井底封堵裝置的製作方法

2023-05-22 02:16:17 4

本發明涉及石油開採技術領域，尤其涉及一種井底封堵裝置。

背景技術：

在碳酸鹽巖區塊的完井作業中，由於灰巖比較緻密，一般採用裸眼完井的方式進行完井，在裸眼完井方式的石油井內，井內從上至下分為套管段和裸眼段，其中裸眼段的長度一般為100米至600米，而有效的出油層則在裸眼段底端的30米至50米處。由於碳酸鹽巖儲層非均值性強，在開採油氣之前，需要對裸眼段的有效出油層進行酸壓或酸化處理，以提高出油層地層滲透率，為了使酸液只針對有效出油層，不影響裸眼段的其他部分，一般採用裸眼封隔器對井底進行封隔，再通過油管向裸眼封隔器下側注入酸液，可以針對有效出油層進行酸壓或酸化改造，而且不影響裸眼段的其他部分和套管部分。

而當該油井開採枯竭後，就需要將井底的油管、裸眼封隔器等全部取出。現有技術的做法是：井口向上提拉油管，隨著拉力的不斷增大，若下部裸眼段管柱被埋，油管可能會被拉斷(因油管抗拉值低)，然後將斷裂處上側的油管等裝置拉出石油井，斷裂處下側的油管和裸眼封隔器留在井下，然後再下入打撈工具，對斷裂處下側的裝置進行打撈。

現有技術存在以下問題：由於下部油管被埋深度存在不確定性，若井口提拉噸位操作不當，就會導致油管的斷裂位置存在不確定性，而且斷裂的位置不同，就會導致打撈的方法和打撈所需工具不同，使打撈的難易程度也不同。以上導致打撈時間長，打撈效率低。

技術實現要素：

本發明提供一種井底封堵裝置，以克服現有技術中對裸眼封隔器的打撈花費時間長、打撈困難的缺陷。

本發明提供的一種井底封堵裝置，包括由上至下依次設置的第一油管、套管封隔器、第三油管、丟手器、第四油管、裸眼封隔器、第二油管；

所述套管封隔器用於坐封在油井中套管段的底端，將油井中套管段的空間與油井中的裸眼段隔絕；

所述裸眼封隔器用於坐封在油井中裸眼段的有效出油層上方；

所述第一油管的頂端位於井口，所述第一油管的底端與所述套管封隔器的頂端連通；

所述丟手器的頂端通過第三油管與所述套管封隔器的底端連通，所述丟手器的底端通過第四油管與所述裸眼封隔器的頂端連通；

所述第二油管的頂端與所述裸眼封隔器的底端連通，所述第二油管的底端位於所述有效出油層中間。

在本發明的一實施例中，所述第三油管的頂端和底端之間還連接有伸縮管；

所述伸縮管可在外力作用下沿軸向伸縮，用於補償所述第三油管和所述第四油管的伸縮量。

在本發明的一實施例中，所述伸縮管與所述第三油管通過絲扣方式連接。

在本發明的一實施例中，所述伸縮管的內徑與所述第三油管的內徑相同。

在本發明的一實施例中，所述第一油管、所述第二油管、所述第三油管和所述第四油管的內徑相同。

在本發明的一實施例中，所述裸眼封隔器的封隔直徑大於所述套管封隔器的封隔直徑。

在本發明的一實施例中，所述套管封隔器為液壓封隔器。

在本發明的一實施例中，所述裸眼封隔器為液壓封隔器。

在本發明的一實施例中，所述丟手器為錨定丟手器。

本發明的井底封堵裝置，其中套管封隔器用於坐封在油井中套管段的底端，使油井中套管段的空間與油井中的裸眼段隔絕，使開採上的油氣可順利從裸眼封隔器底端連接的油管中進入並沿油管向上流動至井 外，且可避免在酸化時裸眼封隔器異常解封導致酸液進入套管段、對套管壁造成腐蝕。本發明通過在套管封隔器和裸眼封隔器之間設置丟手器，通過第三油管和第四油管將丟手器的兩端分別與套管封隔器和裸眼封隔器連通，當油氣開採結束後，可直接控制丟手器進行打開，使丟手器上側的油管與丟手器脫離，脫離後再分別對套管封隔器和裸眼封隔器進行打撈。其中，對於套管封隔器可直接通過上提油管即可將套管封隔器和丟手器上側的所有油管打撈出井外。對於丟手器和裸眼封隔器，由於丟手器與裸眼封隔器連在一起，則只需通過與丟手器相匹配的打撈工具進行打撈，且下入的鑽杆加打撈工具強度大,井口操作噸位大,可以將丟手器以及丟手器下側的裸眼封隔器和油管一次性打撈出井外。從而在對井底裝置進行打撈時，只需要一個與丟手器相匹配的打撈工具即可完成對裸眼封隔器的打撈過程，縮短了打撈時間、提高了打撈效率。而且可以將丟手器的位置設置在容易打撈的位置處，如此便可進一步提高打撈效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的井底封堵裝置實施例一的結構示意圖；

圖2為本發明提供的井底封堵裝置實施例二的結構示意圖。

附圖標記說明：

C1、套管段；

C2、裸眼段；

1a、套管；

1、第一油管；

2、套管封隔器；

3、裸眼封隔器；

4、丟手器；

5、第三油管；

6、第四油管；

7、第二油管；

8、伸縮管。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在碳酸鹽巖區塊的完井作業中，由於灰巖比較緻密，一般採用裸眼完井的方式進行完井，在裸眼完井方式的石油井內，井內從上至下分為套管段和裸眼段，其中裸眼段的長度一般為100米至600米，而有效的出油層則在裸眼段底端的30米至50米處。由於碳酸鹽巖儲層非均值性強，在開採油氣之前，需要對裸眼段的有效出油層進行酸壓或酸化處理，以提高出油層地層滲透率，為了使酸液只針對有效出油層，不影響裸眼段的其他部分，一般採用裸眼封隔器對井底進行封隔，再通過油管向裸眼封隔器下側注入酸液，可以針對有效出油層進行酸壓或酸化改造，而且不影響裸眼段的其他部分和套管部分。

而當該油井開採枯竭後，就需要將井底的油管、裸眼封隔器等全部取出。現有技術的做法是：井口向上提拉油管，隨著拉力的不斷增大，若下部裸眼段管柱被埋，油管可能會被拉斷(因油管抗拉值低)，然後將斷裂處上側的油管等裝置拉出石油井，斷裂處下側的油管和裸眼封隔器留在井下，然後再下入打撈工具，對斷裂處下側的裝置進行打撈。

現有技術存在以下問題：由於下部油管被埋深度存在不確定性，若井口提拉噸位操作不當，就會導致油管的斷裂位置存在不確定性，而且斷裂的位置不同，就會導致打撈的方法和打撈所需工具不同，使打撈的難易程度也不同。以上導致打撈時間長，打撈效率低。

基於現有技術存在的上述問題，本發明提供一種井底封堵裝置，用於解決現有技術中對裸眼封隔器的打撈花費時間長、打撈困難的問題。具體實現方式如下：

實施例一：

參照附圖1所示，本實施例提供了一種井底封堵裝置，該井底封堵裝置包括由上至下依次設置的第一油管1、套管封隔器2、第三油管5、丟手器4、第四油管6、裸眼封隔器3、第二油管7。

本實施例的井底封堵裝置適用於裸眼完井作業中，在裸眼完井方式的石油井內，井內從上至下依次分為套管段C1和裸眼段C2，待開採的油氣位於裸眼段C2的底端。所述套管段C1的井壁上固定有套管1a。

其中，所述套管封隔器2用於坐封在油井中套管段C1的底端，將油井中套管段C1的空間與油井中的裸眼段C2隔絕。所述裸眼封隔器3用於坐封在油井中裸眼段C2的有效出油層上方。

具體地，第一油管1的頂端位於石油井的井口位置，第一油管伸入到石油井套管段上的套管1a中，也就是說，該第一油管1豎向設置於套管1a內。

在實際使用時，該第一油管1一般可以達到4000米到6000米，其具體是由多個分油管依次首尾相接而成，每連接一個分油管就將該分油管伸入到井內，隨著這些分油管的不斷連接，該第一油管11就可以逐漸向石油井的井底方向延伸。第一油管1的具體長度以及其具體由多少根分油管組成，可根據實際作業需求而定，本發明對此不作限定。

所述第一油管1的底端與套管封隔器2的頂端連通。所述丟手器4的頂端通過第三油管5與套管封隔器2的底端連通。也就是說，套管封隔器2為中空結構，且該中空結構頂部的開口端與第一油管1底部的開口端相匹配，使套管封隔器2內部與第一油管1連通，該中空結構底部的開口端與第三油管5的頂部開口端相匹配，使套管封隔器2內部與第三油管5連通，從而第一油管1和第三油管5之間亦連通。

所述丟手器4的頂端通過第三油管5與套管封隔器2的底端連通，丟手器4的底端通過第四油管6與裸眼封隔器3的頂端連通。也就是說，丟手器4為中空結構，該中空結構頂部的開口端與第三油管5的底部開 口端相匹配，使第三油管5與丟手器4的內部連通，該中空結構底部的開口端與第四油管6的頂部開口端相匹配，使第四油管6與丟手器4的內部連通，從而第三油管5與第四油管6亦連通。

所述裸眼封隔器3的頂端通過第四油管6與丟手器4的頂端連通，裸眼封隔器3的底端與第二油管7的頂端連通，第二油管7的底端位於有效出油層中。也就是說，裸眼封隔器3為中空結構，該中空結構頂部的開口端與第四油管6的底端相匹配，使第四油管6與裸眼封隔器3的內部連通，該中空結構底部的開口端與第二油管7的頂端相匹配，從而第四油管6和第二油管7之間亦連通。

實際作業時，在裸眼完井方式的石油井內，井內從上至下依次分為套管段和裸眼段。其中，套管段C1的井壁上固定設置有套管1a，即套管1a的外壁與套管段的井壁通過水泥貼合固定。其中裸眼段的長度一般為100米至600米，而有效的出油層一般為30米至50米，並且處於裸眼段的下端。即裸眼段底端的油氣可以從裸眼段產生，然後通過油管自噴出石油井。

為了可以使裸眼段的油氣進入到裸眼段的第二油管7中，通過將套管封隔器2坐封在套管1a的底端，使得套管1a內壁與第一油管1外壁之間形成的環空區域和裸眼段空間相互隔絕，同時使裸眼段C2的空間與第一油管1連通。如此裸眼段內的油氣就可以順利的進入第二油管7中，然後從第二油管7向上流動進入到第一油管1中，最終噴出石油井，完成油氣的開採。

在開採油氣時，為了提高出油層地層滲透率，則需要在開採前對裸眼段C2的出油層進行酸壓或酸化改造處理，而在對出油層進行酸壓或酸化處理時，酸液就會進入到裸眼段中有效出油層以外的部分中，對整個裸眼段C2內的巖層進行酸壓或酸化，影響裸眼段酸壓或酸化改造的針對性，且容易出現裸眼段C2的垮塌現象。因此，通過在裸眼段C2內設置裸眼封隔器3，可以將裸眼段C2分割成上下兩部分，有效出油層位於裸眼段下部分的底端。進行酸化時，酸液從第一油管1向下流入，當酸液從油管進入到裸眼段時，由於裸眼封隔器3的封隔，使酸液無法進入到裸眼封隔器3上側的裸眼段部分，使酸液被限制在有效出油層內， 對有效出油層進行針對性酸壓或酸化改造，提高地層滲透率，進而提高出油率。

另外，套管封隔器2如上設置還具有安全保護作用，具體為：當裸眼封隔器3發生故障，例如異常失封后，由於套管封隔器2的存在，裸眼封隔器3下側的酸液或地層腐蝕流體則不會因為裸眼封隔器3的失封而進入套管1a內壁與第一油管1之間的環空區域，從而避免了酸液對套管1a的腐蝕。

本實施例通過裸眼封隔器3和套管封隔器2的配合，不僅使油氣可順利地進入油管內並從井口噴出，而且可以使酸液針對有效出油層進行酸壓或酸化改造，提高地層滲透率，保證油井的安全性。

當對應的石油井開採枯竭後，就需要將井底裝置取出，現有技術是通過外力在井口上提油管管柱，若井口操作噸位不當，油管可能會被拉斷，然後將斷裂處上側的油管拉出石油井外，斷裂處下側的油管和裸眼封隔器留在井底，然後下放打撈工具，通過打撈工具對裸眼封隔器進行打撈，由於在深井下就無法判斷油管的具體斷裂位置，而且不同斷裂位置的打撈工具和打撈方法又不一樣，難易程度也不同，導致打撈裸眼封隔器時非常的困難，而且在石油開採過程中，裸眼段內壁上的巖層可能會出現垮塌，將裸眼封隔器掩埋，這樣在取出裸眼封隔器時會更加的困難，導致打撈時間花費長，打撈效率低。

本實施例為了解決該問題，通過在裸眼封隔器3和套管封隔器2之間設置丟手器4，即通過第三油管將套管封隔器與丟手器連通，通過第四油管將裸眼封隔器與丟手器連通。當上提油管柱不能將全部油管柱及部件拉出石油井時，通過丟手器可以隨時使裸眼封隔器3和套管封隔器2在丟手器位置處斷開，也就是說，在開採結束後，井口旋轉油管管柱可直接控制丟手器進行打開，使丟手器的頂端和與其連接的第三油管相互斷開，然後分別對套管封隔器2和裸眼封隔器3進行打撈：上提油管柱，在外部拉力作用下，套管封隔器2被解封，然後隨油管被提拉到石油井外，而由於丟手器的位置可以確定，且丟手器與裸眼封隔器之間是連接的，因此可以通過與該丟手器相匹配的打撈工具將丟手器和裸眼封隔器一併打撈出石油井，即只需一個與丟手器匹配的打撈工具進行打 撈，且下入的鑽杆加打撈工具強度大,井口操作噸位大,可以將丟手器以及丟手器下側的裸眼封隔器和油管一次性打撈出井外。降低了打撈工具的選擇難度，大大縮短了打撈時間，提高了施工效率。而且可以將丟手器的位置設置在容易打撈的位置處，這樣就可以進一步提高打撈效率，縮短打撈時間。

進一步地，由於裸眼段內沒有套管，在石油井內裸眼段C2的直徑大於套管段C1的直徑，而且裸眼段內壁的巖層也會脫落，這樣就造成裸眼段的內徑大於套管的內徑，因此在選擇封隔器時，就需要選擇相匹配的封隔器分別設置在套管內和裸眼段內，即裸眼封隔器3的封隔直徑大於套管封隔器2的封隔直徑。

進一步地，由於上述的井底封堵裝置中，開採的油氣可以依次通過第二油管7、第四油管6、第三油管5和第一油管1流出，最終噴出石油井外，為了可以減小油氣在第二油管7、第四油管6、第三油管5和第一油管1中流動的阻力，優選的，第二油管7、第四油管6、第三油管5和第一油管1的內徑相同。

本實施例中，第一油管1、第二油管7、第三油管5和第四油管6的內徑相同，這樣油氣在從第二油管7依次向第四油管6、第三油管5、第一油管1內的流動過程中，尤其在第二油管7、第四油管6、第三油管5和第一油管14之間的連接位置，由於沒有口徑的變化，這樣受到的阻力就很小，進而就可以提高油氣的出油效率。

具體的，本實施例中的丟手器4可以為錨定丟手器，即井口旋轉管柱脫手裝置。

在本實施例中，所述套管封隔器2可以選用液壓封隔器。所述裸眼封隔器3可以選用液壓封隔器。當然，在其他實施例中，套管封隔器2和裸眼封隔器3也可以選用其它封隔器，具體可根據實際作業的環境進行選擇，本發明並不以此為限。

實施例二：

實施例一中的套管封隔器2和裸眼封隔器3是通過第三油管5、丟手器4和第四油管6連接在一起的，即套管封隔器2和裸眼封隔器3之間的連接為剛性連接，而套管封隔器2和裸眼封隔器3又分別需要進行 坐封。而在酸壓或酸化過程中和後續採油過程中，由於溫度變化及油管鼓漲等影響，第三油管以及第四油管會受力而伸長或縮短，容易造成套管封隔器2或裸眼封隔器3的坐封不夠緊密，甚至造成異常解封，進而導致作業失敗。

為了解決上述問題，本實施例提供了一種井底封堵裝置，在實施例一的基礎上，參照附圖2所示，圖2為本實施例提供的井底封堵裝置的結構示意圖。

本實施例與實施例一的區別在於：所述第三油管5的中間還加有伸縮管8。

即，在所述第三油管5的頂端和底端之間連接有伸縮管8，該伸縮管8可在外力作用下沿軸向伸縮，用於補償所述第三油管5以及第四油管6的伸縮量。也就是說，伸縮管8是用於補償兩封隔器之間油管柱受力後的管柱伸長或縮短的。

在本實施例中，所述伸縮管8與所述第三油管5通過絲扣方式連接，且所述伸縮管8的內徑與所述第三油管5的內徑相同。

通過在第三油管5上加設伸縮管8，伸縮管8在其軸向方向上能夠伸縮，套管封隔器2和裸眼封隔器3之間的連接就不再是剛性連接，這樣由於套管封隔器2和裸眼封隔器3之間沒有剛性連接，坐封時，套管封隔器2與裸眼封隔器3之間也不會相互影響，且可以補償在酸壓或酸化過程中和後續採油過程中油管軸向方向上的伸縮量，避免異常解封套管封隔器或裸眼封隔器。

其他技術特徵與實施例一相同，在此不再一一贅述。

本實施例提供的技術方案中，通過在套管封隔器和裸眼封隔器之間設置丟手器，通過第三油管將丟手器和套管封隔器連通，通過第四油管將丟手器與裸眼封隔器連通，開採完成後，可直接控制丟手器打開，將丟手器與其上部的油管分離，然後再對套管封隔器和裸眼封隔器進行打撈，只需通過一與丟手器相匹配的打撈工具即可將裸眼隔離器等打撈至井外，降低了打撈難度，縮短了打撈時間，提高了施工效率。

同時，由於在酸壓或酸化過程中和後續採油過程中第三油管和第四油管會受力而伸長或縮短，造成套管封隔器2或裸眼封隔器3的坐封不 夠緊密，甚至異常解封，本實施例通過在所述第三油管5上加設伸縮管8，以補償所述第三油管以及第四油管受力後的管柱長度的變化，從而保證了套管封隔器和裸眼封隔器坐封的緊密性，避免異常解封。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。