專(zhuān)利名稱(chēng)：欠平衡條件下的篩管完井方法及暫堵式篩管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆探固井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種篩管完井 施工方法，是一種欠平衡條件下的篩管完井方法。
背景技術(shù)：
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欠平衡鉆井技術(shù)作為一項(xiàng)減少儲(chǔ)層損害、提高油氣井產(chǎn)能以及解 決常規(guī)鉆井技術(shù)出現(xiàn)的鉆速低、井漏、壓差卡鉆等問(wèn)題的有效手段， 越來(lái)越得到石油界的普遍重視。更重要的是，欠平衡鉆井技術(shù)有利于 降低油氣勘探開(kāi)發(fā)成本，并能有效及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣藏，已成為 鉆井技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)。欠平衡完井技術(shù)是欠平衡鉆井技術(shù)的延伸，是在 欠平衡狀態(tài)下采用一種新的完井方法，它能使循環(huán)流體損失程度降到 最小，并能減少對(duì)地層損害及改善油井產(chǎn)能，是解決全過(guò)程欠平衡鉆 井技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)外欠平衡鉆井完成后，有
76%的油井采用裸眼完井，21%采用篩管完井，3%采用射孔完井。除裸 眼完井方式外，其余兩種完井方式均須在壓井條件下完成。
在國(guó)內(nèi)，全過(guò)程欠平衡技術(shù)中的欠平衡鉆井、欠平衡起下鉆、欠 平衡取芯、欠平衡測(cè)井等技術(shù)都已比較成熟，而欠平衡完井技術(shù)無(wú)論 從完井工具上還是完井技術(shù)上都相當(dāng)薄弱。完井方式比較單一，主要 欠平衡完井方式有兩種。1、裸眼完井，即鉆至油氣層上部進(jìn)行下套管 固井，再用欠平衡鉆井技術(shù)打開(kāi)油氣層后完井；2、下套管不固井射孔， 即利用欠平衡鉆井技術(shù)打開(kāi)油氣層，在欠平衡條件下入套管后不進(jìn)行 固井條件下，采用射孔完井。這兩種欠平衡完井方式不利于穩(wěn)定欠平 衡完成的油井長(zhǎng)期開(kāi)發(fā),急需研究新的完井方式。同欠平衡鉆井技術(shù)發(fā)展水平相比，完井施工技術(shù)和完井施工工具 上都比較落后。
一般還是采用壓井的方式進(jìn)行完井，而壓井可導(dǎo)致油
氣井喪失20% 50%的產(chǎn)能，影響了欠平衡鉆井的綜合效果。主要原 因是沒(méi)有一種適合在欠平衡條件下下井的篩管和與之形相適應(yīng)的完井 工藝。
目前，完井篩管的品種很多，申請(qǐng)并公開(kāi)的專(zhuān)利也很多。有復(fù)合
金屬網(wǎng)防砂篩管在鉆有多孔的中心基管上套有復(fù)合金屬過(guò)濾網(wǎng)、及
套在復(fù)合金屬過(guò)濾網(wǎng)外的外保護(hù)套，并用支撐環(huán)焊接固定；有繞絲篩 管直接在鉆過(guò)濾孔的中心基管上纏繞上鋼絲；還有割縫篩管直接
在中心基管上激光割出一定寬度的縫隙，通過(guò)縫隙的寬度來(lái)控制防砂
粒徑的大小?，F(xiàn)有篩管的不足是基管壁上有孔道，基管內(nèi)外相通。 采用基管壁上有孔道、基管內(nèi)外相通的篩管不能實(shí)施欠平衡完井。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1891974A，提供了一種欠平衡完井方法及完 井裝置。采用的是圓形管作基管，在圓形管的管壁表面周?chē)加休S 向槽，軸向槽的深度在3_11毫米之間。將圓形管下放到井下，通過(guò) 井下膨脹工具使圓形管產(chǎn)生膨脹塑性變形。圓形管膨脹后，圓形管的 管壁直徑增加；軸向槽成為近似菱形孔，可使圓形管貼緊在井壁上實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)定井壁的作用。這種圓形管的管壁內(nèi)外不相通，能實(shí)現(xiàn)欠平衡完 井。但是這種圓形管的軸向槽加工困難，制造成本高；施工時(shí)采用使 圓形管的軸向槽脹裂開(kāi)的膨脹方法，使用的膨脹工具復(fù)雜，需要配套 液壓設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種欠平衡條件下的篩管完井方法，在不 壓井條件下，下入篩管串，采用篩管實(shí)現(xiàn)欠平衡完井，為實(shí)現(xiàn)全過(guò)程 欠平衡鉆井提供一種全新的完井方法?？朔﨏N1891974A提供的欠平衡完井方法使用的膨脹工具復(fù)雜，需要配套液壓設(shè)備的不足。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種欠平衡完井用的暫堵式篩管，在 下入井筒時(shí)基管內(nèi)外不相通，用這種基管內(nèi)外不相通的欠平衡完井篩
管實(shí)現(xiàn)欠平衡完井?？朔﨏N1891974A提供的圓形管的軸向槽的加工 困難和制造成本高的不足。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，欠平衡條件下的篩管完井方法，首 先，帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井內(nèi)；其次，將暫堵式篩管上的 塞堵4盲端端面凸出基管2內(nèi)壁部分磨銑或剪切除。
所述的下入井內(nèi)的帶有暫堵式篩管的套管管柱的結(jié)構(gòu)是，自下而 上連接有引鞋3、暫堵式篩管和套管，是采用接箍l連接的。在欠平衡 條件下將帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井筒內(nèi)。
套管管柱下入井筒內(nèi)可以采用三種方式套管一直連接到井口； 套管頂端連接尾管懸掛器，利用尾管懸掛器將帶有暫堵式篩管的套管 管柱懸掛在上一層套管的內(nèi)壁上；套管頂端連接膨脹管，利用膨脹工 具將膨脹管膨脹座封在上一層套管的內(nèi)壁上。套管管柱的連接和套管 管柱下入井筒內(nèi)，以及尾管懸掛和膨脹管膨脹座封，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員能完成，不詳細(xì)敘述。
當(dāng)帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井筒內(nèi)后，通過(guò)鉆桿將鉆銑工 具下入套管管柱內(nèi)，鉆銑工具如鉆頭、磨鞋、銑鞋等井下工具。利用 鉆銑工具將暫堵式篩管上的塞堵盲端端面凸出基管內(nèi)壁部分磨銑或剪 切除。使塞堵貫通，油氣通過(guò)壓蓋、篩網(wǎng)進(jìn)入套管柱內(nèi)。將鉆銑工具 下入套管管柱內(nèi)和磨銑或剪切清除暫堵式篩管上的塞堵盲端端面凸出
基管內(nèi)壁部分，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能完成，不詳細(xì)敘述。
所述的暫堵式篩管，包括接箍、基管、引鞋、塞堵、篩網(wǎng)和壓蓋， 在基管的端部連接有接箍。在基管壁上均勻分布有孔。在所述的每個(gè) 孔內(nèi)固定有塞堵。塞堵的結(jié)構(gòu)是塞堵為圓柱體形，在塞堵一端有中心孔，中心孔為盲孔。中心孔有臺(tái)階，在中心孔臺(tái)階上固定有篩網(wǎng)。 篩網(wǎng)的作用是控制出砂量，保持產(chǎn)量。在中心孔開(kāi)口處有壓蓋，壓蓋 將篩網(wǎng)固定在中心孔的臺(tái)階上。壓蓋為圓盤(pán)狀，壓蓋上均勻分布有通 孔。所述塞堵的盲端端面凸出基管內(nèi)壁。塞堵盲端端面凸出基管內(nèi)壁
的高度在5~6毫米之間。塞堵盲端的厚度在1.5 3毫米之間。塞堵靠 基管內(nèi)壁一端為盲端，在入井過(guò)程中處于封堵?tīng)顟B(tài)，防止篩管柱內(nèi)外 泥漿相互串通，達(dá)到欠平衡。
塞堵的固定方式為壓入并焊接。
篩網(wǎng)采用不銹鋼材料，防砂篩網(wǎng)在100 150目之間。 壓蓋與塞堵之間的固定采用焊接方式連接。
接箍用于連接多個(gè)基管，形成篩管串，篩管串的長(zhǎng)度可以根據(jù)具 體井筒的油層情況和生產(chǎn)需求通過(guò)接箍連接，達(dá)到需要長(zhǎng)度。在篩管 串的最下端通過(guò)接箍連接一個(gè)引鞋。引鞋作用引導(dǎo)整個(gè)篩管串下入井 內(nèi)。
在篩管串下井前，由接箍連接基管，根據(jù)篩管串不同長(zhǎng)度要求進(jìn) 行連接。將塞堵、篩網(wǎng)、壓蓋按順序裝配在基管上的每個(gè)孔中，基管 與壓蓋裝配好。在篩管串入井過(guò)程中，由于塞堵的一端為盲端，能夠 保證抵抗篩管內(nèi)和篩管外的壓差，篩管內(nèi)、外不相通透或變形，使篩 管串內(nèi)外隔開(kāi)，保持欠平衡狀態(tài)。當(dāng)需要篩管內(nèi)、外相通時(shí)，下入剪 切工具對(duì)塞堵的盲端進(jìn)行剪切，即可實(shí)現(xiàn)篩管功能。采油生產(chǎn)過(guò)程中 油氣通過(guò)壓蓋、篩網(wǎng)、塞堵進(jìn)入到基管的環(huán)空中，砂被篩網(wǎng)擋在篩管 外部。
本發(fā)明的有益效果是欠平衡條件下的篩管完井方法，采用帶有 暫堵式篩管的套管管柱，篩管管柱內(nèi)與管柱外環(huán)空不相通，解決了欠 平衡鉆井后使用篩管來(lái)實(shí)現(xiàn)欠平衡完井的技術(shù)難題。在欠平衡狀態(tài)下 下入篩管過(guò)程與下入普通套管相同。從而有效的保護(hù)了產(chǎn)層，避免了過(guò)平衡完井泥漿對(duì)產(chǎn)層的污染。完成下套管后，用鉆銑工具磨銑或剪 切清除暫堵式篩管上的塞堵盲端端面凸出基管內(nèi)壁部分，使塞堵貫通， 油氣能進(jìn)入套管柱內(nèi)。
下篩管柱的過(guò)程中篩管柱是暫時(shí)密閉的，防止產(chǎn)層被污染，極大 保護(hù)油層，提高油氣井的產(chǎn)能。打開(kāi)塞堵的暫堵部分，使塞堵貫通， 油氣能進(jìn)入套管柱內(nèi)。


圖1是欠平衡完井暫堵式篩管串的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的橫剖面示意圖。 圖3是塞堵的剖面示意圖。
圖中l(wèi).接箍，2.基管，3.引鞋，4.塞堵，5.篩網(wǎng)，6.壓蓋。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:以一口 5000米深的采用欠平衡鉆井方法完成的油井， 3500米以上井段有7"技術(shù)套管固井。需要在油井的最下端下入一段 長(zhǎng)度為100米的5〃暫堵式篩管為例，對(duì)發(fā)明欠平衡條件下的篩管完井 方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
將引鞋3與5"暫堵式篩管用接箍l連接，上部暫堵式篩管IOO米， 暫堵式篩管上部與尾管懸掛器連接，尾管懸掛器上部連接鉆桿。下入 過(guò)程中暫堵式篩管的塞堵能封隔井內(nèi)壓力，使泥槳不能進(jìn)入到暫堵式 篩管內(nèi)，從而達(dá)到欠平衡下入。參閱圖l。每根暫堵式篩管的基管2 長(zhǎng)度為10米，壁厚13毫米，內(nèi)徑101毫米。在基管2壁上均勻分布 有通孔。通孔的密度為每米480個(gè)。參閱圖2 。通孔的直徑是12毫米。 孔內(nèi)有臺(tái)階，外部臺(tái)階孔的直徑是16毫米。在每個(gè)孔內(nèi)固定有一個(gè)塞 堵4。塞堵4的固定方式壓入并焊接。參閱圖3。塞堵4的結(jié)構(gòu)是塞堵4為圓柱體形，塞堵4外壁有臺(tái)階。在塞堵4一端有中心孔，中心 孔為盲孔。中心孔有臺(tái)階，在中心孔臺(tái)階上固定有篩網(wǎng)5。在中心孔開(kāi) 口處有壓蓋6，壓蓋6將篩網(wǎng)5固定在中心孔的臺(tái)階上。壓蓋6與塞堵 4之間的固定采用焊接結(jié)構(gòu)。篩網(wǎng)5采用不銹鋼材料，防砂篩網(wǎng)5是 120目的篩網(wǎng)5。壓蓋6為圓盤(pán)狀，壓蓋6上均勻分布有通孔。所述塞 堵4的盲端端面凸出基管2內(nèi)壁。塞堵4盲端端面凸出基管2內(nèi)壁的 高度為5毫米?；?盲端的厚度在2毫米。塞堵4靠基管2內(nèi)壁一 端為盲端。
連接帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井內(nèi)。帶有暫堵式篩管的套 管管柱的連接與下入井內(nèi)的方法和操作過(guò)程，完全相同于目前的下套 管的方法和操作過(guò)程。有了暫堵式篩管后，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能完
成。具體方法是在欠平衡條件下將帶有暫堵式篩管的套管管柱下入 井筒內(nèi)。在篩管串的最下端通過(guò)接箍1連接有一個(gè)長(zhǎng)度為0.5米的引鞋
3。在接箍1的上端連接一根5"暫堵式篩管，在上部再通過(guò)接箍1連 接9根5〃暫堵式篩管。使5〃暫堵式篩管的總長(zhǎng)度達(dá)到井身設(shè)計(jì)的要 求。然后上部連接5〃套管一直到井口。
將暫堵式篩管上的塞堵4盲端端面凸出基管2內(nèi)壁部分磨銑清除 掉。將磨鞋與鉆桿連接，在鉆具下端連接有一個(gè)磨鞋。磨鞋的外徑為 98毫米。通過(guò)鉆桿將磨鞋下入套管管柱內(nèi)，利用磨鞋將暫堵式篩管上 的塞堵4盲端端面凸出基管2內(nèi)壁部分磨銑清除掉。使塞堵4貫通， 油氣通過(guò)壓蓋、篩網(wǎng)進(jìn)入套管柱內(nèi)。
將鉆銑工具下入套管管柱內(nèi)和磨銑清除暫堵式篩管上的塞堵4盲 端端面凸出基管2內(nèi)壁部分，采用的是鉆井隊(duì)的基本操作方法，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員能完成，不詳細(xì)敘述。
實(shí)施例2:實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同。不同點(diǎn)是套管管柱 下入井筒內(nèi)采用套管頂端連接尾管懸掛器，利用尾管懸掛器將帶有暫堵式篩管的套管管柱懸掛在上一層套管的內(nèi)壁上。具體不同點(diǎn)是當(dāng)
下部套管串連接長(zhǎng)度達(dá)到1500米時(shí)，上部連接一個(gè)7〃 X5"的尾管懸 掛器。7" X5〃尾管懸掛器上部連接鉆桿一直到井口。利用鉆桿將尾管 懸掛器座掛在7〃技術(shù)套管的下端內(nèi)壁上。尾管懸掛座掛過(guò)程和方法已 經(jīng)使用幾十年，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能完成，不詳細(xì)敘述。
實(shí)施例3:實(shí)施例3與實(shí)施例l基本相同。不同點(diǎn)是套管管柱下 入井筒內(nèi)采用套管頂端連接膨脹管，利用膨脹工具將膨脹管膨脹座封 在上一層套管的內(nèi)壁上。具體不同點(diǎn)是當(dāng)下部套管串連接長(zhǎng)度達(dá)到 1500米時(shí)，上部連接1.3米的5"膨脹管和膨脹工具。5〃膨脹管上部 連接鉆桿一直到井口。然后利用膨脹工具將膨脹管座掛在7〃技術(shù)套管 的下端內(nèi)壁上。膨脹管膨脹座封(座掛)過(guò)程和方法已經(jīng)使用幾十年， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員能完成，不詳細(xì)敘述。
權(quán)利要求
1、一種欠平衡條件下的篩管完井方法，其特征是首先，帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井內(nèi)；其次，將暫堵式篩管上的塞堵(4)盲端端面凸出基管(2)內(nèi)壁部分磨銑或剪切清除。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的欠平衡條件下的篩管完井方法，其特征是所述的下入井內(nèi)帶有暫堵式篩管的套管管柱的結(jié)構(gòu)是，自下而上連接有引鞋(3)、暫堵式篩管和套管，采用接箍(l)連接的，在欠平衡 條件下將帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井筒內(nèi)；當(dāng)帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井筒內(nèi)后，通過(guò)鉆桿將鉆銑工 具下入套管管柱內(nèi)，鉆銑工具如鉆頭、磨鞋、銑鞋等井下工具，利用 鉆銑工具將暫堵式篩管上的塞堵(4)盲端端面凸出基管(2)內(nèi)壁部分磨 銑或剪切清除。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的欠平衡條件下的篩管完井方法，其特征是套管一直連接到井口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的欠平衡條件下的篩管完井方法，其特征是套管頂端連接尾管懸掛器，利用尾管懸掛器將帶有暫堵式篩管的套管管柱懸掛在上一層套管的內(nèi)壁上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的欠平衡條件下的篩管完井方法，其特征是套管頂端連接膨脹管，利用膨脹工具將膨脹管膨脹座封在上一層套管的內(nèi)壁上。
6、 權(quán)利要求1、 2、 3、 4或5所述的欠平衡條件下的篩管完井方 法，所使用的暫堵式篩管的特征是包括接箍(l)、基管(2)、塞堵(4)、 篩網(wǎng)(5)和壓蓋(6)，在基管(2)的端部連接有接箍(1)，在基管(2)壁上 均勻分布有孔，在所述的每個(gè)孔內(nèi)固定有塞堵(4)，塞堵(4)的結(jié)構(gòu)是: 塞堵(4)為圓柱體形，在塞堵(4)一端有中心孔，中心孔為盲孔，中心孔有臺(tái)階，在中心孔臺(tái)階上固定有篩網(wǎng)(5)，在中心孔開(kāi)口處有壓蓋 (6)，壓蓋(6)將篩網(wǎng)(5)固定在中心孔的臺(tái)階上，壓蓋(6)為圓盤(pán)狀， 壓蓋(6)上均勻分布有通孔，所述塞堵(4)的盲端端面凸出基管(2)內(nèi) 壁，塞堵(4)盲端端面凸出基管(2)內(nèi)壁的高度在5 6毫米之間，塞堵 (4)盲端的厚度在1.5 3毫米之間，塞堵(4)靠基管(2)內(nèi)壁一端為盲^山頓。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的欠平衡完井的暫堵式篩管，其特征是塞堵(4)的固定方式為壓入并焊接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的欠平衡完井的暫堵式篩管，其特征是-篩網(wǎng)(5)采用不銹鋼材料，防砂篩網(wǎng)(5)在100 150目之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的欠平衡完井的暫堵式篩管，其特征是-壓蓋(6)與塞堵(4)之間的固定采用焊接方式連接。
全文摘要
欠平衡條件下的篩管完井方法，應(yīng)用于石油鉆探固井技術(shù)領(lǐng)域。特征是首先將帶有暫堵式篩管的套管管柱下入井內(nèi)，套管管柱的結(jié)構(gòu)是，自下而上連接有引鞋、暫堵式篩管和套管。其次通過(guò)鉆桿將鉆銑工具下入套管管柱內(nèi)，利用鉆銑工具將暫堵式篩管上的塞堵盲端端面凸出基管內(nèi)壁部分磨銑或剪切清除。效果是采用帶有暫堵式篩管的套管管柱，下套管時(shí)篩管管柱內(nèi)與管柱外環(huán)空不相通，保護(hù)產(chǎn)層避免對(duì)產(chǎn)層的污染。完成下套管后，用鉆銑工具去除塞堵盲端端面凸出基管內(nèi)壁部分，使塞堵貫通，油氣能進(jìn)入套管柱內(nèi)。解決了欠平衡鉆井后使用篩管來(lái)實(shí)現(xiàn)欠平衡完井的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)E21B43/10GK101440702SQ20081024003
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者于永亮, 任榮權(quán), 尹洪偉, 川 曹, 輝 王, 王建利, 莉 耿 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院