[發明專利]一種用于油氣井開采的易拔井下過濾器及其實現方法

有效

• 申請號: 201310688227.5
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103883292A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 裴柏林;馮國江;吳建昌
• 申請（專利權）人: 安東柏林石油科技（北京）有限公司
• 主分類號: E21B43/08
• 分類號: E21B43/08;E21B43/34
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

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技術領域

本發明涉及一種用于油氣井開采的易拔井下過濾器及其實現方法，適用于易出砂的疏松砂巖油藏的油氣井和井下過濾器管柱外需要充填顆粒的井，上述油氣井包括直井、斜井、水平井、注入井和生產井，屬于石油天然氣開采技術領域。

背景技術

井下過濾器包括井下防砂過濾器和具有控流功能的井下過濾器。其中井下防砂過濾器也稱防砂管或防砂篩管，?具有控流功能的井下過濾器也稱控流過濾器或控流篩管。

井下過濾器管柱有時是由一根井下過濾器組成，很多情況是由多根井下過濾器連接組成。

一方面，全球油氣田存在大量易出砂的疏松砂巖油藏，對于疏松砂巖油藏的油氣井，無論是直井，斜井還是水平井，油井出砂是油田開發經常遇見的問題之一。油井出砂的危害比較大，會造成油井產量大減，作業成本激增，經濟損失嚴重。因而，防止井下地層出砂是極為重要的。

目前，油氣井常用的機械防砂技術有三種：

1、在油氣井中下入過濾器管柱防砂；

2、礫石充填防砂：首先下入過濾器管柱，然后在過濾器管柱和井壁的環空充填礫石，利用礫石層阻擋地層砂進入井筒。

3、連續封隔體分段控流油氣井：另一方面，油氣田也存在大量需要在管外充填顆粒的油氣井，比如一種實施連續封隔體分段控流的油氣井。這類油氣井既有出砂井，也有不出砂井，包括直井、斜井和水平井，其所實施的連續封隔體分段控流技術是向油氣井中下入控流過濾器管柱，然后再向控流過濾器管柱和井壁環空充入具有軸向防竄流的封隔體，該封隔體由防竄流顆粒組成。這類井簡稱為連續封隔體分段控流油氣井。

采用上述三種完井方式的油氣井，由于多種原因，往往需要拔出井下過濾器管柱，譬如：

1、井下過濾器管柱堵塞，需要清洗重新下入或下入新的過濾器管柱；

2、射孔孔眼被堵塞，需要拔出井下過濾器管柱，清洗射孔孔眼；

3、井下過濾器管柱損壞，需要拔出后下入新的井下過濾器管柱；

4、對油氣井進行其它作業，需要拔出井下過濾器管柱。

對于在油氣井中直接下入井下過濾器管柱防砂的油氣井由于地層大量出砂，地層砂填滿了井下過濾器管柱與井壁之間的環空、緊緊包住了井下過濾器管柱；對于礫石充填井或連續封隔體分段控流油氣井，充填的礫石層或防竄流顆粒也緊緊包住了井下過濾器管柱。對于上述地層砂、礫石和防竄流顆粒，以下統稱管外顆粒。

當進行拔管作業時，管外顆粒與其緊抱住的井下過濾器管柱會產生巨大的摩擦阻力，一般能達到1噸/米以上，而井下過濾器管柱長度很多都在上百米，那么上提力就需要上百噸，一般的修井作業設備根本無法提供如此高的上提力，而且井下過濾器管柱的連接強度也無法承受如此高的拉力，很多情況下，即使十幾米井下過濾器管柱，上百噸拔力也難拔出。同時，上提時由于摩擦阻力的作用，管外顆粒和井下過濾器管柱之間還有可能發生自鎖，更加難以拔出井下過濾器管柱。因此，如果不采取其它措施，利用直接上提的方式很多井無法拔出井下過濾器管柱。

對于無法拔出井下過濾器管柱的油氣井，油田一般采用的解決措施是套銑作業。套銑作業是在井下過濾器管柱和井壁的環空內下入一個套銑管套于井下過濾器管柱外，邊旋轉邊循環沖洗而清除掉包圍在井下過濾器管柱周圍的地層砂或礫石，使井下過濾器管柱易于拔出，套銑作業每套銑完一根井下過濾器，就需要分別將套銑管和過濾器從井下起出地面，然后再將套銑管柱下入井下，套銑下一根井下過濾器，一般從地面到井下作業位置有上千米距離，因此整個作業周期很長，成本很高。而且套銑作業對于井下過濾器管柱和井壁間隙的寬度尺寸有要求，如果尺寸較小，工具無法下入，該油氣井就無法采用套銑作業進行拔管，甚至造成該油氣井的報廢。

因而，亟需開發出一種用于從出砂井或充填連續封隔體的油氣井中易拔出的井下過濾器管柱。

考慮到管柱下井、起出的工藝、效率以及成本因素，油田普遍使用含有接箍的基管，在管柱連接過程中，需要給吊卡、卡瓦、液壓動力鉗預留一些位置，過濾段是不允許受力的，接箍兩端必須留有一些盲段，因此，如圖1所示，一般井下過濾器管柱上會形成兩種臺階：一、接箍的外徑比基管外徑大，管柱連接時，接箍與基管會形成一個臺階1-1；二、防砂過濾套與基管之間形成臺階1-2。如2-7/8控水井下過濾器管柱中，基管直徑?73毫米，接箍直徑?89毫米，控水過濾套直徑?102毫米，這樣接箍與基管單邊形成8毫米外徑差的臺階，控水過濾套與基管單邊形成14.5毫米外徑差的臺階。