CN102817594B - 水平井排水采气方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水平井排水采气方法及装置，所述方法是将整个气井划分成直井段、造斜段和水平段，通过密封器将直井段与造斜段和水平段分隔开，采用小径管将造斜段和水平段内的积液排至直井段，采用常规工艺将直井段的积液排出。所述装置包括布置在直井段、造斜段和水平段的油管，所述直井段的油管上设置有密封器，该密封器将直井段与造斜段和水平段分隔开；所述密封器上连接有直径小于油管的小径管，小径管的尾端延伸至水平段。本发明利用地层自身能量，通过小径管将水平段的天然气及产出液体排至直井段，再通过常规排水采气工艺将直井段内的液体举升出井筒到达地面，以此形成接力式排水采气工艺，能够连续携液生产，效率高、长期性好、可靠稳定。

Description

水平井排水采气方法及装置

技术领域

本发明涉及气井的采气工艺，具体是一种水平井排水采气方法，以及针对该方法的排水采气装置。

背景技术

排水采气技术是气田生产过程中是一种常见的技术方法，用于及时排出气井井筒内的积液，确保气体通道顺畅，避免地层因积液堵塞而降低气井产气能力。常规的排水采气工艺主要应用于直井及一定斜度的定向井中，如泡沫排水采气、柱塞排水采气、气举排水采气、机抽排水采气等。随着井斜度数超过一定范围后，由于井斜的影响，常规排水采气工艺的设备难以下入井底，且由于油管尺寸较大，在气井产能降低的情况下，气体流速较低，气体所携液体容易附着油管内壁而再次滑落至井底，使得排水效率较低，井底积液难以有效、及时排出。这种情况在水平井中最为常见。

近年来，水平井已成为气田开发的一项成熟实用技术，得到了广泛推广应用。在实际生产过程中，由于不可避免的存在着地层束缚水或地层水的产出，这些水聚集在水平井的井底-水平段，当气井产能降低时，气体流速较低，气流便难以将积液顺利携带出，特别是在水平段和造斜段，气流中的液滴较直井段更易贴附聚集在油管壁上，并下滑回落于井底，这便使得水平井较直井更容易发生积液问题。为解决水平井积液的问题，在常规排水采气工艺基础上，也形成了一些水平井排水采气工艺，如水平井连续油管排水采气工艺、分体式柱塞工艺、毛细管泡沫剂加注工艺、人工举升排水采气工艺（水平井电潜泵排水采气、气举排水采气、机抽排水采气等）。但这些工艺在实际应用中，存在着适用范围苛刻、成本高、难操作、维护难度大等弊端，例如水平井连续油管排水采气技术存在施工成本高，且施工为单次作业，无法长期起效；分体式柱塞及毛细管泡沫剂加注工艺无法直接作业于水平段，水平段积液难以及时排出，排液效率有限；人工举升排水采气工艺则只适用于大排水量，对于中小产水量气井适应性差，并且存在着设备难以下入水平段、设备后期维护保养难度大、成本高的弊端。同时，目前大部分水平井排水采气工艺设备需要后期下入，如电潜泵、柱塞、毛细管、机抽等，这便需要先对原生产气井进行压井后更换管柱作业，压井作业势必要造成对地层的污染，更换管柱作业不仅作业费用高，还将耽误气井的正常生产周期。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对上述现有技术的不足，在无需压井更换管柱的前提下，提供一种简单易行、成本低、排水效果优异的水平井排水采气方法。

本发明的目的之二在于：针对目的之一的排水采气方法，提供一种结构简单、可靠性高、实用性强的水平井排水采气装置。

本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种水平井排水采气方法，所述方法是将整个气井划分成直井段、造斜段和水平段，通过密封器将直井段与造斜段和水平段分隔开，采用小径管将造斜段和水平段内的积液排至直井段，采用常规工艺将直井段的积液排出。

本发明的目的之二通过下述技术方案实现：一种水平井排水采气装置，包括布置在直井段、造斜段和水平段的油管，所述直井段的油管上设置有密封器，该密封器将直井段与造斜段和水平段分隔开；所述密封器上连接有直径小于油管的小径管，小径管的尾端延伸至水平段。

所述密封器的内筒上部具有打捞接头和送放接头，内筒下部具有节流嘴接头和连接小径管的丝扣，节流嘴接头用作连接节流嘴；所述密封器的外壁上设有卡块和密封圈。

所述小径管的尾端连接有防砂罩。

所述防砂罩为圆锥形结构。

所述小径管为金属管或非金属管。

所述密封器直接座在油管内壁上。

所述密封器座在油管内壁预置的密封短节上。

本发明的有益效果是：利用地层自身能量，通过小径管将水平段的天然气及产出液体排至直井段，再通过常规排水采气工艺将直井段内的液体举升出井筒到达地面，以此形成接力式排水采气工艺，该工艺能够连续携液生产，效率高、长期性好、可靠稳定，避免了液体在生产过程中滑落再次回到井底而产生积液的难题。本发明具有简单易操作、维护方便、成本低、效率高、长期性好、可靠稳定、实用性强等特点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明入井安装的一种示意图。

图2是图1中密封器的一种结构示意图。

图3是本发明的一种使用状态示意图。

图4是本发明的另一种使用状态示意图。

图中代号含义：1—油层套管；2—油管；3—小径管；4—密封器；5—地平面；6—座封短节；7—防砂罩；8—井口采气树；9—防喷器组；10—连续油管；11—连续油管车；12—送放工具；13—泡沫剂加注设备；14—泡沫剂加注管线；15—气举设备；16—油套连通器；17—高压气举管线；18—打捞接头；19—送放接头；20—卡块；21—密封圈；22—节流嘴接头；23—丝扣；24—内筒；25—直井段；26—造斜段；27—水平段。

具体实施方式

本发明是将整个气井划分成直井段25、造斜段26和水平段27，通过密封器4将直井段25与造斜段26和水平段27分隔开，利用地层自身能量，采用连接在密封器4上的小径管3将造斜段26和水平段27内的积液排至直井段25，再采用常规工艺，例如泡沫排水采气工艺或气举举升排水采气工艺，将直井段25的积液排出，到达地平面5。

参见图1和图2：本发明的具体装置包括布置在直井段25、造斜段26和水平段27内的油管2，在直井段25下端的油管2上通过油管2上预置的密封短节6连接有密封器4，该密封器4将直井段25与造斜段26和水平段27分隔开，在密封器4上以丝扣方式连接有直径小于油管2的小径管3，小径管3由金属材质制作而成（也可以是非金属材质制成），具有一定的抗压、抗拉、抗温及抗腐蚀能力，小径管3的尾端延伸至水平段27。为了防止地层及井筒杂质堵塞小径管3，在小径管3的尾端连接有圆锥形结构的防砂罩7，通过防砂罩7确保气液流动通道的畅通。

上述密封器4的具体结构是，密封器4的内筒24上部具有打捞接头18和送放接头19，内筒24下部具有节流嘴接头22和连接小径管3的丝扣23，节流嘴接头22为预置式的，用作连接节流嘴，通过更换不同规格的节流嘴，实现不同流速的节流。密封器4的外壁上设有卡块20和密封圈21，卡块20用于防止密封器4上、下位移，密封圈21则主要起密封作用。

上述密封器4除了通过预置的密封短节6座在油管2上外，还可以直接座在油管2内壁上。

上述密封器4、小径管3、防砂罩7组合连接好后，连接在送放工具12上，送放工具12连接在连续油管10（也可以是钢丝）的端部，由连续油管车11（也可以是钢丝绞车）经防喷器组9和井口采气树8下入地平面5下的油管2内。当下入至预定深度时，密封器4座封于油管2上预置的座封短节6中，待座封牢固后，震击并上提连续油管10，使得送放工具12与井下密封器4脱离，继续上提连续油管10，使送放工具12全部提出井口采气树8。

参见图3：采气时，产出的天然气及地层水聚集在井底的水平段27和造斜段26，依靠地层自身能量，天然气通过小径管3排出，天然气在排出时，由于小径管3的尺寸小，在小径管3处以高流速通过，在高流速通过的同时携地层水一起通过，直至举升至密封器4上方的直井段25的油管2内，地面通过泡沫剂加注设备13（泡沫剂加注管线14连接在井口采气树8上）向油管2内加注泡沫剂，泡沫剂与直井段25内的天然气、地层水充分混合，使地层水起泡，并在天然气的流动作用下，通过井口采气树8，排至地面。

参见图4：采气时，除了采用上述泡沫排水采气工艺举升直井段内的的气液外，还可以采用气举举升排水采气工艺举升直井段内的气液。具体是，产出的天然气及地层水聚集在井底的水平段27和造斜段26，依靠地层自身能量，天然气通过小径管3排出，天然气在排出时，由于小径管3的尺寸小，在小径管3处以高流速通过，在高流速通过的同时携地层水一起通过，直至举升至密封器4上方的直井段25的油管2内，地面采用气举设备15通过高压气举管线17将气体注入油层套管1内，注入的气体通过连接在直井段油管2上的油套连通器16进入油管2内，油套连通器16为气举阀（也可以为滑套），注入的气体与气井产出的天然气混合并将气井产出地层水通过井口采气树8，排至地面。

Claims (6)

1. 一种水平井排水采气装置，包括布置在直井段（25）、造斜段（26）和水平段（27）的油管（2），所述直井段（25）的油管（2）上设置有密封器（4），该密封器（4）将直井段（25）与造斜段（26）和水平段（27）分隔开，所述密封器（4）上连接有直径小于油管（2）的小径管（3），小径管（3）的尾端延伸至水平段（27）；其特征在于：所述密封器（4）的内筒（24）上部具有打捞接头（18）和送放接头（19），内筒下部具有节流嘴接头（22）和连接小径管（3）的丝扣（23），节流嘴接头（22）用作连接节流嘴，所述密封器（4）的外壁上设有卡块（20）和密封圈（21）。

2. 根据权利要求1所述水平井排水采气装置，其特征在于：所述小径管（3）的尾端连接有防砂罩（7）。

3. 根据权利要求2所述水平井排水采气装置，其特征在于：所述防砂罩（7）为圆锥形结构。

4.根据权利要求1所述水平井排水采气装置，其特征在于：所述小径管（3）为金属管或非金属管。

5.根据权利要求1所述水平井排水采气装置，其特征在于：所述密封器（4）直接座在油管（2）内壁上。

6. 根据权利要求1所述水平井排水采气装置，其特征在于：所述密封器（4）座在油管（2）内壁预置的密封短节（6）上。