中，并安装好采油树。

进一步地，根据地质预测，采油树可以采用耐压等级为35Mpa的密封器件，以满足耐压要求。

(1)待试油油井的井斜大于45°时：

步骤304a：对待试油油井进行油管2打压。

具体地，油管2打压就是向油管2内注入高压液体。

在本发明实施例中，可以向油管2内注入4MPa、8MPa、14MPa、20MPa压力的清水，并在每一次施压过程中稳压10min，以确保井筒内压力的稳定。

步骤305a：当封隔器4被座封后，开启排气阀5，对待试油油井进行套管1打压。

具体地，套管1打压就是向套管1内注入高压液体。

在本发明实施例中，可以根据实际情况向套管1内注入0-18MPa的清水，并在注入后稳压20s。

步骤306a：当套管1打压的压力达到点火头10的起爆压力时，点火头10被点燃。

步骤307a：点火头10引燃射孔枪12，射孔枪12对套管1进行射孔。

步骤308a：射孔枪12射孔之后，开启电泵组件8。

具体地，通过开启电泵组件8，以实现油井的抽油生产作业。

(2)待试油油井的井斜小于45°时

步骤304b：将堵塞器下放到堵塞器工作筒17中，对待试油油井进行油管2打压。

为了便于对堵塞器的操作，可以通过钢丝连接并操作堵塞器，利用钢丝绞车下放钢丝，将堵塞器下放到堵塞器工作筒17中。

在利用堵塞器堵塞堵塞器工作筒17后，在油管2内注入清水进行打压，实现封隔器4的座封。

步骤305b：当封隔器4被座封后，起出堵塞器，并向待试油油井中投棒。

同样地，利用钢丝绞车带动钢丝，将堵塞器从堵塞器工作筒17中起出，通过投棒撞击点火头10，使得点火头10在被撞击后引燃。

步骤306b：当点火头10被撞击后，点火头10被点燃。

步骤307b：点火头10引燃射孔枪12，射孔枪12对套管1进行射孔。

步骤308b：再次将堵塞器下放到堵塞器工作筒17中，并开启电泵组件8。

具体地，通过钢丝绞车将钢丝连接堵塞器一同下放到堵塞器工作筒17中，封堵住堵塞器工作筒17，以实现后续开启电泵组件8后，从含油储层20内流出的液体只能自下向上运动。

通过开启电泵组件8，以实现油井的抽油生产作业。

因此，本发明实施例的生产管柱的使用方法通过先确定待试油油井的井斜是否大于45°，当待试油油井的井斜大于45°时，选择使用点火头10为憋压延时点火头的生产管柱，在将生产管柱下入到油井中并安装好采油树后，通过对油井进行油管2打压，当封隔器4被座封后，开启排气阀5，对油井进行套管1打压，当套管1打压的压力达到点火头10的起爆压力时，点火头10引燃射孔枪12射孔，继而开启电泵组件8，进行生产作业；当待试油油井的井斜小于45°时，选择使用点火头10为撞击式点火头的生产管柱，在将生产管柱下入到油井中并安装好采油树后，通过将堵塞器下放到堵塞器工作筒17中，对油井进行油管2打压，当封隔器4被座封后，起出堵塞器，向油井中投棒，点火头10引燃射孔枪12射孔，并再次将堵塞器下放到堵塞器工作筒17中，继而开启电泵组件8，进行生产作业，实现了射孔与下电泵生产管柱的一次性下入，可以缩短施工工期，降低入井液对地层的伤害，尤其是对于有自喷能力的井,利用该方法可以减少对油层的污染，极大的释放油层能量；同时，该方法作业工序简单，保护油层，实现了油井的快速高效开发。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生产管柱，其特征在于，所述生产管柱包括：套管(1)及设置在所述套管(1)内的油管(2)、安全阀(3)、封隔器(4)、排气阀(5)、Y接头(6)、单流阀(7)、电泵组件(8)、减震器(9)、点火头(10)、定位短节(11)和射孔枪(12)，其中，

所述安全阀(3)、所述封隔器(4)、所述Y接头(6)、所述减震器(9)、所述定位短节(11)、所述点火头(10)和所述射孔枪(12)由上到下通过所述油管(2)依次相连，所述排气阀(5)设置在所述封隔器(4)上，所述射孔枪(12)与含油储层(20)设置在同一个平面上；

所述Y接头(6)包括连接入口端(601)、第一连接出口端(602)和第二连接出口端(603)，所述连接入口端(601)与所述封隔器(4)相连，所述第一连接出口端(602)与所述减震器(9)相连，所述第二连接出口端(603)由上到下通过所述油管(2)依次连接有所述单流阀(7)和所述电泵组件(8)。

2.根据权利要求1所述的生产管柱，其特征在于，当所述生产管柱需要下放的待试油油井的井斜大于45°时，所述点火头(10)为憋压延时点火头；当所述生产管柱需要下放的所述待试油油井的井斜小于45°时，所述点火头(10)为撞击式点火头。

3.根据权利要求2所述的生产管柱，其特征在于，当所述点火头(10)为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：挡板短节(13)和开孔泄油器(14)，所述挡板短节(13)和所述开孔泄油器(14)设置在所述Y接头(6)的第一连接出口端(602)与所述减震器(9)之间。

4.根据权利要求3所述的生产管柱，其特征在于，当所述点火头(10)为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：变扣(15)，所述变扣(15)设置在所述Y接头(6)的第一连接出口端(602)与所述挡板短节(13)之间。

5.根据权利要求2所述的生产管柱，其特征在于，当所述点火头(10)为憋压延时点火头时，所述生产管柱还包括：可砸泄油器(16)，所述可砸泄油器(16)设置在所述封隔器(4)与所述Y接头(6)的连接入口端(601)之间。

6.根据权利要求2所述的生产管柱，其特征在于，当所述点火头(10)为所述撞击式点火头时，所述生产管柱还包括：堵塞器工作筒(17)，所述堵塞器工作筒(17)设置在所述Y接头(6)的第一连接出口端(602)与所述减震器(9)之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的生产管柱，其特征在于，所述生产管柱还包括：压力计托筒(18)，所述压力计托筒(18)设置在所述减震器(9)与所述定位短节(11)之间。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的生产管柱，其特征在于，所述生产管柱还包括：潜油电缆(19)，所述潜油电缆(19)可移动地伸入所述套管(1)内，并与所述电泵组件(8)电连接。

9.一种生产管柱的使用方法，基于上述权利要求1-8中任一项所述的生产管柱，其特征在于，所述方法包括：

根据测井资料，确定所述待试油油井的井斜是否大于45°；

当所述待试油油井的井斜大于45°时，选择使用所述点火头(10)为憋压延时点火头的生产管柱；当所述待试油油井的井斜小于45°时，选择使用所述点火头(10)为撞击式点火头的生产管柱；

将所述生产管柱下入到待试油油井中，并安装好采油树；

(1)所述待试油油井的井斜大于45°时

对所述待试油油井进行油管打压；

当所述封隔器(4)被座封后，开启所述排气阀(5)，对所述待试油油井进行套管打压；

当所述套管打压的压力达到所述点火头(10)的起爆压力时，所述点火头(10)被点燃；

所述点火头(10)引燃所述射孔枪(12)，所述射孔枪(12)对所述套管(1)进行射孔；

所述射孔枪(12)射孔之后，开启所述电泵组件(8)；

(2)所述待试油油井的井斜小于45°时

将堵塞器下放到所述堵塞器工作筒(17)中，对所述待试油油井进行油管打压；

当所述封隔器(4)被座封后，起出所述堵塞器，并向所述待试油油井中投棒；

当所述点火头(10)被撞击后，所述点火头(10)被点燃；

所述点火头(10)引燃所述射孔枪(12)，所述射孔枪(12)对所述套管(1)进行射孔；

再次将所述堵塞器下放到所述堵塞器工作筒(17)中，并开启所述电泵组件(8)。

10.根据权利要求9所述的生产管柱的使用方法，其特征在于，通过钢丝连接并操作所述堵塞器。

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