CN112282718B - 一种侧钻井和小井眼井用组合管串及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种侧钻井和小井眼井用组合管串及使用方法，该管串包括连续油管、转换接头、小直径管、液压安全接头、水力喷砂器、平衡阀、水力锚、下封隔器和导向头，所述的连续油管位于上套管内，所述的上套管内下部设有悬挂封隔器，所述的悬挂封隔器下端连接有下套管；所述的连续油管通过转换接头与小直径管连接，所述的小直径管位于下套管内，所述的小直径管下端依次连接有液压安全接头、水力喷砂器、平衡阀、水力锚、下封隔器和导向头。本发明提供的组合管串有效实现了31/2〞套管地层的分段压裂，作为压裂管柱使用具有安全可靠，改造规模大，改造段数不受限制的优点，作为生产管柱使用具有全生命期排水采气效果好，成本低，对储层伤害小。
Description
技术领域
本发明涉及油田勘探开发井下作业技术领域，具体涉及一种侧钻井和小井眼井用组合管串及使用方法，适合于气田侧钻井及类似气田小井眼井储层分段压裂改造及完井生产。
背景技术
面对要产量，也要效益的现状，发挥低成本开发战略变的尤为重要。综合考虑降低钻井、压裂与生产投入等因素，对于新开发井，开始考虑从传统的6〞井眼+51/2〞套管逐步向5〞井眼+41/2〞套管和4〞井眼+31/2〞套管逐步转变，尤其4〞井眼+31/2〞套管，是目前气井钻完井成本最低的一种方式，越来越受到低成本战略的青睐。考虑到征地费用、地面设备成本等因素，在原老井段侧钻新井眼作为一种行之有效的工艺技术日益受到重视。受到原老井6〞井眼限制，目前只能开展4〞钻头侧钻，下31/2〞套管完井生产。对于层系较多的储层，无论是开发小井眼新井还是老井侧钻井，开展31/2〞套管分段压裂与生产对于降本增效开发意义重大，目前该技术处于初步发展阶段，配套技术尚不成熟。
连续油管水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺具有工艺简单，封隔有效性高，施工速度快,在51/2〞套管中应用广泛。通常在51/2〞套管中可下入连续油管的尺寸为
大尺寸连续油管本体的屈服强度较大，且长度可以达到6000m以上，满足长水平段水平井压裂。但是31/2〞套管最大可下入
连续油管，经查表可得该尺寸连续油管本体的屈服强度仅为232KN，目前可制作的长度为4500m左右，所以在31/2〞套管中用连续油管水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺改造风险较大，改造规模受到限制，且只适用于直井或定向井，对水平井，尤其是长水平段水平井，需要探索新的工艺方法；另一方面，31/2〞套管井改造完成后，可以选择带压下入连续油管作为速度管柱生产，但是连续油管的价格较高，单井成本一般在45万元以上，与低成本开发的理念相违背。专利“一种小直径排水采气管柱”(专利号：CN104632091A)提出了用小直径无缝管代替连续油管，同管径的小直径管成本仅为连续油管成本的40-50％，但是该小直径管需采取接单根方式下入套管中，入井前首先要进行压井作业，对地层产能影响较大，甚至会造成低产低效气井过早水淹和停产。
发明内容
为了克服现有改造困难，改造对地层造成伤害且成本大的问题，本发明提供一种侧钻井和小井眼井用组合管串及使用方法，本发明用连续油管与同管径的小直径管组合管串代替单纯的连续油管管串对地层改造实施水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺，可以克服连续油管屈服强度不够、长度不够等困难，可以实现31/2〞套管的分段压裂安全可靠，改造段数不受限制，适用于侧钻和常规小井眼井。
本发明采用的技术方案为：
一种侧钻井和小井眼井用组合管串，包括连续油管、转换接头、小直径管、液压安全接头、水力喷砂器、平衡阀、水力锚、下封隔器和导向头，所述的连续油管位于上套管内，所述的上套管内下部设有悬挂封隔器，所述的悬挂封隔器下端连接有下套管；所述的连续油管通过转换接头与小直径管连接，所述的小直径管位于下套管内，所述的小直径管下端依次连接有液压安全接头、水力喷砂器、平衡阀、水力锚、下封隔器和导向头。
所述的下套管包括竖直段、拐角段和倾斜段，所述的拐角段为圆弧，所述的小直径管下端穿过悬挂封隔器并沿着下套管的方向向下延伸指拐角段，小直径管下端连接的液压安全接头、水力喷砂器、平衡阀、水力锚、下封隔器和导向头位于下套管的倾斜段内。
所述的小直径管材质为45#碳钢。
所述的连续油管和小直径管内径一致，均为
所述的平衡阀在排量小于等于0.05m3/min时处于打开状态，当排量大于0.10m3/min时，平衡阀自动关闭。
所述的水力锚和下封隔器坐封压力为0.5～1.5Mpa。
所述的上套管为51/2〞套管，下套管为31/2〞套管。
所述的下封隔器为K344封隔器。
一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，具体步骤为：
第一步，按要求完成通、洗井作业，根据需要确定小直径管的长度，将侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱下至套管内；
第二步，组合管串下到位后，进行第一段储层的改造，从组合管串注入射孔液，进行水力喷砂射孔；射孔完成后，从油套环空注入压裂液，同时组合管串保持伴注；重复以上步骤，组合管串拖动压裂钻具依次完成其他储层的改造；
第三步，压裂结束后，放喷；放喷结束后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头处，侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱加压，实现液压安全接头丢手，液压安全接头下面的工具串落在人工井底；
第四步，上提组合管串柱，起出连续油管和转换接头，将小直径管悬挂于井口装置，作为速度管柱用于气井生产。
本发明的有益效果为：
第一、用连续油管与同管径的小直径管组合管串代替单纯的连续油管管串对地层改造实施水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺，可以克服连续油管屈服强度不够、长度不够等困难，可以实现31/2〞套管的分段压裂安全可靠，改造段数不受限制，适用于侧钻和常规小井眼井。
第二、用小管径连续油管与同管径的小直径管组合管串进行环空分段压裂，液体摩阻小，排量可达到3m3/min以上，改造规模大。
第三、改造完毕后，将小直径管悬挂在井口装置作为速度管柱进行生产，可以从投产至废弃整个生命周期内降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井衔液能力，保证气井的平稳生产，延长气井生产期。
第四、改造完毕后，直接将压裂管柱的小直径管作为生产管柱，和压井后下生产管柱相比，可以少下一趟生产管柱，缩短了作业周期，减少了起下管柱的费用，避免了压井液对储层的伤害。
第五、用材质为45#碳钢的小直径管代替同尺寸的连续油管作为速度管柱进行生产，可以节约成本40％～50％。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中，附图标记为：1、上套管；2、连续油管；3、转换接头；4、小直径管；5、液压安全接头；6、水力喷砂器；7、平衡阀；8、水力锚；9、下封隔器；10、导向头；11、悬挂封隔器；12、下套管。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有改造困难，改造对地层造成伤害且成本大的问题，本发明提供如图1所示的一种侧钻井和小井眼井用组合管串及使用方法，本发明用连续油管与同管径的小直径管组合管串代替单纯的连续油管管串对地层改造实施水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺，可以克服连续油管屈服强度不够、长度不够等困难，可以实现31/2〞套管的分段压裂安全可靠，改造段数不受限制，适用于侧钻和常规小井眼井。
一种侧钻井和小井眼井用组合管串，包括连续油管2、转换接头3、小直径管4、液压安全接头5、水力喷砂器6、平衡阀7、水力锚8、下封隔器9和导向头10，所述的连续油管2位于上套管1内，所述的上套管1内下部设有悬挂封隔器11，所述的悬挂封隔器11下端连接有下套管12；所述的连续油管2通过转换接头3与小直径管4连接，所述的小直径管4位于下套管12内，所述的小直径管4下端依次连接有液压安全接头5，水力喷砂器6，平衡阀7，水力锚8，下封隔器9和导向头10。
本发明采用的小管径连续油管2与同管径的小直径管4组合管串进行环空分段压裂，液体摩阻小，排量可达到3m3/min以上，改造规模大。本发明在改造完毕后，直接将小直径管2作为生产管柱，和压井后下生产管柱相比，可以少下一趟生产管柱，缩短了作业周期，减少了起下管柱的费用，避免了压井液对储层的伤害。本发明在改造完毕后，将小直径管4悬挂在井口装置作为速度管柱进行生产，可以从投产至废弃整个生命周期内降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井衔液能力，保证气井的平稳生产，延长气井生产期。
本发明的工作过程为：
按要求完成通、洗井作业，根据测井资料及井身结构确定完井生产所需小直径管4的长度，按照附图1结构的连接顺序下至套管内。管柱(组合管串)下至水力喷砂器6对准改造第一段储层位置，从连续油管与小直径管组合管串注入射孔液，进行水力喷砂射孔。射孔完成后，从油套环空注入压裂液，同时组合管串保持低排量伴注。重复以上步骤，组合管串拖动压裂钻具依次完成其他储层的改造。压裂结束后，放喷；放喷结束后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头5处，组合管串加压，实现液压安全接头5丢手，液压安全接头5下面的工具串落在人工井底。上提组合管串，起出连续油管2及转换接头3，将小直径管4悬挂于井口装置，作为速度管柱用于气井生产。
本发明中涉及的试剂液体均为现有技术，本发明中将不再进行进一步说明。本发明通过用连续油管2与同管径的小直径管4组合管串代替单纯的连续油管管串对地层改造实施水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺，可以克服连续油管屈服强度不够、长度不够等困难，可以实现31/2〞套管的分段压裂安全可靠，改造段数不受限制，适用于侧钻和常规小井眼井。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的下套管12包括竖直段、拐角段和倾斜段，所述的拐角段为圆弧，所述的小直径管4下端穿过悬挂封隔器11并沿着下套管12的方向向下延伸指拐角段，小直径管4下端连接的液压安全接头5，水力喷砂器6，平衡阀7，水力锚8，下封隔器9和导向头10位于下套管12的倾斜段内。
优选的，所述的小直径管4材质为45#碳钢。
优选的，所述的连续油管2和小直径管4内径一致，均为
优选的，所述的平衡阀7在排量小于等于0.05m3/min时处于打开状态，当排量大于0.10m3/min时，平衡阀自动关闭。
本发明中所述的平衡阀7在排量小于等于0.05m3/min时处于打开状态，防止管柱下放过程中由于水力喷砂器6的节流作用造成水力锚8和K344封隔器中途坐封；当排量大于0.10m3/min时，平衡阀自动关闭，保证射孔和压裂时，流体只能从水力喷砂器6处喷出。
优选的，所述的水力锚8和下封隔器9坐封压力为0.5～1.5Mpa。
优选的，所述的上套管1为51/2〞套管，下套管12为31/2〞套管。
优选的，所述的下封隔器9为K344封隔器。
一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，具体步骤为：
第一步，按要求完成通、洗井作业，根据需要确定小直径管4的长度，将侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱下至套管内；
第二步，组合管串下到位后，进行第一段储层的改造，从组合管串注入射孔液，进行水力喷砂射孔；射孔完成后，从油套环空注入压裂液，同时组合管串保持伴注；重复以上步骤，组合管串拖动压裂钻具依次完成其他储层的改造；
第三步，压裂结束后，放喷；放喷结束后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头5处，侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱加压，实现液压安全接头5丢手，液压安全接头5下面的工具串落在人工井底；
第四步，上提组合管串柱，起出连续油管2和转换接头3，将小直径管4悬挂于井口装置，作为速度管柱用于气井生产。
本发明通过用连续油管2与同管径的小直径管4组合管串代替单纯的连续油管管串对地层改造实施水力喷砂射孔、封隔器分层、环空压裂工艺，可以克服连续油管屈服强度不够、长度不够等困难，可以实现31/2〞套管的分段压裂安全可靠，改造段数不受限制，适用于侧钻和常规小井眼井。
本发明采用的小管径连续油管2与同管径的小直径管4组合管串进行环空分段压裂，液体摩阻小，排量可达到3m3/min以上，改造规模大。
本发明在改造完毕后，将小直径管4悬挂在井口装置作为速度管柱进行生产，可以从投产至废弃整个生命周期内降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井衔液能力，保证气井的平稳生产，延长气井生产期。
本发明在改造完毕后，直接将小直径管2作为生产管柱，和压井后下生产管柱相比，可以少下一趟生产管柱，缩短了作业周期，减少了起下管柱的费用，避免了压井液对储层的伤害。
本发明中采用材质为45#碳钢的小直径管4代替同尺寸的连续油管2作为速度管柱进行生产，可以节约成本40％～50％。
本发明通过连续油管2与同管径的小直径管4组合管串有效实现了31/2〞套管地层的分段压裂，作为压裂管柱使用具有安全可靠，改造规模大，改造段数不受限制的优点，作为生产管柱使用具有全生命期排水采气效果好，成本低，对储层伤害小。
以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (7)
1.一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：具体步骤为：
第一步，按要求完成通、洗井作业，根据需要确定侧钻井和小井眼井用组合管串中小直径管(4)的长度，将侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱下至套管内；
第二步，组合管串下到位后，进行第一段储层的改造，从组合管串注入射孔液，进行水力喷砂射孔；射孔完成后，从油套环空注入压裂液，同时组合管串保持伴注；重复以上步骤，组合管串拖动压裂钻具依次完成其他储层的改造；
第三步，压裂结束后，放喷；放喷结束后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头(5)处，侧钻井和小井眼井用组合管串分段压裂与生产管柱加压，实现液压安全接头(5)丢手，液压安全接头(5)下面的工具串落在人工井底；
第四步，上提组合管串柱，起出连续油管(2)和转换接头(3)，将小直径管(4)悬挂于井口装置，作为速度管柱用于气井生产；
上述侧钻井和小井眼井用组合管串，包括连续油管(2)、转换接头(3)、小直径管(4)、液压安全接头(5)、水力喷砂器(6)、平衡阀(7)、水力锚(8)、下封隔器(9)和导向头(10)，所述的连续油管(2)位于上套管(1)内，所述的上套管(1)内下部设有悬挂封隔器(11)，所述的悬挂封隔器(11)下端连接有下套管(12)；所述的连续油管(2)通过转换接头(3)与小直径管(4)连接，所述的小直径管(4)位于下套管(12)内，所述的小直径管(4)下端依次连接有液压安全接头(5)、水力喷砂器(6)、平衡阀(7)、水力锚(8)、下封隔器(9)和导向头(10)；小直径管(4)材质为45#碳钢；所述的连续油管(2)和小直径管(4)内径一致；所述的下套管(12)包括竖直段、拐角段和倾斜段，所述的拐角段为圆弧，所述的小直径管(4)下端穿过悬挂封隔器(11)并沿着下套管(12)的方向向下延伸至拐角段，小直径管(4)下端依次连接的液压安全接头(5)、水力喷砂器(6)、平衡阀(7)、水力锚(8)、下封隔器(9)和导向头(10)位于下套管(12)的倾斜段内。
2.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的连续油管(2)与同管径的小直径管(4)组合管串进行环空分段压裂，其排量达到3m3/min以上。
3.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的连续油管(2)和小直径管(4)内径均为
4.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的平衡阀(7)在排量小于等于0.05m3/min时处于打开状态，当排量大于0.10m3/min时，平衡阀(7)自动关闭。
5.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的水力锚(8)和下封隔器(9)坐封压力为0.5～1.5Mpa。
6.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的上套管(1)为51/2〞套管，下套管(12)为31/2〞套管。
7.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用组合管串的使用方法，其特征在于：所述的下封隔器(9)为K344封隔器。
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