本發(fā)明屬于氣田完井，尤其涉及一種氣井全生命周期完井采氣裝置及工藝方法。

背景技術(shù)：

1、致密氣田的氣井高壓期短、低壓期長(zhǎng)，累計(jì)產(chǎn)氣量的75％是在低壓期采出來(lái)的，因此選擇適合低壓低產(chǎn)氣井全生命周期生產(chǎn)的采氣工藝技術(shù)尤為重要。前期廣泛采用的ф60.3mm油管完井方式，雖然采氣工藝配套成熟，但主體工藝措施分段實(shí)施，效果差，成本高。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)初步形成ф50.8mm連續(xù)油管完井技術(shù)，已成為致密氣井的主體完井工藝，累計(jì)應(yīng)用550余口井。

2、目前致密氣井連續(xù)油管完井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中存在壓裂液返排和井下節(jié)流的矛盾，具體體現(xiàn)為：一方面氣井投放連續(xù)油管完井前，僅采用ф114.3mm大套管不足把壓裂液返排徹底，完井后需要采用小管徑的ф50.8mm連續(xù)油管返排壓裂液；另一方面，由于地面輸氣管網(wǎng)普遍采用中低壓集輸，ф50.8mm連續(xù)油管完井的氣井生產(chǎn)時(shí)必須采用井下節(jié)流工藝降低井口油壓，而井下節(jié)流工藝所用的節(jié)流氣嘴外徑僅3-8mm，嚴(yán)重影響壓裂液返排。目前做法有兩個(gè)：一是完井下連續(xù)油管時(shí)，在管尾安裝預(yù)置式節(jié)流器工作筒，氣井壓裂液返排徹底后通過(guò)鋼絲作業(yè)投放節(jié)流芯子(包含節(jié)流氣嘴)，一旦工作筒處有積砂和結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致節(jié)流芯子無(wú)法坐封；二是通過(guò)鋼絲作業(yè)的方式投放卡瓦式井下節(jié)流器至連續(xù)油管中部，由于卡瓦式井下節(jié)流器最大外徑僅38mm導(dǎo)致此工具整體強(qiáng)度低，易拉斷，難打撈。如果不能打撈節(jié)流器，后續(xù)無(wú)法實(shí)施柱塞氣舉等各項(xiàng)排水采氣工藝，嚴(yán)重影響氣井生產(chǎn)。因此，急需一種新的完井工藝及工具，通過(guò)連續(xù)油管完井時(shí)尾端預(yù)置特殊工具，實(shí)現(xiàn)帶壓下管時(shí)密封連續(xù)油管—全通徑連續(xù)油管返排壓裂液—井下節(jié)流生產(chǎn)—全通徑速度管柱排水采氣生產(chǎn)—柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)至氣井報(bào)廢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種氣井全生命周期完井采氣裝置及工藝方法，完井后實(shí)現(xiàn)第一階段：帶壓下管時(shí)密封連續(xù)油管，防止井筒天然氣產(chǎn)出；第二階段：全通徑連續(xù)油管和側(cè)通口返排壓裂液，提高壓裂液返排率，保障氣井順利投產(chǎn)；第三階段：井下節(jié)流生產(chǎn)，防止井筒生產(chǎn)水合物凍堵和降低井口油壓至集輸系統(tǒng)壓力；第四階段：全通徑連續(xù)油管和側(cè)通口實(shí)施速度管柱排水采氣生產(chǎn)，保障氣井一段時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定攜液生產(chǎn)；第五階段：柱塞氣舉排出第四階段的井筒積液，然后一直柱塞氣舉生產(chǎn)至氣井報(bào)廢。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種氣井全生命周期完井采氣裝置，包括依次通過(guò)絲扣連接的上接頭、下接頭、第一外筒、第一連接管、第二外筒、第二連接管、第三外筒和氣嘴座，絲扣連接處均設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)，

4、第一外筒的內(nèi)壁設(shè)置有第一連通結(jié)構(gòu)，第一連通結(jié)構(gòu)用于根據(jù)氣井生命周期連通或分隔第一外筒的筒內(nèi)外空間；

5、第二外筒的內(nèi)壁設(shè)置有第二連通結(jié)構(gòu)，第二連通結(jié)構(gòu)用于根據(jù)氣井生命周期連通或分隔第二外筒的筒內(nèi)外空間。

6、可選的，氣嘴座內(nèi)插接有氣嘴，氣嘴的一端插入氣嘴座，另一端設(shè)置有壓帽，壓帽與氣嘴座通過(guò)絲扣連接，壓帽的外側(cè)設(shè)置有防砂罩，防砂罩與氣嘴座通過(guò)絲扣連接，絲扣連接處設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。

7、可選的，上接頭的內(nèi)腔設(shè)置有錐形卡瓦和錐套。

8、可選的，第一連通結(jié)構(gòu)包括第一剪釘、上滑套和第一出口，第一外筒的內(nèi)壁通過(guò)第一剪釘固定連接上滑套，第一外筒的筒壁設(shè)置有第一出口，上滑套覆蓋第一出口，第一出口的過(guò)流面積不小于連續(xù)油管過(guò)流面積。

9、可選的，第二連通結(jié)構(gòu)包括第二剪釘、下滑套、第二出口和堵塞頭，第二外筒的內(nèi)壁與下滑套的外壁通過(guò)第二剪釘固定連接，第二外筒的筒壁設(shè)置有第二出口，下滑套對(duì)應(yīng)第二出口的位置開(kāi)設(shè)有通孔，下滑套內(nèi)設(shè)置有堵塞頭，堵塞頭的一端覆蓋通孔，堵塞頭的另一端設(shè)置有限位塊且與第二連接管通過(guò)第三剪釘連接，第二連接管限位塊的一端設(shè)置有限位槽。

10、可選的，第二外筒為變徑管，第二外筒靠近第一連接管的一端的內(nèi)徑小于靠近第二連接管的一端的內(nèi)徑；

11、下滑套位于第二外筒靠近第一連接管的一端，下滑套靠近第二連接管的一端設(shè)置有止回彈簧，止回彈簧位于第二外筒與下滑套之間，止回彈簧的一端與第二外筒的內(nèi)壁貼合，止回彈簧的另一端通過(guò)銷(xiāo)釘與下滑套固定連接，止回彈簧處于壓縮狀態(tài)。

12、可選的，第二連接管靠近第三外筒的一端設(shè)置有止回組件，止回組件處于壓縮狀態(tài)，止回組件的一端通過(guò)銷(xiāo)釘與第二連接管的內(nèi)壁固定連接，止回組件的另一端通過(guò)可溶材料固定。

13、可選的，氣井全生命周期完井采氣裝置還包括可溶球、鋼球和柱塞，

14、可溶球的外徑大于下滑套的內(nèi)徑小于第一連接管和第二外筒的內(nèi)徑，可溶球遇壓裂液或水后逐漸溶解，30天內(nèi)可全部溶解；

15、鋼球的外徑大于上滑套的內(nèi)徑小于第一外筒的內(nèi)徑；

16、柱塞的尺寸適配上接頭的內(nèi)徑；

17、可溶球、鋼球和柱塞用于根據(jù)氣井生命周期依次從上接頭投入采氣裝置。

18、可選的，第三剪釘、第二剪釘和第一剪釘?shù)膹?qiáng)度依次增強(qiáng)。

19、另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種氣井全生命周期完井采氣工藝方法，采用上述的裝置完井采氣，包括：

20、s1.將連續(xù)油管插入上接頭、錐形卡瓦、錐套和下接頭的內(nèi)腔直至鎖死，將連續(xù)油管和采氣裝置下入套管內(nèi)直至預(yù)設(shè)深度，依次完成連續(xù)油管懸掛、切管、密封和采氣井口安裝；

21、s2.將氮?dú)獯蛉脒B續(xù)油管內(nèi)部并逐漸加壓，使第三剪釘被剪斷，堵塞頭掉落至防砂罩中，打開(kāi)第二出口，返排壓裂液；

22、s3.向連續(xù)油管內(nèi)部投可溶球至下滑套處，將氮?dú)獯蛉脒B續(xù)油管內(nèi)部并逐漸加壓，推動(dòng)可溶球和下滑套一起移動(dòng)，從而剪斷第二剪釘，直至下滑套移動(dòng)到連接管處，關(guān)閉第二出口，下滑套下移到第二外筒的擴(kuò)徑處，壓縮狀態(tài)的止回彈簧伸長(zhǎng)，從而防止下滑套上移回到原位，可溶球接觸到壓裂液或者水后完全溶解，開(kāi)始采用井下節(jié)流器生產(chǎn)；

23、s4.氣井開(kāi)井生產(chǎn)時(shí)，止回組件的一端的可溶材料遇井筒中的水溶解，壓縮狀態(tài)的止回組件徑向伸長(zhǎng)，從而防止堵塞頭回到初始位置而堵塞連續(xù)油管；

24、s5.當(dāng)氣井采用井下節(jié)流生產(chǎn)，井筒開(kāi)始出現(xiàn)積液時(shí)，向連續(xù)油管內(nèi)部投鋼球至上滑套處，將氮?dú)獯蛉脒B續(xù)油管內(nèi)部并逐漸加壓，推動(dòng)鋼球和上滑套一起移動(dòng)，從而剪斷第一剪釘，直至上滑套移動(dòng)到連接管處，第一出口被打開(kāi)，將連續(xù)油管作為速度管柱排出井筒積液；

25、s6.當(dāng)氣井井筒再次出現(xiàn)積液時(shí)，向連續(xù)油管內(nèi)部投柱塞至上接頭處，將采氣裝置作為柱塞的承接器，采用柱塞排水采氣生產(chǎn)直至氣井達(dá)到廢棄壓力。

26、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

27、本發(fā)明依次實(shí)現(xiàn)了帶壓下管、壓裂液返排、井下節(jié)流生產(chǎn)、速度管柱排水采氣生產(chǎn)、柱塞氣舉排水采氣生產(chǎn)，涵蓋了氣井從最初的完井至廢棄的全生命周期，保障了各項(xiàng)排水采氣措施的有序銜接，節(jié)省了預(yù)置式節(jié)流器和卡瓦節(jié)流器投撈作業(yè)費(fèi)用，避免了這兩種節(jié)流器投撈失敗造成的井下事故發(fā)生。

28、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。