一种裸眼分段酸压易钻磨完井生产管柱及其工作方法与流程

本发明涉及完井工程技术领域，特别涉及完井管柱，具体是一种裸眼分段酸压易钻磨完井生产管柱柱及其工作方法。

背景技术：

奥陶系碳酸盐岩油藏，储层埋藏深、地层压力温度高、油气井产能差异大，仅30％左右的新井能够钻遇缝洞发育带而直接投产，70％以上的井需要通过储层改造才能建成。碳酸盐岩油藏普遍存在储层发育非均质性严重问题，实践证明，对于存在多个储层发育段的油藏，通过采用裸眼封隔器和配套工具进行分层分段改造，取得了很好的应用效果。

现有技术中，碳酸盐岩裸眼分段完井管柱一般是在油管上面配置裸眼封隔器和滑套工具，再通过逐级打开滑套工具，逐级挤注酸液来实现分层分段改造。这种完井管柱存在的问题主要有一下几个方面：(1)由于碳酸盐岩油藏后期普遍需要对完井管柱进行钻磨作业，实现侧钻、改造、加深的目的，而目前的分层分段完井管柱钻磨时间长、风险大、封隔器处理难度大、作业费用高；(2)油气只能从每一段的滑套工具中进入完井管柱，油气生产流动面积小，储层发生井壁垮塌后(碳酸盐岩油藏普遍存在井壁垮塌现象)，容易将滑套工具砂埋，堵塞油气流动通道，导致产量下降。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种碳酸盐岩油藏裸眼分段酸压易钻磨完井管柱及其工作方法，既能够实现快速、方便钻磨处理，又能够有效支撑井壁，防止井壁垮塌造成管柱砂埋。

本发明的技术方案如下：

一种裸眼分段酸压易钻磨完井生产管柱，包括从上到下依次连接的油管、封隔器、易钻磨丢手器、易钻磨油管、易钻磨封隔器筛管滑套组、易钻磨坐封球座、易钻磨浮鞋；

所述易钻磨封隔器筛管滑套组包括自上而下连接的易钻磨裸眼封隔器、易钻磨暂堵筛管、易钻磨压裂滑套，所述易钻磨裸眼封隔器筛管滑套的数量为至少1组；

易钻磨暂堵筛管包括基管、接箍、可溶塞；基管采用圆形管柱，管体上均匀钻取孔眼；所述孔眼内安装有可溶塞，可溶塞与孔眼紧密连接固定。

进一步的，所述孔眼为直筒型通孔，并在通孔内设置有一个圆形膨大空间，所述可溶塞的结构为中间为圆形段，两端为直管段，且圆柱的直径小于圆球的直径。此结构通过注塑成型，得到内部的可溶塞。

进一步的，所述孔眼分为第一孔眼和第二孔眼，第一孔眼位于管体内侧；第二孔眼位于管体外侧；第二孔眼直径大于第一孔眼直径；第一孔眼与第二孔眼之间具有垂直于孔眼轴线的台阶，用于支撑所述可溶塞，可溶塞的形状与孔眼形状相配合，实现孔眼内外的密封。

进一步的，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为大圆柱端和小圆柱端，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，在可溶塞的大圆柱端末尾设有一圈向内延伸的槽，在可溶塞放入孔眼后，可溶塞的槽与第二孔眼之间形成安装槽，在安装槽内设有压环，压环将可溶塞顶紧在第一孔眼和第二孔眼之间的台阶面上。

进一步的，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为1号大圆柱端和1号小圆柱端，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，在可溶塞的1号大圆柱端末尾设有一圈向内延伸的槽，所述1号小圆柱端上设有凸棱，在1号大圆柱端的槽的内边设有齿型槽，所述1号大圆柱端与1号小圆柱端的台阶面设有密封垫片；

在可溶塞放入孔眼后，可溶塞的槽与第二孔眼之间形成安装槽，在安装槽内设有1号压环，压环将可溶塞顶紧在第一孔眼和第二孔眼之间的台阶面上，压环的内侧设有与齿形槽配合的压紧齿。

进一步的，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为2号大圆柱端和2号小圆柱端，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，其中，2号大圆柱端中部设有一段螺纹沉孔，所述2号小圆柱端为螺栓结构，其螺杆前端设有与2号大圆柱端配合的螺纹，与2号大圆柱端插入配合后，让2号大圆柱端顶紧第一孔眼和第二孔眼的台阶面；在2号大圆柱端与台阶接触的端面设有o型圈槽，内部设置有o型密封圈。

进一步的，基管、接箍和压环均采用铝合金材料，表面进行氧化铝防腐处理；可溶塞为耐酸且可降解的高分子材料。

进一步的，所述易钻磨丢手器位于油井直井段；易钻磨油管位于油井非储层段；易钻磨裸眼封隔器、钻磨压裂滑套、易钻磨暂堵筛管、易钻磨引鞋均位于储层段。易钻磨压裂滑套位于易钻磨暂堵筛管中部。

进一步的，易钻磨丢手器、易钻磨油管、易钻磨裸眼封隔器本体、易钻磨压裂滑套、易钻磨锚定封隔器本体、易钻磨球座、易钻磨浮鞋均为铝合金材料，表面进行氧化铝防腐处理；易钻磨裸眼封隔器的胶筒部分为可降解橡胶。易钻磨锚定封隔器的卡瓦牙上镀有硬质合金层。

一种进行裸眼分段酸压完井的方法和原理方法：

(1)将完井管柱组装好后，连接在带可取式封隔器的油管柱下端，通过油管柱下入到井筒中，调整管柱深度，使易钻磨丢手器位于油井直井套管段；易钻磨油管位于油井非储层段；易钻磨裸眼封隔器、钻磨压裂滑套、易钻磨暂堵筛管、易钻磨引鞋均位于储层段；

(2)从油管中挤入洗井液，进行正循环洗井，由于压裂滑套处于关闭状态，并且暂堵筛管孔眼处于封闭状态，洗井液顶开完井管柱底部的易钻磨浮鞋的单流阀进入井筒，将井筒中的钻井液全部替入油套环空中排出，实现全井筒替浆；

(3)投入与坐封球座相匹配的压裂球，地面打压，坐封可取式封隔器、易钻磨丢手器、易钻磨裸眼封隔器、易钻磨锚定封隔器；

(4)投入与最下层易钻磨压裂滑套相匹配的压裂球，地面打压，打开最下层易钻磨压裂滑套，挤入酸液，对最下层油层段进行酸压改造；

(5)以此类推，逐级投球打压，逐级压裂后续层段；

(6)投入与易钻磨丢手器相匹配的压裂球，地面打压，油管柱与丢手器及以下管柱丢手脱离，但管柱与丢手之间仍保持连通和密封；

(7)放喷测试，将井筒中残留的支撑剂、溶解的残留物质和地层赃物排出，施工完毕，投产；

(8)暂堵筛管的可溶塞在地层流体作用下，逐渐溶解，恢复油气通道，增大油气流动面积，起到支撑井壁的作用；

(9)后期需要进行侧钻、改层或加深修井作业时，起出上部油管柱，直接下钻磨工具对下部完井管柱进行钻磨处理。

本发明具有以下有益效果：

1)完井管柱配套工具的主体部分全部采用高强度、易钻磨的铝合金，并且表面记下进行氧化铝防腐处理，既能满足正常分层分段改造和生产需要，又能满足后期满足快速钻磨处理的需要。

2)分层分段完井管柱中配置了暂堵筛管，可溶塞溶解之前，可以进行全井筒替浆洗井，可以进行分层分段酸液改造；可溶筛管溶解之后，又能够起到支撑井壁，增大油气流动通道，防止井壁垮塌造成产量下降。

3)完井管柱与生产管柱一体化，改造后无需压井重新下入生产管柱，避免了起下生产管柱的风险，缩短了作业时间，减小了储层污染。

4)暂堵筛管的可溶塞采用耐酸高分子材料，在酸液中不容易腐蚀，满足酸液改造的需要。

5)对可溶塞的结构进行了多重结构设计，使其满足不同情况的安装和连接需求。

附图说明

图1为实施例提供的一种裸眼分段酸压易钻磨完井管柱结构示意图；

图2为实施例提供的易钻磨暂堵筛管结构示意图；

图3为本发明一种实施例可溶塞示意图；

图4为本发明另一种实施例的可溶塞结构示意图；

图5为配合图4的压环的一种实施例的结构示意图；

图6为又一种实施例的可溶塞结构示意图；

图7为再一种实施例的可溶塞结构示意图。

图中标注说明：

1-油管、2-封隔器、3-易钻磨丢手器、4-易钻磨油管、5-i级易钻磨裸眼封隔器、6-i级易钻磨暂堵筛管、7-i级易钻磨压裂滑套、8-ii级易钻磨裸眼封隔器、9-ii级易钻磨暂堵筛管、10-ii级易钻磨压裂滑套、11-iii级易钻磨裸眼封隔器、12-易钻磨锚定封隔器、13-iii级易钻磨暂堵筛管、14-iii级易钻磨压裂滑套、15-易钻磨坐封球座、16-易钻磨浮鞋、

16-基管、17-接箍、

1601-1号大圆柱端、1602-1号小圆柱端、1603-凸棱、1604-齿形槽、1605-1号压环、1606-压紧齿、1607-2号小圆柱端、1608-2号大圆柱端、1609-密封垫片、1610-o型密封圈、1611-圆球形可溶塞、1612-直筒段、1613-球形段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种碳酸盐岩油藏裸眼分段酸压易钻磨完井管柱从上到下依次连接：油管1、封隔器2、易钻磨丢手器3、易钻磨油管4、i级易钻磨裸眼封隔器5、i级易钻磨暂堵筛管6、i级易钻磨压裂滑套7、ii级易钻磨裸眼封隔器8、ii级易钻磨暂堵筛管9、ii级易钻磨压裂滑套10、iii级易钻磨裸眼封隔器11、易钻磨锚定封隔器12、iii级易钻磨暂堵筛管13、ii级易钻磨压裂滑套14、易钻磨坐封球座15、易钻磨浮鞋16。共计3段压裂。易钻磨丢手器3位于油井直井段；易钻磨油管41位于油井非储层段；易钻磨裸眼封隔器2、钻磨压裂滑套、易钻磨暂堵筛管、易钻磨引鞋均位于储层段。易钻磨压裂滑套位于易钻磨暂堵筛管中部。裸眼封隔器2具有双密封胶筒，用于封隔器2裸眼压裂段，防止压裂时串流。易钻磨锚定封隔器122设有卡瓦锚定装置，坐封后起到锚定管柱串，防止压裂时管柱串动。易钻磨浮鞋15内设置有单流阀。

易钻磨丢手器3、易钻磨油管41、易钻磨裸眼封隔器2本体、易钻磨压裂滑套、易钻磨锚定封隔器122本体、易钻磨球座、易钻磨浮鞋15均为铝合金材料，具体可以采用7075铝合金，表面进行氧化铝防腐处理。易钻磨裸眼封隔器2的胶筒部分为可降解橡胶，具体可以是一种混合有一定比例的炭黑的聚氨酯橡胶且外表面包覆有磷酸二氢钾薄膜的橡胶材料。易钻磨锚定封隔器122的卡瓦牙上镀有硬质合金层。

如图2所示，易钻磨暂堵筛管包括基管16、接箍17、可溶塞和压环等部件。基管16采用圆形管柱，管体上均匀钻取孔眼，孔密为5～40孔/米。孔眼具有第一孔眼和第二孔眼。第一孔眼位于管体内侧；第二孔眼位于管体外侧；第二孔眼直径大于第一孔眼直径；第一孔眼与第二孔眼之间具有台阶，用于支撑可溶塞。基管16、接箍17和压环等部件均采用铝合金材料，表面进行氧化铝防腐处理。可溶塞为耐酸且可降解的高分子材料，具体可以是如聚酯ba1-28。易钻磨暂堵筛管抗内压强度大于10mpa。

如图3所示，在一种实施例中，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为大圆柱端和小圆柱端，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，在可溶塞的大圆柱端末尾设有一圈向内延伸的槽，在可溶塞放入孔眼后，可溶塞的槽与第二孔眼之间形成安装槽，在安装槽内设有压环，压环将可溶塞顶紧在第一孔眼和第二孔眼之间的台阶面上。采用本结构，制造简单，安装的时候只需要用过盈配合让压环能压紧即可，便于施工。

如图4-5所示，在另一种实施例中，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为1号大圆柱端1601和1号小圆柱端1602，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，在可溶塞的1号大圆柱端1601末尾设有一圈向内延伸的槽，所述1号小圆柱端1602上设有凸棱1603，在1号大圆柱端1601的槽的内边设有齿型槽，所述1号大圆柱端1601与1号小圆柱端1602的台阶面设有密封垫片1609；

在可溶塞放入孔眼后，可溶塞的槽与第二孔眼之间形成安装槽，在安装槽内设有1号压环1605，压环将可溶塞顶紧在第一孔眼和第二孔眼之间的台阶面上，压环的内侧设有与齿形槽1604配合的压紧齿1606。采用本结构，能够通过凸棱和齿形槽等结构，提高压紧的效率，确保在高压状态下，不易松动。

如图6所示，在又一种实施例中，所述可溶塞的结构为两段圆柱结构，分别作为2号大圆柱端1608和2号小圆柱端1607，且其两段圆柱的尺寸，与第一孔眼和第二孔眼的尺寸配合，其中，2号大圆柱端1608中部设有一段螺纹沉孔，所述2号小圆柱端1607为螺栓结构，其螺杆前端设有与2号大圆柱端16081602配合的螺纹，与2号大圆柱端1608插入配合后，让2号大圆柱端1608顶紧第一孔眼和第二孔眼的台阶面；在2号大圆柱端1608与台阶接触的端面设有o型圈槽，内部设置有o型密封圈1610；

如图7所示，在又一种实施例中，所述可溶塞是圆球形可溶塞1611，其结构为中间为球形段1613，两端为直筒段1612，且直筒段1612的直径小于球形段1613的直径。这种结构的加工方式是在基管上钻取中部为球形段1613，两端为直筒段1612的孔眼；然后，在基管中套入内套，将孔眼堵住；采用注塑的方式，往孔眼中注入熔化的聚合物材料；聚合物冷却后，形成可溶塞。这种结构的优点是：可溶塞中部为球形结构，减少可溶塞的结构受力，提高了抗压强度；另外，可溶塞与基管接触性更紧密，密封性更好。

特别的是，在本实施例中，螺母为梯形截面，或者弧形截面，使其减少对内部流体的阻碍。在某些情况下，也可以将上述螺母换成铆钉结构。采用本结构，能够快速安装，并且通过螺纹进一步的提升连接的稳定性。

采用本发明进行裸眼分段酸压完井的方法和原理，包括以下步骤：

(1)将完井管柱组装好后，连接在带可取式封隔器2的油管1柱下端，通过油管1柱下入到井筒中，调整管柱深度，使易钻磨丢手器3位于油井直井套管段；易钻磨油管41位于油井非储层段；易钻磨裸眼封隔器2、钻磨压裂滑套、易钻磨暂堵筛管、易钻磨引鞋均位于储层段。上述储层段和非储层段等词语，均为本领域常规用词，在《石油大典》等文献中有明确定义。

(2)从油管1中挤入洗井液，进行正循环洗井，由于压裂滑套处于关闭状态，并且暂堵筛管孔眼处于封闭状态，洗井液顶开完井管柱底部的易钻磨浮鞋15的单流阀进入井筒，将井筒中的钻井液全部替入油套环空中排出，实现全井筒替浆。

(3)投入与坐封球座相匹配的压裂球，然后开始地面打压，坐封可取式封隔器2、易钻磨丢手器3、易钻磨裸眼封隔器2、易钻磨锚定封隔器122。

(4)投入与最下层易钻磨压裂滑套相匹配的压裂球，地面打压，打开最下层易钻磨压裂滑套，挤入酸液，对最下层油层段进行酸压改造。

(5)以此类推，逐级投球打压，逐级压裂后续层段。

(6)投入与易钻磨丢手器3相匹配的压裂球，地面打压，油管1柱与丢手器及以下管柱丢手脱离，但管柱与丢手之间仍保持连通和密封。

(7)放喷测试，将井筒中残留的支撑剂、溶解的残留物质和地层赃物排出，施工完毕，投产。

(8)暂堵筛管的可溶塞在地层流体作用下，逐渐溶解，恢复油气通道，增大油气流动面积，起到支撑井壁的作用。

(9)后期需要进行侧钻、改层或加深等修井作业时，起出上部油管1柱，直接下钻磨工具对下部完井管柱进行钻磨处理，将留在井下的易钻磨零件通过钻磨工具清理，避免留在井下影响生产。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。