專利名稱：可充填控水篩管及其布設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣開采中油井、氣井和注水井(以下簡稱油氣井)使用的控水篩管及其布設(shè)方法，特別是一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法。
背景技術(shù)：
在石油天然氣開采中，油氣井生產(chǎn)段比較長，特別是水平井，生產(chǎn)段長
達200米~ 800米或更長。在生產(chǎn)過程中，由于油田地質(zhì)和流體等方面的原因，許多油氣井生產(chǎn)一段時間后就會存在局部出水問題。油氣井局部出水一方面使油氣井日產(chǎn)量急劇下降，收益受到很大影響；另一方面大量產(chǎn)出水需要處理，浪費人力財力。
為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種在控水篩管(控水篩管是一種內(nèi)設(shè)有流量控制裝置的過濾器，篩管也稱防砂管)，并在控水篩管外充填固體顆粒解決出水率的方案，通過在控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，使控水篩管與井壁之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離作用，結(jié)合控水篩管可以大大降低進入控水篩管的水。其具體做法是鉆井后，向井內(nèi)放置控水篩管，之后向控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，固體顆粒待攜帶固體顆粒的充填液濾走后填充了控水篩管和井壁之間的環(huán)空，形成由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。為了保證固體顆粒充填，充入的砂漿需要達到臨界速度，如流量需大于lmVs，否則不能克服固體顆粒在流動過程中的沉淀，無法充填。
控水篩管的作用是通過內(nèi)設(shè)流量控制裝置來控制水進入篩管的流量來達到控制出水量、降低含水率、提高油氣采收率。目前控水篩管有兩種類型
5節(jié)流型與開關(guān)型，節(jié)流型控水篩管是在篩管上設(shè)置節(jié)流裝置，限制較大流量的水進入篩管；開關(guān)型控水篩管允許通過的流量也很有限。因此控水篩管上可通過的流量很小，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了一定程度上的控水，但在控水篩管使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于控水篩管和油氣井的內(nèi)壁之間往往會存在一個環(huán)空，如進入油氣井的水在控水篩管外竄流，就會從控水篩管的其他非地層出水段對應(yīng)的區(qū)段進入控水篩管，控水篩管就不能達到控水效果。雖然可以通過充填固體顆粒的方法解決水沿井壁和控水篩管之間環(huán)空的軸向竄流問題，但充填固體顆粒需要控水篩管具有較生產(chǎn)時所需控制的流量大很多的流量，而控水篩管的流量很小，不能滿足在控水篩管外面充填固體顆粒的操作需要，如果為了充填的需要將流量控制裝置的允許流量提高，生產(chǎn)時的控水效果又大受影響，二者間的矛盾使這兩種控水技術(shù)一直未能實現(xiàn)結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，通過控水篩管和環(huán)空充填有機的結(jié)合，有效阻止或大大減緩油氣井出水的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可充填控水篩管，包括基管，所述基管上設(shè)置有至少一個過濾套，所述過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層，所述基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時設(shè)置成具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)、在充填固體顆粒后設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)的充填控水閥門。
所述充填控水閥門為壓蓋撐桿型充填控水閥門、壓蓋拉線型充填控水閥門或柱塞型充填控水閥門。
所述充填控水閥門包括壓蓋、撐桿和彈性元件，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述彈性元件的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與所述壓蓋的一側(cè)表面連接，所述撐桿的一端壓設(shè)在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另一端固定在基管的內(nèi)表面上，所述壓蓋上開設(shè)有節(jié)流孔。所述壓蓋拉線型充填控水閥門包括壓蓋、拉線和斷線，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述斷線的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與所述壓蓋的一側(cè)表面連接，所述拉線的一端固定在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另一端固定在基的內(nèi)表面上，所述壓蓋上開設(shè)有節(jié)流孔。
所述柱塞型充填控水閥門包括柱塞、拉線和卡子，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述導(dǎo)流層內(nèi)開設(shè)有與所述充填孔連通且能被所述柱塞堵塞的通道，所述卡子固定在通道內(nèi)并卡住柱塞，所述拉線的一端固定在柱塞上，另一端穿過通道和充填孔呈繃緊狀固定在基管的內(nèi)表面上，所述柱塞上開設(shè)有節(jié)流孔。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種可充填控水篩管的布設(shè)方法，
包括
將設(shè)置有充填控水閥門的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置，所述充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)；
在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)；
將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)，使生產(chǎn)時的油或水以具有控水所需流阻的節(jié)流狀態(tài)進入可充填控水篩管的基管內(nèi)。
本發(fā)明提出了一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，與現(xiàn)有技術(shù)單一采用控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本發(fā)明技術(shù)方案的控水篩管一方面通過控水篩管的控水作用控制出水量，另一方面通過環(huán)空充填避免了水在控水篩管外的竄流，充填后，控水篩管與井壁之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離作用，油、水在軸向滲流時，流動阻力增大，根據(jù)滲流達西定律，流動阻力與流動路程成正比，于是在局部見水的情況下，水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán)從一 區(qū)段進入另 一 區(qū)段的控水篩管。本發(fā)明可充填控水篩管采用充填控水閥門結(jié)構(gòu)，在向環(huán)空充填固體顆粒層時，本發(fā)明充填控水閥門處于具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)，充填時大流量的水從充填控水閥門進入控水篩管，使環(huán)空充填得以順利完成，在充填固體顆粒層完畢后，將充填控水閥門設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水只能以節(jié)流狀態(tài)進入控水篩管，達到堵水目的。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡捷，施工工藝簡單，可廣泛應(yīng)用于油氣田生產(chǎn)和注入井，特別是用在水平井的生產(chǎn)中，有效延緩或降低油氣井大量出水問題， 一方面使油氣井日產(chǎn)量提高，另一方面節(jié)省了人力和財力，減少了環(huán)境污染。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明可充填控水篩管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明壓蓋拉線型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明壓蓋拉線型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明柱塞型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明柱塞型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明可充填控水篩管的布設(shè)方法的流程圖；圖9a、圖9b為本發(fā)明采用腐蝕方法實現(xiàn)充填控水閥門關(guān)閉的示意圖。附圖標記說明
l一可充填控水篩管串:
4—孔隙介質(zhì)環(huán)；
13—導(dǎo)流層；
16—節(jié)流孔；
60—酸液；
42a—撐桿環(huán)；
45 —充填孔；
47 —密封圏；
2 —水平井；IO—基管；14—盲段；
40— 充填控水閥門；
41— 壓蓋;43—彈簧；
45a —充填孔密封座48—拉線；
8
3—封隔器；11—過濾套；15—端環(huán);50—插件；42—撐桿；44 —凹槽；46 —定位裝置;49 —斷線；401—柱塞； 402—拉線； 403—-^"子；
404 —充填孔； 405—通道； 406 —密封圏。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明可充填控水篩管的結(jié)構(gòu)示意圖，僅以水平井為例子說明本實施例的技術(shù)方案。如圖1所示，本實施例數(shù)個可充填控水篩管依次連接形成可充填控水篩管串1并設(shè)置在水平井2內(nèi)，井口部位由封隔器3固定在井壁上，水平井2和可充填控水篩管串1之間充填由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)4。每個可充填控水篩管的主體結(jié)構(gòu)包括基管10,基管IO上設(shè)置有一個或一個以上的過濾套11，過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層13,基管10上過濾套11之間為只有基管的盲段14。導(dǎo)流層13內(nèi)還設(shè)置有充填控水閥門40，充填控水閥門40上設(shè)置有控水裝置，使充填控水閥門40和控水裝置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。充填控水閥門40具有大孔道狀態(tài)和小孔道狀態(tài)二種狀態(tài)，在充填孔隙介質(zhì)環(huán)4時設(shè)置為具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)，使充填時大流量的砂漿濾液從充填控水閥門40進入基管10內(nèi)，通過基管10排到地面；在充填孔隙介質(zhì)環(huán)4完畢后設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)，使生產(chǎn)中的油或水通過充填控水閥門40上設(shè)置的控水裝置以d 、流量節(jié)流狀態(tài)進入基管10 。
與現(xiàn)有技術(shù)單一采用控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本實施例可充填控水篩管將控水篩管和環(huán)空充填有機地結(jié)合在一起， 一方面通過控水篩管的節(jié)流作用控制出水量，另 一方面通過環(huán)空充填避免了水在控水篩管外的竄流(對地層出砂嚴重的井除外)，充填后，控水篩管與井壁之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離的作用，油、水在其中滲流時，流動阻力增大，根據(jù)滲流達西定律，流動阻力與流動路程成正比，于是在局部見水的情況下，水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán)從其他區(qū)段進入控水篩管。而在向環(huán)空充填固體顆粒時，本實施例充填控水閥門處于具
9有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)，充填時大流量的砂漿濾液以大流量進入控水篩管，使環(huán)空充填得以順利完成，在充填固體顆粒完畢后，將充填控水閥門設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水只能通過充填控水閥門上設(shè)置的控水裝置小流量進入控水篩管，降低油氣井出水量。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，充填控水閥門可以有多種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明優(yōu)選采用壓蓋撐桿型充填控水閥門、壓蓋拉線型充填控水閥門和柱塞型充填控水閥門。
圖2為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，基
管IO通過端環(huán)15與過濾套ll連接，并在過濾套ll的內(nèi)表面和基管10的外表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層13,壓蓋撐桿型充填控水閥門設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)的端環(huán)15上，充填控水閥門上還設(shè)置有一個或一個以上的控水裝置，控水裝置是節(jié)流型控水裝置，使壓蓋撐桿型充填控水閥門和節(jié)流型控水裝置均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖2所示，壓蓋撐桿型充填控水閥門包括壓蓋41、撐桿42和彈簧43,端環(huán)15的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽44，基管10上開設(shè)有充填孔45，彈簧43設(shè)置在凹槽44內(nèi)， 一端固定在凹槽44的內(nèi)表面上，另一端與壓蓋41的上表面連接，撐桿42由脆性材料制造，一端頂設(shè)在壓蓋41的下表面上，另一端穿過充填孔45固定在基管10的內(nèi)表面上，壓蓋41上開設(shè)至少一個具有節(jié)流作用的節(jié)流孔16。具體地，充填孔45朝向壓蓋41的一側(cè)設(shè)置有凹臺狀的充填孔密封座45a，充填孔密封座45a用于與壓蓋41配合，充填孔45靠近基管內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置有定位裝置46,定位裝置46用于限定撐桿42的運動方向；壓蓋41的外緣套設(shè)有密封圈47，在壓蓋與充填孔密封座配合時加強壓蓋41與充填孔密封座45a之間的密封，使油或水只能通過節(jié)流孔16進入基管10。本實施例中，密封圈47可以采用O形橡膠圈，彈簧43也可以采用其他彈性元件，如彈性塊等，充填孔密封座45a的上沿可以設(shè)置成便于壓蓋進入的倒角結(jié)構(gòu)。
當準備使用本實施例可充填控水篩管時，將壓蓋撐桿型充填控水閥門設(shè)置成圖2所示狀態(tài)，撐桿42的一端頂設(shè)在基管10內(nèi)的對側(cè)表面上，另一端穿過充填孔45頂住壓蓋41，使壓蓋41將彈簧43壓縮在端環(huán)15的凹槽44內(nèi)，此時壓蓋撐桿型充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后，在井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填固體顆粒，砂漿中的砂漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和大孔道狀態(tài)的充填控水閥門進入基管10內(nèi)，并被抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填完畢后，改變可充填控水篩管上充填控水閥門的狀態(tài)。圖3為本發(fā)明壓蓋撐桿型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，將插件放入可充填控水篩管內(nèi)，通過插件50移動依次改變可充填控水篩管上充填控水閥門的狀態(tài)，移動中的插件50依次撞擊撐桿42,由于撐桿42為脆性材料，在撞擊中被撞碎，壓蓋41失去支撐，被彈簧43推向充填孔45，并壓設(shè)在充填孔45的充填孔密封座上，將充填孔45堵塞，由于壓蓋撐桿型充填控水閥門的壓蓋41上設(shè)置有至少一個節(jié)流孔16，壓蓋撐桿型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和充填控水閥門壓蓋41上的節(jié)流孔16進入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進行。此外，關(guān)閉壓蓋撐桿型充填控水閥門也可以采用腐蝕方法，通過向基管內(nèi)傾注腐蝕液，腐蝕液將撐桿腐蝕斷裂，也可實現(xiàn)消除壓蓋的支撐，最終將壓蓋撐桿型充填控水閥門關(guān)閉。
在上述技術(shù)方案中，定位裝置可以采用環(huán)套結(jié)構(gòu)，外環(huán)套設(shè)在充填孔內(nèi)，
內(nèi)環(huán)套設(shè)在撐桿外，外環(huán)和內(nèi)環(huán)通過連桿連接，使外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間形成液體
流道，實現(xiàn)撐桿的定位和導(dǎo)向；壓蓋的側(cè)面可以設(shè)置成弧形，可以避免壓蓋
向下運動中卡死；位于基管內(nèi)撐桿的一端可以直接支撐在控水篩管內(nèi)的側(cè)壁
上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，可以有多種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，只要
通過撞擊或腐蝕消除撐桿的支撐狀態(tài)即可。本實施例壓蓋撐桿型充填控水閥
門的結(jié)構(gòu)簡捷，工藝簡單。
圖4為本發(fā)明壓蓋拉線型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，基管IO通過端環(huán)15與過濾套11連接，并在過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外
表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層13，壓蓋撐桿型充填控水閥門設(shè)置 在導(dǎo)流層13內(nèi)的端環(huán)15上，充填控水閥門上還設(shè)置有一個或一個以上的控 水裝置，控水裝置是節(jié)流型控水裝置，使壓蓋撐桿型充填控水閥門和節(jié)流型 控水裝置均設(shè)置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖4所示，壓蓋拉線型充填 控水閥門包括壓蓋41、拉線48和斷線49,端環(huán)15的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽44, 基管10上開設(shè)有充填孔45，斷線49的一端固定在凹槽44的內(nèi)表面上，另 一端與壓蓋41的上表面連接，拉線48的一端固定在壓蓋41的下表面上，另 一端穿過充填孔45,呈繃緊狀固定在基管IO的內(nèi)表面上，壓蓋41上開設(shè)具 有節(jié)流作用的節(jié)流孔16。具體地，充填孔45朝向壓蓋41的一側(cè)設(shè)置有凹臺 狀的充填孔密封座45a,充填孔密封座45a用于與壓蓋41配合，充填孔45 靠近基管內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置有定位裝置46,定位裝置46用于限定拉線48的 運動方向，壓蓋41的外緣套設(shè)有密封圈47，加強壓蓋41與充填孔密封座45a 之間的密封。拉線48的拉斷力大于斷線49的拉斷力，例如，當拉線48的拉 斷力為15Kg時，斷線49的拉斷力可以設(shè)置成5Kg。本實施例中，密封圈47可 以采用0形橡膠圈，充填孔密封座45a的上沿可以設(shè)置成便于壓蓋進入的倒 角結(jié)構(gòu)，為了提高斷線拉斷后壓蓋向充填孔運動的速度和可靠性，壓蓋與凹 槽之間也可以設(shè)置彈簧。
當準備使用本實施例可充填控水篩管時，將壓蓋拉線型充填控水閥門設(shè) 置成圖4所示狀態(tài)，拉線48的一端固定在基管10內(nèi)的對側(cè)表面上，另一端 穿過充填孔45拉住壓蓋41,使壓蓋41在拉線48和斷線49的拉力下平衡， 并位于端環(huán)15的凹槽44內(nèi)，此時壓蓋拉線型充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)。 將可充填控水篩管放入井內(nèi)后，在井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填 固體顆粒，砂漿中的砂漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和大孔道狀態(tài)的 充填控水閥門進入基管10內(nèi)，并被抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形 成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填完畢后，改變可充填控水篩管上充填控水閥門的狀態(tài)。圖5為本發(fā)明壓蓋拉線型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體
地，將插件放入可充填控水篩管內(nèi)，通過插件50移動依次改變可充填控水篩 管上充填控水閥門的狀態(tài)，移動中的插件50依次撞擊拉線48,將拉線48撞 彎，拉線48拉動壓蓋41向下運動，最終將斷線49拉斷，拉線48將壓蓋41 拉向充填孔45，并壓設(shè)在充填孔45的充填孔密封座上，將充填孔45堵塞， 插件50繼續(xù)移動，最終將拉線撞斷，對下一個充填控水閥門進行操作。由于 壓蓋撐桿型充填控水閥門的壓蓋41上設(shè)置有至少一個節(jié)流孔16,壓蓋撐桿 型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水和油通過導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通 道B和充填控水閥門壓蓋41上的節(jié)流孔16進入基管10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以 正常進行。本實施例中，位于基管內(nèi)拉線的一端可以直接固定在基管內(nèi)的側(cè) 壁上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，只要通過插件撞擊使斷線
#:4立斷即可。
圖6為本發(fā)明柱塞型充填控水閥門的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，基管IO 通過端環(huán)15與過濾套11連接，并在過濾套11的內(nèi)表面和基管10的外表面 之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層13,柱塞型充填控水閥門設(shè)置在導(dǎo)流層 13內(nèi)的端環(huán)15上，充填控水閥門上還設(shè)置有一個或一個以上的控水裝置， 控水裝置是節(jié)流型控水裝置，使柱塞型充填控水閥門和節(jié)流型控水裝置均設(shè) 置在導(dǎo)流層13內(nèi)形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。如圖6所示，柱塞型充填控水閥門包括柱塞 401、拉線402和卡子403,基管10上開設(shè)有充填孔404,導(dǎo)流層13內(nèi)的端 環(huán)15上開設(shè)有與充填孔404連通且能被柱塞401堵塞的通道405,卡子403 固定在通道405的內(nèi)表面上，用于卡住柱塞401,拉線402的一端固定在柱 塞401上，另一端穿過通道405和充填孔404,呈繃緊狀固定在基管10的內(nèi) 表面上，柱塞401上開設(shè)至少一個具有節(jié)流作用的節(jié)流孔16。具體地，通道 405包括直線段和斜向段，直線段朝向柱塞401的一側(cè)，用于與柱塞401配 合，斜向段開設(shè)在基管IO表面上。進一步地，柱塞還套設(shè)有密封圏406。
當準備使用本實施例可充填控水篩管時，將柱塞型充填控水閥門設(shè)置成圖6所示狀態(tài)，拉線402的一端固定在基管10內(nèi)的對側(cè)表面上，另一端穿過 充填孔404和通道405拉住柱塞401,柱塞401由于卡子403固定，處于靜 止狀態(tài)，此時柱塞型充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)。將可充填控水篩管放入 井內(nèi)后，在井壁和可充填控水篩管之間的環(huán)空內(nèi)充填固體顆粒，砂漿中的砂 漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和大孔道狀態(tài)的充填控水閥門進入基管 10內(nèi)，并^C抽到地面，形成充填環(huán)空的由固體顆粒形成的孔隙介質(zhì)環(huán)。充填 完畢后，改變可充填控水篩管上充填控水閥門的狀態(tài)。圖7為本發(fā)明柱塞型 充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，將插件放入可充填控
水篩管內(nèi)，通過插件50移動依次改變可充填控水篩管上充填控水閥門的狀 態(tài)。移動中的插件50依次撞擊拉線402,將拉線402撞彎，拉線402拉動柱 塞401向前運動，沖破卡子403的阻擋，并被拉線402拉入通道405中，將 通道405堵塞，插件50繼續(xù)移動，最終將拉線撞斷，對下一個充填控水閥門 進行改變狀態(tài)操作。由于柱塞型充填控水閥門的柱塞401上設(shè)置有至少一個 節(jié)流孔16，此時柱塞型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水和油通過 導(dǎo)流層13內(nèi)的控水通道B和充填控水闊門壓蓋41上的節(jié)流孔16進入基管 10內(nèi)，使油氣生產(chǎn)得以正常進行。本實施例中，位于基管內(nèi)拉線的一端可以 直接固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，也可以通過中間件固定在基管內(nèi)的側(cè)壁上，只 要通過插件撞擊使斷線被拉斷即可。
圖8為本發(fā)明可充填控水篩管的布設(shè)方法的流程圖，具體為 步驟11、將設(shè)置有充填控水閥門的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn) 位置，所述充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)；
步驟12、在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)； 步驟13、將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)，使生 產(chǎn)時的油或水以具有控水所需流阻的節(jié)流狀態(tài)進入可充填控水篩管的基管內(nèi)。 與現(xiàn)有技術(shù)單一采用控水篩管解決出水問題的技術(shù)方案相比，本實施例 可充填控水篩管的布設(shè)方法將控水篩管和環(huán)空充填有機地結(jié)合在一起， 一方面通過控水篩管的節(jié)流作用控制出水量，另 一方面通過環(huán)空充填避免了水在 控水篩管外的竄流(對地層出砂嚴重的井除外)，充填后，控水篩管與井壁 之間形成孔隙介質(zhì)環(huán)，孔隙介質(zhì)環(huán)在控水篩管外起到軸向隔離的作用，油、 水在其中滲流時，流動阻力增大，根據(jù)滲流達西定律，流動阻力與流動路程 成正比，于是在局部見水的情況下，水將難以通過控水篩管外的孔隙介質(zhì)環(huán) 從其他區(qū)段進入控水篩管。而在向環(huán)空充填固體顆粒時，本實施例充填控水 閥門處于具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)，充填時大流量的砂漿濾液以大 流量進入控水篩管，使環(huán)空充填得以順利完成，在充填固體顆粒完畢后，將 充填控水閥門設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水只能通過充填 控水閥門上設(shè)置的控水裝置小流量進入控水篩管，降低油氣井出水量。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，將設(shè)置有充填控水閥門的可充填控水篩管布設(shè) 在油氣井的生產(chǎn)位置，所述充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)和在可充填控水篩
管和井壁之間充填固體顆粒可以釆用傳統(tǒng)方法，步驟13將可充填控水篩管上 的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)具體為 步驟131 、將插件放入可充填控水篩管內(nèi)；
步驟132、通過插件移動依次將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置 成小孔道狀態(tài)。
本實施例可充填控水篩管的布設(shè)方法通過采用插件來實現(xiàn)充填控水閥門 狀態(tài)的改變，其中充填控水閥門可以是壓蓋撐桿型充填控水閥門，也可以是 壓蓋拉線型充填控水閥門，還可以是柱塞型充填控水閥門。具體地，當使用 壓蓋撐桿型充填控水閥門時，步驟132可以是插件移動中撞碎可充填控水篩 管內(nèi)各充填控水閥門的撐桿或撐桿環(huán)，使所述充填控水閥門變成小孔道狀態(tài)； 當使用壓蓋拉線型充填控水閥門或柱塞型充填控水閥門時，步驟132可以是 插件移動中撞擊可充填控水篩管內(nèi)各充填控水閥門的拉線，將所述拉線撞彎、 繃斷，使所述充填控水閥門變?yōu)樾】椎罓顟B(tài)。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，步驟13還可以具體為步驟131'、向可充填控水篩管內(nèi)導(dǎo)入腐蝕液；
步驟132'、腐蝕液將可充填控水篩管內(nèi)各充填控水閥門的撐桿或撐桿環(huán) 腐蝕斷裂，使所述充填控水閥門變成小孔道狀態(tài)。
本實施例可充填控水篩管的布設(shè)方法通過采用腐蝕方法來改變充填控水 閥門的狀態(tài)，其中充填控水閥門可以是壓蓋撐桿型充填控水閥門。當使用壓 蓋撐桿型充填控水閥門時，本實施例通過腐蝕液腐蝕撐桿或撐桿環(huán)，消除撐 桿的支撐作用，使所述充填控水閥門從大孔道狀態(tài)改變?yōu)樾】椎罓顟B(tài)。優(yōu)選 地，撐桿或撐桿環(huán)釆用鋁材料制品，腐蝕液采用酸液制品，通過快速的化學(xué) 反應(yīng)，消除撐桿的支撐作用，使所述充填控水閥門關(guān)閉。
圖9a、圖9b為本發(fā)明采用腐蝕方法實現(xiàn)充填控水閥門關(guān)閉的示意圖， 撐桿環(huán)42a設(shè)置在基管10的內(nèi)表面上，撐桿42的一端支撐在撐桿環(huán)42a上， 撐桿42的另 一端穿過充填孔45頂住壓蓋41,使壓蓋41將彈簧"壓縮在端 環(huán)15的凹槽44內(nèi)，保持壓蓋撐桿型充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)，其中撐 桿環(huán)42a采用鋁材料制品。將可充填控水篩管放入井內(nèi)后進行充填環(huán)空操作， 砂漿中的砂漿濾液通過導(dǎo)流層13內(nèi)的充填通道A和大孔道狀態(tài)的充填控水岡 門進入基管10內(nèi)，如圖9a所示；充填完畢后，向基管10內(nèi)傾注酸液60, 酸液60將鋁材料的撐桿環(huán)42a腐蝕破裂，使撐桿42失去支撐，被彈簧43推 向充填孔45,并壓設(shè)在充填孔45的充填孔密封座上，將充填孔45堵塞，此 時壓蓋撐桿型充填控水閥門處于小孔道狀態(tài)，生產(chǎn)時的水和油通過導(dǎo)流層13 內(nèi)的控水通道B和充填控水閥門壓蓋41上的節(jié)流孔16進入基管10內(nèi)，使油 氣生產(chǎn)得以正常進行，如圖9b所示。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當 理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技 術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種可充填控水篩管，包括基管，所述基管上設(shè)置有至少一個過濾套，所述過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層，其特征在于，所述基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時設(shè)置成具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)、在充填固體顆粒后設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)的充填控水閥門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述基管通過端環(huán)與所述過濾套連接，所述充填控水閥門設(shè)置在所述端環(huán)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填 控水閥門包括壓蓋、撐桿和彈性元件，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所 述基管上開設(shè)有充填孔，所述彈性元件的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與 所述壓蓋的一側(cè)表面連接，所述撐桿的一端壓設(shè)在所述壓蓋的另一側(cè)表面上， 另一端固定在基管的內(nèi)表面上，所述壓蓋上開設(shè)有節(jié)流孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述撐桿為脆 性材料制品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述撐桿通過 撐桿環(huán)固定在所述基管的內(nèi)表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填孔內(nèi) 設(shè)置有限定所述撐桿運動方向的定位裝置，所述定位裝置的外環(huán)套設(shè)在充填 孔內(nèi)，內(nèi)環(huán)套設(shè)在撐桿外，外環(huán)和內(nèi)環(huán)通過連桿連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述壓蓋的邊 緣套設(shè)有密封圏。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充填 控水閥門包括壓蓋、拉線和斷線，所述導(dǎo)流層的內(nèi)壁上開設(shè)有凹槽，所述基 管上開設(shè)有充填孔，所述斷線的一端固定在所述凹槽內(nèi)，另一端與所述壓蓋 的一側(cè)表面連接，所迷拉線的一端固定在所述壓蓋的另一側(cè)表面上，另一端固定在基的內(nèi)表面上，所述壓蓋上開設(shè)有節(jié)流孔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述拉線的拉斷力大于斷線的拉斷力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述壓蓋的 邊緣套設(shè)有密封圏。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述充 填控水閥門包括柱塞、拉線和卡子，所述基管上開設(shè)有充填孔，所述導(dǎo)流層 內(nèi)開設(shè)有與所述充填孔連通且能被所述柱塞堵塞的通道，所述卡子固定在通 道內(nèi)并卡住柱塞，所述拉線的一端固定在柱塞上，另一端穿過通道和充填孔 呈繃緊狀固定在基管的內(nèi)表面上，所述柱塞上開設(shè)有節(jié)流孔。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可充填控水篩管，其特征在于，所述柱塞 上還套設(shè)有至少 一個密封圈。
13. —種可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于，包括 將設(shè)置有充填控水閥門的可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置，所述充填控水閥門處于大孔道狀態(tài)；在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒，形成孔隙介質(zhì)環(huán)； 將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)，使生產(chǎn)時的油或水以具有控水所需流阻的節(jié)流狀態(tài)進入可充填控水篩管的基管內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)具體為將插件放入可充填控水篩管內(nèi)；通過插件移動依次將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述通過插件移動依次將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀 態(tài)具體為插件移動中撞碎可充填控水篩管內(nèi)各充填控水閥門的撐桿或撐桿環(huán)，使所述充填控水閥門變成小孔道狀態(tài)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于，所述通過插件移動依次將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)具體為插件移動中撞擊可充填控水篩管內(nèi)各充填控水閥門的拉線，將所 述拉線撞彎、繃斷，使所述充填控水閥門變成小孔道狀態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)具體為向可充填控水篩管內(nèi)導(dǎo)入腐蝕液；腐蝕液將可充填控水篩管內(nèi)各充填控水閥門的撐桿或撐桿環(huán)腐蝕斷裂， 使所述充填控水閥門變成小孔道狀態(tài)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的可充填控水篩管的布設(shè)方法，其特征在于， 所述撐桿或撐桿環(huán)為鋁制品，所述腐蝕液為酸液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可充填控水篩管及其布設(shè)方法，可充填控水篩管包括基管，基管上設(shè)置有至少一個過濾套，過濾套內(nèi)表面和基管外表面之間形成使流體沿軸向流動的導(dǎo)流層，基管上還設(shè)置有在充填固體顆粒時設(shè)置成具有大流量通過能力的大孔道狀態(tài)、在充填固體顆粒后設(shè)置成具有流量控制的小孔道狀態(tài)的充填控水閥門。布設(shè)方法包括將可充填控水篩管布設(shè)在油氣井的生產(chǎn)位置；在可充填控水篩管和井壁之間充填固體顆粒；將可充填控水篩管上的充填控水閥門設(shè)置成小孔道狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡捷，施工工藝簡單，可廣泛應(yīng)用于油氣田生產(chǎn)和注入井，特別是水平井，有效延緩或降低油氣井大量出水問題，提高油氣井日產(chǎn)量，節(jié)省了人力和財力，減少了環(huán)境污染。
文檔編號E21B43/08GK101476455SQ200810055679
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者李樹盛, 裴柏林 申請人:安東石油技術(shù)(集團)有限公司