一种用于高温高压油气井清洁完井的管柱及施工工艺的制作方法

本发明涉及一种高温高压油气田油气井开采完井技术领域，尤其涉及一种能够实现低成本清洁完井及后期安全修井作业的用于高温高压油气井清洁完井的管柱及施工工艺。

背景技术：

深层、超深层高温高压(超高压)油气井普遍地层压力系数较高，油气井钻井过程中，为保证井控安全，需采用重泥浆压井。在完井时，为实现清洁完井，其管柱需下至射孔段底界以下，并用清洁完井液替换出原井重泥浆。

现阶段常规管柱主要存在以下几个方面的缺点：

1、完井管柱下部带常规筛管完井时，管柱入井后难以将油气井井筒内的重泥浆充分替出井筒，钻井过程中的部分重泥浆将滞留在井底并堵塞部分产层，生产过程中在高压油气流的扰动下底部的重泥浆可部分被气体带至油管内部甚至地面，但泥浆中的固相会对井口管汇及地面集输管线造成严重冲蚀，影响油气井安全生产；

2、完井管柱不带筛管完井时，管柱通常下至射孔段顶界以上20m左右，不能替出产层的重泥浆，严重影响产能；

3、对于产层厚度大的高压油气井，在修井时常需采用重泥浆压井，封隔器下部的尾管较长时，在重泥浆的作用下难以一次性起出尾管，常需采用倒扣打捞，甚至磨铣打捞，严重影响作业时效及套管安全。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于高温高压油气井清洁完井的管柱及施工工艺，该管柱入井后能有效将井筒及油管内的重泥浆充分循环替出，实现清洁完井并有利于后期安全修井作业。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于高温高压油气井清洁完井的管柱，包括油管挂、油管、封隔器、打孔筛管和引鞋丝堵，还包括丢手短节和可溶筛管，所述油管挂的上端悬挂在井口的采油四通上，所述油管挂的下端与所述油管的上端连接，所述油管置于套管内，所述封隔器串联连接在所述油管上，多个所述丢手短节和多个所述可溶筛管间隔串联连接形成可溶段，所述可溶段的上端和下端均为所述丢手短节，所述可溶段的上端与所述油管的下端连接，所述可溶段的下端与所述打孔筛管的上端连接，所述打孔筛管的下端与所述引鞋丝堵的上端连接；管状的所述丢手短节包括上接头、下接头和销钉，所述上接头的下部与所述下接头的上部之间通过所述销钉连接；所述可溶筛管的管壁上设有多个孔眼，每个所述孔眼内安装有能够被化学腐蚀液溶化的孔塞。

上述结构中，可溶段在保持正常工作即让油气流顺利通过的前提下，还具有便于通过溶化或剪断销钉的方式实现分段打捞，以及便于在溶化孔塞前完成重泥浆清理，实现清洁完井；在溶化孔塞后油气流通路导通，实现自喷生产的功能；用于溶化孔塞的化学腐蚀液根据实际需要对应选择即可；丢手短节和可溶筛管的结构创新是本发明的重点，可溶筛管的孔眼数目可根据实际情况确定，并且孔眼大小可根据现场实际需求加工成相应的尺寸；若为高压气井或者气液比较高的油井时，所使用的油管及相应工具的扣型均为气密封扣；油管挂、油管、封隔器、打孔筛管和引鞋丝堵均为常规部件。

作为优选，所述丢手短节的上接头的上端设有丢手短节螺纹母扣，所述丢手短节的下接头的下端设有丢手短节螺纹公扣，所述丢手短节的上接头的下部和下接头的上部的厚度均至少减小一半使所述丢手短节的上接头的下部和下接头的上部重叠连接后其管壁总厚度不大于所述丢手短节的其它管壁部位的厚度，这种结构既便于使油气流顺利通过，又便于在打捞管柱时快速实现丢手短接的分离从而实现分段打捞；所述可溶筛管的上端设有可溶筛管螺纹母扣，所述可溶筛管的下端设有可溶筛管螺纹公扣，螺纹扣连接既方便又稳固，是优选的连接方式；所述销钉穿过所述丢手短节的上接头的下部和下接头的上部的通孔实现所述丢手短节的上接头和下接头之间的连接，所述销钉能够被co2等腐蚀性气体或地层水腐蚀以降低强度；销钉被剪断后，丢手短节的上接头和下接头之间不再靠销钉连接，但整个管柱仍依靠井底的支撑作用而保持为一体。

根据实际需要，所述孔塞与所述可溶筛管的孔眼之间为螺纹连接或过盈连接。

作为优选，所述可溶段的长度比油气储层的长度大20～50m，所述可溶段的位置与井内射孔段的位置相对应，这样能够尽量顺畅地使油气流排出至地面上。

作为优选，所述孔塞为铝镁合金孔塞，所述销钉为铝镁合金销钉；根据实际需要，孔塞和销钉也可以选择其它能够被化学液溶化的材质制作。另外，所述可溶筛管的孔眼数目可根据实际情况确定，并且孔眼大小可根据现场实际需求加工成相应的尺寸，每个孔眼均配套有可溶的孔塞，孔塞可承受一定数值的内外压差(可以但不限于0.5mpa)。

所述封隔器为永久式封隔器。封隔器坐封需配合专用坐封工具，可以但不限于采用投梭镖打压坐封；封隔器的解封可以在上部丢手后利用磨铣将封隔器解封，封隔器解封后需配合专用工具进行打捞；这些均为常规技术。

一种用于高温高压油气井清洁完井的管柱的施工工艺，包括管柱安装及施工工艺，所述管柱安装及施工工艺包括以下步骤：

(1)根据高温高压油气井测井解释资料确定生产层段位置并完成射孔，本步骤为常规步骤；

(2)将装配好的管柱下至人工井底，将管柱通过油管挂悬挂在采油四通上，装采油树，本步骤为常规步骤；

(3)利用打孔筛管反循环替出井筒以及油管内部的重泥浆，实现清洁完井；

(4)按照封隔器操作规程坐封封隔器，本步骤为常规步骤；

(5)通过油管正打压注入酸性液体，将可溶筛管上的孔塞溶化掉，可溶筛管的孔眼内外连通，通过可溶筛管即可实现自喷生产；油气生产过程中，油气流经射孔段流至井底，经油管自喷采出至地面；

(6)若油气储层需要改造，则直接通过油管正打压将改造液体经可溶筛管的孔眼挤入油气储层，完成改造后直接通过可溶筛管即可实现自喷生产。

具体地，所述步骤(3)中，将清洁完井液经油管与套管之间的环形空间注入，流至井底后经打孔筛管进入油管内，再经井口返出至地面，从而将井筒及油管内的重泥浆完全替出井筒，实现清洁完井。

具体地，所述步骤(4)中，封隔器按规定坐封后向油管与套管之间的环形空间打压对封隔器验封，验封合格后起出坐封工具。

进一步，所述施工工艺还包括修井工艺，所述修井工艺包括管柱打捞工艺，所述管柱打捞工艺包括以下步骤：

(1)解封封隔器；

(2)打捞出封隔器及下部相邻一段的管柱；

(3)下入专用打捞工具，上提分段打捞剩余管柱；上提时，剪切丢手短节中强度已经被大幅降低的销钉，然后逐段打捞出下部尾管，直至将底部管柱完全打捞出井筒。由于销钉本身在溶化孔塞的过程中强度受到削弱，而且在生产过程中由于co2的腐蚀作用，抗剪切强度进一步降低，所以销钉的强度已经很低，很容易被剪断。

本发明的有益效果在于：

本发明通过设计以销钉连接的丢手短节和安装有能够被化学液溶化的孔塞的可溶筛管，并将丢手短节和可溶筛管与其它管柱部件进行有机整合，既能充分替出重泥浆，实现清洁完井，降低生产风险，又能实现油气流通路的快速打通，实现自喷生产；作业时还能实现尾管的快速分段打捞，可在不需倒扣的情况下快速逐段打捞封隔器下部管柱，缩短作业周期，节约作业费用。

附图说明

图1是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的主视结构示意图；

图2是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱在替出重泥浆过程中的主视结构示意图；

图3是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱在油气自喷生产过程中的主视结构示意图；

图4是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的可溶筛管的主视剖视结构示意图，图中比例大于图1-图3；

图5是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的可溶筛管上安装的孔塞的主视剖视结构示意图，图中比例大于图1-图3；

图6是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的可溶筛管上安装的孔塞的右视结构示意图，图中比例与图5一致；

图7是本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的丢手短节的主视剖视结构示意图，图中比例大于图1-图3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图7所示，本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱包括油管挂1、油管2、封隔器4、丢手短节5、可溶筛管6、打孔筛管7和引鞋丝堵8，油管挂1的上端悬挂在井口的采油四通上，油管挂1的下端与油管2的上端连接，油管2置于套管3内，封隔器4串联连接在油管2上，封隔器4为永久式封隔器，多个丢手短节5和多个可溶筛管6间隔串联连接形成可溶段，所述可溶段的上端和下端均为丢手短节5，所述可溶段的上端与油管2的下端连接，所述可溶段的下端与打孔筛管7的上端连接，打孔筛管7的下端与引鞋丝堵8的上端连接，所述可溶段的长度比油气储层的长度大20～50m，所述可溶段的位置与井内射孔段9的位置相对应；可溶筛管6的管壁上设有多个孔眼63，每个孔眼63内安装有能够被化学腐蚀液溶化的孔塞631，孔塞631与可溶筛管6的孔眼63之间为螺纹连接(也可以为过盈连接)，孔塞优选为铝镁合金孔塞。所述可溶段的具体结构是：管状的丢手短节5包括上接头51、下接头52和销钉53，上接头51的下部与下接头52的上部之间通过销钉53连接，丢手短节5的上接头51的上端设有丢手短节螺纹母扣511即上接头51的上端设有内螺纹，丢手短节5的下接头52的下端设有丢手短节螺纹公扣521即下接头52的下端设有外螺纹，丢手短节5的上接头51的下部512和下接头52的上部522的厚度均至少减小一半使丢手短节5的上接头51的下部512和下接头52的上部522重叠连接后其管壁总厚度不大于丢手短节5的其它管壁部位的厚度，销钉53穿过丢手短节5的上接头51的下部512和下接头52的上部522的通孔实现丢手短节5的上接头51和下接头52之间的连接，销钉53能够被co2或地层水腐蚀，销钉53优选为铝镁合金销钉；可溶筛管6的上端设有可溶筛管螺纹母扣61即可溶筛管6的上端设有内螺纹，可溶筛管6的下端设有可溶筛管螺纹公扣62即可溶筛管6的下端设有外螺纹；上方的丢手短节5的下接头52下端的丢手短节螺纹公扣521与下方的可溶筛管6上端的可溶筛管螺纹母扣61通过螺纹连接在一起，上方的可溶筛管6下端的可溶筛管螺纹公扣62与下方的丢手短节5的上接头51上端的丢手短节螺纹母扣511通过螺纹连接在一起。

结合图1-图7，本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的施工工艺，包括管柱安装及施工工艺，所述管柱安装及施工工艺包括以下步骤：

(1)根据高温高压油气井测井解释资料确定生产层段位置并完成射孔形成射孔段9，本步骤为常规步骤；

(2)将装配好的管柱下至人工井底，将管柱通过油管挂1悬挂在采油四通上，装采油树，本步骤为常规步骤；

(3)利用打孔筛管7反循环替出井筒以及油管2内部的重泥浆，实现清洁完井；具体方法是：将清洁完井液经油管2与套管3之间的环形空间注入，流至井底后经打孔筛管7进入油管2内，再经井口返出至地面，从而将井筒及油管2内的重泥浆完全替出井筒，实现清洁完井；

(4)按照封隔器4的操作规程坐封封隔器4，封隔器4按规定坐封后向油管2与套管3之间的环形空间打压对封隔器4验封，验封合格后起出坐封工具，本步骤为常规步骤；

(5)通过油管2正打压注入酸性液体(具体可以为盐酸、硫酸等腐蚀性和浓度合适的酸性液体)，将可溶筛管6上的孔塞631溶化掉，可溶筛管6的孔眼62内外连通，通过可溶筛管6即可实现自喷生产；油气生产过程中，油气流经射孔段9流至井底，经油管2自喷采出至地面；

(6)若油气储层需要改造，则直接通过油管2正打压将改造液体(具体类型和份量根据实际需要而定)经可溶筛管6的孔眼63挤入油气储层，完成改造后直接通过可溶筛管6即可实现自喷生产。

进一步，本发明所述用于高温高压油气井清洁完井的管柱的施工工艺还包括修井工艺，所述修井工艺包括管柱打捞工艺，所述管柱打捞工艺包括以下步骤：

(1)解封封隔器4；

(2)打捞出封隔器4及下部相邻一段的管柱；

(3)下入专用打捞工具，上提分段打捞剩余管柱；上提时，剪断丢手短节5中强度已经被大幅降低的销钉53，然后逐段打捞出下部尾管，直至将底部管柱完全打捞出井筒。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。