CN201225121Y - 油气井选择性完井工具 - Google Patents

Abstract

油气井选择性完井工具，应用于石油、天然气和煤层气井完井管柱中。特征是：在上本体、中本体和下本体组成的外壳内部有圆筒形活动套，在上本体、下本体与中本体之间并在活动套的外侧有密封组；上本体和下本体内分别有阶梯孔形成限位台阶，活动套能在上本体与下本体之间的阶梯孔内轴向滑动，下本体内还有两个限位槽；中本体中部有长圆形通孔；活动套上有长圆形流通循环孔和弹性爪。效果是：能实现完井管柱内外环空的联通和关闭，满足产层选择性开采的需要。根据油气井产层的实际分布情况和开采需要，实现水平井单一井眼多层段或单层段分层段选择性封隔、封堵和开采等作业技术。

Description

油气井选择性完井工具

技术领域

本发明涉及石油、天然气和煤层气开采技术领域。特别涉及一种油气井选择性完井工具。

背景技术

随着国内各油田逐步进入勘探开发的中后期，勘探开发的难度和成本显著增加，研究和应用高效的稳产增产工艺和措施，成为各油田发展和壮大的必走之路。国内外的研究和应用实践证明，水平井技术能够较直井大大地增加井眼在生产层中的长度和产层的泄油面积，提高油气产量，减缓水锥和气锥的推进速度，其勘探开发效果相当于直井的3～6倍，因此，最近几年国内外水平井钻井数量大量增加。

虽然水平井钻井技术发展已经比较成熟，而水平井完井方式则发展比较缓慢，目前水平井完井方式主要有：裸眼完井、尾管射孔完井和筛管+裸眼封隔器完井。裸眼完井方式是最为简单和低成本的完井方式，但由于其自身的应用局限性和缺陷，已经很少应用；尾管射孔完井方式是目前国内最为广泛和最主要使用的完井方式，该方式有利于避开夹层水、底水、气顶，可实施水平段分段射孔、试油、注采和进行选择性增产措施，但是产量较低，不能充分发挥水平井的产能优势；筛管+裸眼封隔器完井方式既起到裸眼完井的作用，又防止了裸眼井壁坍塌堵塞井筒的作用，同时在一定程度上起到防砂的作用，而且能提供足够的流通面积，储层不受水泥浆的污染，可防止井眼坍塌，成本相对较低，能够最大限度发挥产能，但是如果出现产层变化如水锥等复杂情况后，没有很好的解决处理方法。目前我国各个油田水平井完井情况大致如此，对于水平井在生产层段多，又具有各自单独油气顶和油水界面的复杂油气藏开采所需的多层单油管选择性完井技术，则还没有相应的解决办法。而管外封隔器+选择性完井工具选择性完井方法能够解决这些难题。

管外封隔器+选择性完井工具选择性水平井完井方法综合了尾管射孔完井和筛管+裸眼封隔器完井两种完井方法的优点，产量高而且可以采取多种作业方法进行改造产层，是一种较先进的完井方法。该选择性完井方法是通过在地面能够进行开关操作的选择性完井工具和高性能的管外封隔器和尾管悬挂器等工具和设备的配合使用，实现多层单油管选择性完井工艺，不仅能够防止地层水侵入和分层段试油、采油，同时还具有裸眼完井渗流面积大，完善程度高等优点，不仅可以克服注水泥完井技术存在的缺陷，又可以良好地实现层段封隔，达到单一井眼条件下多层或单层复杂油气藏选择性分层封隔、开采、封堵和作业，对提高油气藏开采效率和保护油气藏具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种油气井选择性完井工具，通过与管外封隔器等完井工具的配合使用，能根据油气井产层分布情况和开采需要，在产层下入选择性完井工具，有选择性地封隔产层和非产层，并通过应用配套的开关操作工具应用，实现选择性完井工具打开或关闭，从而实现对应产层的选择性分层封隔、开采、封堵和作业，提高石油、天然气或煤层气井开采效益。

本实用新型的技术方案是：油气井选择性完井工具，由上本体、活动套、上密封组、中本体、下密封组和下本体组成，其特征在于：上本体上端有油套管螺纹，上本体下端螺纹连接中本体，中本体又通过螺纹与下本体连接，形成选择性完井工具的外壳，在外壳内部有圆筒形活动套，在上本体与中本体之间并在活动套的外侧有上密封组；在下本体与中本体之间并在活动套的外侧有下密封组，活动套与上本体、中本体和下本体组成的外壳之间密封配合，上本体和下本体内分别有阶梯孔形成限位台阶，活动套能在上本体与下本体之间的阶梯孔内轴向滑动，下本体内还有两个限位槽；中本体中部有长圆形流通孔；活动套上有长圆形流通循环孔和弹性爪。

所述的中本体中部的长圆形流通孔轴向可以是单排或多排，每排流通孔的数量为4-16个，通孔径向均匀分布，中本体中部的通孔直径在10-50毫米之间。

所述的活动套上的长圆形流通循环孔在活动套的上端，流通循环孔设计与中本体流通孔相对应，可以是单排或多排，数量为4-32个，流通循环孔均匀分布，活动套上的流通循环孔直径在10-50毫米之间。

活动套上的4-8个弹性爪径向均匀分布，弹性爪的弹性端自由状态时高于活动套外径，受力后，其可以收回，其作用是与下本体内部两个定位槽相配合，使活动套能够锁紧与本油气井选择性完井工具打开和关闭两个位置，确保活动套只有在一定的外力作用下，才能够打开和关闭。

所述的上本体和下本体内部限位台阶的内径小于活动套的外径。限位台阶用于限制活动套向上移动的距离。

为保证选择性完井工具打开和关闭作业的可靠性，所述的下本体内壁设计有两个定位凹槽，两个定位槽的作用是与活动套上的弹性爪套配合，使活动套能够锁紧与本油气井选择性完井工具打开和关闭两个位置，确保活动套只有在一定的外力作用下，才能够打开和关闭。

为了确保选择性完井工具的打开和关闭的状态可靠性，所述的上密封组和下密封组采用的V型组合密封，并在活动套与中本体之间有0型密封圈。

为了适应选择性完井作业不同规格井径的需要，上本体、中本体和下本体的外径在50—300毫米之间。

本实用新型的有益效果是：油气井选择性完井工具，能实现油气井选择性完井目的，达到克服注水泥完井技术存在的缺陷，良好地实现层段封隔，达到单一井眼条件下多层或单层复杂油气藏选择性分层封隔、开采、封堵和作业，提高油气藏开采效益。并具有以下特点：

1.油气井选择性工具在井眼内入井容易、可靠。其随完井管柱一起入井，工具外径不大于相应的管外封隔器的外经，可以保证工具顺利入井。

2.油气井选择性工具内外采用V型组合密封，密封性能可靠、寿命长、活动套轴向移动顺畅。

3.油气井选择性工具外本体和活动套分别设计有对应的轴向多排联通循环孔，能够满足选择性完井工具打开时，对应产层高效开采、压裂或酸化的需要。

4.油气井选择性工具整体结构简单、施工工艺安全。油气井选择性工具是串接在完井管柱上，其外径不大于配套的封隔器的外径，入井过程容易，开关操作容易可靠。

5.油气井选择性工具可以在管柱中任意串接多个，通过配套的开关工具可以任意选择性地进行打开或关闭作业，而不互相影响，能够满足各产层段任意选择性开采或作业。

附图说明

图1是本实用新型油气井选择性工具关闭状态的剖面示意图。

图2是本实用新型油气井选择性工具打开状态的剖面示意图。

图中，1.上本体，2.活动套，3.上密封组，4.中本体，5.下密封组，6.下本体。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例：参阅图1。一个油气井选择性完井工具，由上本体1、活动套2、上密封组3、中本体4、下密封组5和下本体6组成。上本体1、中本体4和下本体6的外径为130毫米。

上本体1上端有油套管螺纹，上本体1下端螺纹连接中本体3，中本体3又通过螺纹与下本体6连接，形成选择性完井工具的外壳。中本体4中部有长圆形流通孔。中本体4中部的双排流通孔数量为每排8个，通孔均匀分布，中本体4中部的通孔径是38毫米。

在外壳内部有一个圆筒形活动套2，活动套2的外径是99毫米。活动套2上有长圆形流通循环孔和弹性爪。活动套2上的流通循环孔在活动套2的上端，数量为16个，流通循环孔均匀分布，活动套2上的流通循环孔直径为38毫米。活动套2上的弹性爪径向均匀分布，弹性爪的弹性端自由状态时高于活动套外径，受力后，其可以收回。

在上本体1与中本体3之间并在活动套2的外侧有上密封组3；在下本体6与中本体3之间并在活动套2的外侧有下密封组5。上密封组3和下密封组5分别采用的是一个V型组合密封，并在活动套2与中本体4之间有一个O型密封圈。活动套2与上本体1、中本体4和下本体6组成的外壳之间密封配合。

上本体1和下本体6内分别有阶梯孔形成限位台阶，活动套2能在上本体1与下本体6之间的阶梯孔内轴向滑动。上本体1和下本体6内部限位台阶的内径是88毫米，小于活动套2的外径。限位台阶用于限制活动套2向上移动的距离。

下本体6内还有两个限位槽；下本体6内壁设计有两个定位凹槽，两个定位槽的作用是与活动套2上的弹性爪套配合，使活动套2能够锁紧与本油气井选择性完井工具打开和关闭两个位置，确保活动套2只有在一定的外力作用下，才能够打开和关闭。

工作原理：根据油气井产层的分布或同一产层分段开采的需要，按照油气井选择性完井工具与产层对应、产层之间安装管外封隔器封隔的关系，配接油气井选择性完井工艺管柱。所对应的选择性完井工艺管柱从下到上一次为：引鞋、盲尾管、管外封隔器、选择性完井工具、管外封隔器、选择性完井工具、管外封隔器、盲尾管、尾管悬挂器等，其中各段盲尾管的数量根据产层的实际需要而定。油气选择性完井工具入井时都处于关闭状态，参阅图1。选择性完井工艺管柱下到设计位置时，按照管外封隔器的作业要求，完井管柱内鳖压坐封全部的管外封隔器，坐挂尾管悬挂器，起出选择性完井管柱送入钻柱，此时所有的产层均处于关闭状态，然后，下入带选择性完井工具开关操作工具的作业管柱，根据各个产层开采的需要，有选择性打开(参阅图2)或关闭不对应产层的选择性完井工具，从而实现产层的选择性开采或作业，达到提高油气井开采效率的目的。

Claims (8)

1、一种油气井选择性完井工具，由上本体(1)、活动套(2)、上密封组(3)、中本体(4)、下密封组(5)和下本体(6)组成，其特征在于：上本体(1)上端有油套管螺纹，上本体(1)下端螺纹连接中本体(3)，中本体(3)又通过螺纹与下本体(6)连接，形成选择性完井工具的外壳，在外壳内部有圆筒形活动套(2)，在上本体(1)与中本体(3)之间并在活动套(2)的外侧有上密封组(3)；在下本体(6)与中本体(3)之间并在活动套(2)的外侧有下密封组(5)，活动套(2)与上本体(1)、中本体(4)和下本体(6)组成的外壳之间密封配合，上本体(1)和下本体(6)内分别有阶梯孔形成限位台阶，活动套(2)能在上本体(1)与下本体(6)之间的阶梯孔内轴向滑动，下本体(6)内还有两个限位槽；中本体(4)中部有长圆形流通孔；活动套(2)上有长圆形流通循环孔和弹性爪。

2、根据权利要求1所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：所述的中本体(4)中部的长圆形流通孔轴向可以是单排或多排，每排流通孔的数量为4-16个，通孔径向均匀分布，中本体(4)中部的通孔径在10-50毫米之间。

3、根据权利要求1所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：所述的活动套(2)上的长圆形流通循环孔在活动套(2)的上端，流通循环孔设计与中本体(4)流通孔相对应，可以是单排或多排，数量为4-32个，流通循环孔均匀分布，活动套(2)上的流通循环孔直径在10-50毫米之间。

4、根据权利要求1所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：活动套(2)上的4-8个弹性爪径向均匀分布，弹性爪的弹性端自由状态时高于活动套外径，受力后，其可以收回。

5、根据权利要求1所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：所述的上本体(1)和下本体(6)内部限位台阶的内径小于活动套(2)的外径。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：所述的下本体(6)内壁设计有两个定位凹槽，两个定位槽的作用是与活动套(2)上的弹性爪配合。

7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：所述的上密封组(3)和下密封组(5)采用的V型组合密封，并在活动套(2)与中本体(4)之间有O型密封圈。

8、根据权利要求1、2、3、4或5所述的油气井选择性完井工具，其特征在于：上本体(1)、中本体(4)和下本体(6)的外径在50—300毫米之间。

Images