[發明專利]頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱及施工方法

有效

• 申請號: 202010857245.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111878042B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 胡德高;王大江;陳建達;黃曉凱;李牧;張麗媛;吳魏;張懷力;廖如剛;徐興權;程永紅;孫志揚;吳圣發;費成俊;李之帆
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;汪瑋華

本發明提出一種頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱及施工方法，包括油管、套管和尾管，油管頂端通過油管懸掛器懸掛在套管內，油管上間隔設有多個偏心式氣舉閥，油管中下部連接柱塞限位短節，油管底端與正循環噴射泵頂部相連，正循環噴射泵底部與尾管頂端相連，套管外套于油管和尾管，中心對正設置，尾管上部與套管對應位置的環空中設有封隔器。本發明集優選管柱、氣舉閥、柱塞等氣井排水采氣工藝于一體，提出一趟管柱完成工藝切換與銜接，可以實現高產液全井生命周期排采技術。

技術領域

本發明屬于石油天然氣的技術領域，尤其涉及一種頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱及施工方法。

背景技術

隨著頁巖氣開發區域的不斷擴大，常壓頁巖氣藏已成為新的攻關方向。常壓氣藏一般具有返排液量大、地層壓力低、壓裂液難以依靠地層能量有效排出等特點，井筒內積液難以依靠地層自身能量排出，無法進行正常的放噴測試或生產。目前，國內外對于這類常壓氣藏開發主要通過電潛泵、射流泵以及氣舉閥等工藝進行強排，但同時也發現，單一排采工藝只能適用某一種工況或氣井的某一個階段，無法貫穿氣井的全生命周期。當前，對于常壓頁巖氣的排采工藝研究雖然取得一定進展和成效，但仍只局限于某一種工藝，隨著開采時間的延長，其局限性將逐漸暴露。為了進一步釋放常壓頁巖氣井的生產潛力，提出一種可以覆蓋常壓氣井生命周期的復合排采工藝管柱技術，很有必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱及施工方法，可以完成氣井前期依靠地層自身能量快排、中期依靠外界能量實施噴射引流強排、后期依靠柱塞+氣舉措施助排三種工藝的靈活切換。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱，其特征在于，包括油管、套管和尾管，所述油管頂端通過油管懸掛器懸掛在所述套管內，油管上間隔設有多個偏心式氣舉閥，油管中下部連接柱塞限位短節，油管底端與正循環噴射泵頂部相連，所述正循環噴射泵底部與所述尾管頂端相連，所述套管外套于油管和尾管，中心對正設置，尾管上部與套管對應位置的環空中設有封隔器。

按上述方案，所述偏心定式氣舉閥的上下端分別與油管通過油管扣相連接，偏心定式氣舉閥內通徑與油管內徑一致。

按上述方案，所述柱塞限位短節上下端通過油管扣與上下油管相連接。

按上述方案，所述正循環噴射泵兩端分別通過油管扣與油管及尾管相連，正循環噴射泵的一側壁上開有吸入口，另一側壁上設有喉管，喉管底部對應的內壁上開有進口，喉管頂部對應的外壁上開有噴嘴。

按上述方案，所述封隔器兩端分別通過油管扣與油管相連。

頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)前期依靠地層自身能量，使儲層的氣流攜帶液體從地層帶出至地面；

S2)當井筒內積液難以依靠地層自身能量排出時，在油管內投入鋼球封堵噴射泵，通過地面向油管內泵入高壓動力液，在吸入口處形成相對負壓，將地層產出的流體吸入，與高壓動力液經過喉管處混合后，通過噴嘴排出油管，正循環噴射泵將地層流體攜帶出處井筒，從而達到排水采氣的目的；

S3)當井筒條件達到可以通過柱塞進行排水采氣時，將柱塞投入油管，可按照柱塞運行模式進行生產，當井筒內積液過多，導致柱塞無法依靠地層能量舉升油管內部液體時，通過油套環空注入氣體，開啟氣舉閥，將柱塞以及柱塞上部液體頂出井筒。

本發明的有益效果是：提供了一種頁巖氣水平井全生命周期排水采氣一體化管柱及施工方法，集優選管柱、氣舉閥、柱塞等氣井排水采氣工藝于一體，提出一趟管柱完成工藝切換與銜接，可以實現高產液全井生命周期排采技術，隨著頁巖氣井能量的降低，前期依靠地層自身能量通過油管進行快排、中期依靠外界能量實施噴射引流強排、后期依靠柱塞+氣舉措施助排，降低排采工藝措施成本，提高工藝調整效率。

附圖說明