气井分层压裂合层开采一体化完井管柱及工艺.pdf

一种气井分层压裂合层开采一体化完井管柱及工艺，采用由油管9、管柱伸缩补偿器2、洗井开关3、安全接头4、上可洗井封隔器5带水力锚7、喷砂滑套6、下可洗井封隔器5带水力锚7、球座10等自上而下组合而成分层压裂合层开采一体化完井管柱，采用液压坐封上提管柱解封工作方式，并且有重复坐封功能。能够实现一次射孔、不动管柱两层分压及合采技术要求，井下封隔器可靠性较高，下部气层压裂砂堵时可及时反循环冲砂进行解堵；能够实现一次射孔、不动管柱两层分压及合采技术要求。

1、  气井分层压裂合层开采一体化完井管柱，包括套管(1)、管柱伸缩补偿器(2)、洗井开关(3)、安全接头(4)、上可洗井封隔器(5)、喷砂滑套(6)、水力锚(7)、下可洗井封隔器(8)、油管(9)、球座(10)，套管(1)内置有油管(9)，其特征在于：油管(9)自上而下依次设有管柱伸缩补偿器(2)、洗井开关(3)、安全接头(4)、上可洗井封隔器(5)、喷砂滑套(6)、水力锚(7)、下可洗井封隔器(8)，在该装置的底部有球座(10)。

2、  根据权利要求1所述的气井分层压裂合层开采一体化完井管柱，其特征在于：上可洗井封隔器5、下可洗井封隔器(8)上带水力锚(7)。

3、  气井分层压裂合层开采一体化完井工艺，其特征在于：从井中下入一套权1所述的管柱，其具体步骤如下：
(1)下射孔枪，一次射开两气层段；
(2)下分层压裂合层开采一体化完井管柱；
(3)油管内投放钢球，加压使封隔器坐封，继续加压打掉球座的芯子；
(4)油管注入压裂下层；
(5)油管内投球加压打开喷砂滑套6，打开上层压裂施工通道，同时球下落至球座，封堵下层；
(6)油管注入压裂上层；
(7)合层放喷排液求产后投产。

气井分层压裂合层开采一体化完井管柱及工艺
技术领域
本发明是用于天然气井完井生产过程中井下作业工具及完井工艺技术领域，具体地说，是一种完井生产的分压合采一体化完井管柱和工艺。
背景技术
压裂改造是提高气井产能、实现气田高产稳产不可缺少的手段。针对需要分层压裂的两段气层的压裂改造，目前采用常规的桥塞井下工具对两气层段进行分层压裂的具体作业步骤为：(1)下部气层射孔；(2)下压裂管柱对下部气层压裂；(3)下部气层排液、测试；(4)压井，起出压裂管柱；(5)下桥塞，座封、试压、填砂；(6)上部气层射孔；(7)下压裂管柱压裂上层后，上部气层排液、测试；(8)压井；(9)起压裂管柱，下冲砂打捞管柱冲砂打捞桥塞；(10)下光油管完井。采用上述常规的压裂方法，需要两次射孔、多次起下管柱，需多次动用压裂设备，施工复杂、周期长，施工费用高，压井对储层伤害较严重。
发明内容
本发明的目的是对射开的多个气层段一次射孔后，通过一次管柱及井下工具组合入井，压裂施工时通过封隔器的封隔及井下滑套工具开启实现由下往上逐层压裂，并采用这套管柱最终实现一井双层或多层合采。
本发明是这样实现的：
气井分层压裂合层开采一体化完井管柱，包括套管1、管柱伸缩补偿器2、洗井开关3、安全接头4、上可洗井封隔器5、喷砂滑套6、水力锚7、下可洗井封隔器8、油管9、球座10，套管1内置有油管9，油管9自上而下依次设有管柱伸缩补偿器2、洗井开关3、安全接头4、上可洗井封隔器5、喷砂滑套6、水力锚7、下可洗井封隔器8，在该装置的底部有球座10。
上洗井封隔器5及下可洗井封隔器8带水力锚7。
从井中下入一套权1所述的管柱，其具体步骤如下：
(1)下射孔枪，一次射开两气层段；
(2)下分层压裂合层开采一体化完井管柱；
(3)油管内投放钢球，加压使封隔器坐封，继续加压打掉球座的芯子；
(4)油管注入压裂下层；
(5)油管内投球加压打开喷砂滑套6，打开上层压裂施工通道，同时球下落至球座，封堵下层；
(6)油管注入压裂上层；
(7)合层放喷排液求产后投产。
本发明的优点在于：分层压裂两层时，若压裂出现砂堵时，能够实现反循环洗井；实现不动管柱一次压裂两个目的层，同一层可重复压裂，使目的层得到有效改造。压裂后不动管柱直接排液，直接完井，封隔器压后循环暂时关闭，油管容积小，有利于压裂快速返排投产，两层合排，彼此间有助排作用，排液速度快。
附图说明
图1为本发明的管柱组合示意图。
具体实施方式
如图所示，1-套管，2-管柱伸缩补偿器，3-洗井开关，4-安全接头，5-上可洗井封隔器，6-喷砂滑套，7-水力锚，8-下可洗井封隔器，9-油管，10-球座。
本发明从井中下入一套和一趟作业管柱完成分层压裂和合层开采的思路出发，所采用的分层压裂合层开采完井管柱为：由油管9、管柱伸缩补偿器2、油管9、洗井开关3、安全接头4、上可洗井封隔器5(带水力锚7)、喷砂滑套6、下可洗井封隔器8(带水力锚7)、油管9、球座10等自上而下组合而成，采用的常规管柱伸缩补偿器2在施工中由液压推动活塞上行剪断剪钉，解除弹性连接限位，管柱伸缩补偿器在管柱张力作用下内外管发生相对运动动而工作，实现对井下管柱伸缩变形和位移的自动有效补偿，消除管柱的应力断裂，防止封隔器位移；采用的洗井开关3通过投球或球杆，从油管内加液压剪断销钉，打开芯管，使封隔器之上油套连通并与下层连通，实现正反循环压井洗井，又可以在起管柱时使油管内残液泄入井里，实现对井下管柱进行反循环压井或反循环洗井，防止起管柱时发生井涌井喷；采用的安全接头4，当封隔器不能解封时，井下管柱可从安全接头处丢手上提；采用的可洗井封隔器(带水力锚)，当井内沉砂需要反洗井时，可在套管内加液压，打开封隔器反洗通道，开始反洗井解堵。
根据上述分层压裂合成开采一体化完井管柱，本发明的作业工艺如下：
1.下射孔枪，一次射开两气层段；
2.下分层压裂合层开采一体化完井管柱，
3.油管内投放钢球，加压使封隔器坐封，继续加压打掉球座的芯子。
4.油管注入压裂下层，
5.油管内投球加压打开喷砂滑套6，打开上层压裂施工通道，同时球下落至球座，封堵下层。
6.油管注入压裂上层；
7.合层放喷排液求产后投产。
从井中下入一套和一趟作业管柱完成分层压裂和合层开采的思路出发，所采用的分层压裂合层开采完井管柱为：由油管9、管柱伸缩补偿器2、油管9、洗井开关3、安全接头4、上可洗井封隔器5(带水力锚7)、喷砂滑套6、下可洗井封隔器8(带水力锚7)、油管9、球座10等自上而下组合而成，采用的常规管柱伸缩补偿器2在施工中由液压推动活塞上行剪断剪钉，解除弹性连接限位，管柱伸缩补偿器在管柱张力作用下内外管发生相对运动动而工作，实现对井下管柱伸缩变形和位移的自动有效补偿，消除管柱的应力断裂，防止封隔器位移；采用地洗井开关3通过投球或球杆，从油管内加液压剪断销钉，打开芯管，使封隔器之上油套连通并与下层连通，实现正反循环压井洗井，又可以在起管柱时使油管内残液泄入井里，实现对井下管柱进行反循环压井或反循环洗井，防止起管柱时发生井涌井喷；采用的安全接头4，当封隔器不能解封时，井下管柱可从安全接头处丢手上提；采用的可洗井封隔器(带水力锚)，当井内沉砂需要反洗井时，可在套管内加液压，打开封隔器反洗通道，开始反洗井解堵。
本发明的可洗井封隔器采用液压坐封上提管柱解封工作方式，并且有重复坐封功能。能够实现一次射孔、不动管柱两层分压及合采技术要求，井下封隔器可靠性较高，下部气层压裂砂堵时可及时反循环冲砂进行解堵；施工作业工序相对简单；减少了单层试气求产后压井对气层的伤害；伸缩补偿器消除了井下管柱因压力，温度等变化导致的封隔器窜动、位移、失封等现象，尽量避免井下事故的发生。当封隔器不能解封时，井下管柱可从安全接头处丢手上提，以防发生更为严重的井下事故。施工作业费用相对比较低；气井低压合采时有利于气井的携液。