采油管柱及油气开采作业方法与流程

本发明涉及石油开采设备以及作业方法技术领域，尤其涉及一种采油管柱及油气开采作业方法。

背景技术：

石油作为一个国家运转的战略资源，其重要程度不言而喻。但是石油开采的设备和方法的先进程度，严重影响到油气开采的开采成本和效率。

现有技术中，对于碳酸盐岩储层的生产过程中，通常采用酸化压裂-自喷求产-泵抽生产的流程进行生产，需要分别作业下入酸压管柱、机抽管柱、检泵时换泵管柱，在管柱更换过程中，作业时均需要替入压井液进行压井。该工艺需下入两趟管柱，作业成本高，周期长，且压井作业中替入压井液，存在污染产层，及井内压力失控的安全隐患。

技术实现要素：

有鉴如此，本发明提供一种能够在保证安全生产的同时，大大提高油气开采效率，降低作业成本的采油管柱及油气开采作业方法，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种采油管柱，包括：

油管，包括相对的第一端和第二端，其中所述第一端用于延伸至油井井口，所述第二端用于下探至待开采的目的层段；

转换气锚，设于所述油管上，用于实现油井的由自喷转入机抽后的油气分离；

封泵装置，与所述转换气锚间隔一定距离地设于所述油管上，并相对所述转换气锚朝向靠近所述第一端的一侧设置，用于封隔油井的井内压力。

优选地，所述转换气锚包括外筒、内密封筒和转换塞，所述内密封桶可滑动套设于所述外筒内，所述转换塞用于封堵于所述内密封桶内，

其中，所述外筒上开设有旁通孔，所述内密封筒相对所述外筒滑动时，能够封堵或者露出所述旁通孔。

优选地，所述外筒上远离所述第一端的一端设有底座，用于对所述内密封筒的滑动进行限位，

所述内密封筒上远离所述第一端的一端设有塞座，用于支撑所述转换塞并与所述转换塞配合形成密封。

优选地，所述封泵装置包括外筒、内支撑筒、阀板和憋压球，所述内支撑筒可滑动套设于所述外筒内，所述阀板可张开地设于所述外筒和内支撑筒之间。

优选地，所述外筒上远离所述第一端的一端设有底座，用于对所述内支撑筒的滑动进行限位，

所述内支撑筒上远离所述第一端的一端设有球座，用于支撑所述憋压球并与所述憋压球之间形成密封。

优选地，所述球座可张开地设于所述内支撑筒上。

优选地，所述阀板由多个成瓣状分布的扇形单元形成。

根据本发明的第二方面，提供一种油气开采作业方法，包括：

将管柱下入油井内至目的层段；

自所述管柱内注入酸化压裂液至所述目的层段，对所述目的层段进行酸化压裂；

酸化压裂完成后进入自喷采油阶段，于所述管柱内进行采油；

所述自喷采油阶段结束后，转入机抽采油阶段，进行油气分离；

封隔油井井内压力；

下入杆式抽油泵以及抽油杆至所述管柱内进行机抽采用。

优选地，还包括在进行泵检时，自所述管柱内提出杆式抽油泵以及抽油杆，对所述油井内进行反向封隔，实现不压井作业，直至再次下入抽油泵进行机抽采油。

本发明提供的采油管柱，为一种压裂、自喷、机抽采油一体化管柱，下入一趟管柱完成酸化压裂-自喷求产-泵抽-换(检)泵生产的作业流程，实现采油时油气分离，转抽检泵时封隔井内压力，实现不压井作业，在保证安全生产的同时，大大提高了油气开采效率，降低了作业成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了根据本发明实施例的采油管柱处于酸化压裂状态以及自喷采油阶段时的结构示意图。

图2示出了根据本发明实施例的采油管柱处于投转换塞，开启转换气锚状态时的结构示意图。

图3示出了根据本发明实施例的采油管柱投憋压球开启封泵装置时的状态时的结构示意图。

图4示出了根据本发明实施例的憋压球下落至转换气锚状态时的结构示意图。

图5示出了根据本发明实施例的采油管柱处于机抽采油状态时的结构示意图。

图中：油井1000、油管1、转换气锚2、第一外筒21、第一底座211、旁通孔212、内密封筒22、塞座221、转换塞23、封泵装置3、第二外筒31、第二底座311、内支撑筒32、球座321、阀板33、憋压球34、抽油泵41、抽油杆42。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示，该实施例中油井1000为竖直井采油，管柱竖直设于油井1000内。当然，油井1000的类型以及管柱的设置方式不限如此，具体可根据需要设定。该采油管柱包括油管1、转换气锚2和封泵装置3。油管1包括相对的第一端和第二端，其中所述第一端用于延伸至油井1000井口，所述第二端用于下探至待开采的目的层段。该实施例中，油管1的第一端延伸至油井1000井口，第二端下探至目的层段。转换气锚2设于所述油管1上，用于实现油井1000的由自喷转入机抽后的油气分离。封泵装置3与所述转换气锚2间隔一定距离地设于油管1上，并相对所述转换气锚2朝向靠近所述第一端的一侧设置，用于封隔井内压力。该实施例中，转换气锚2和封泵装置3将油管1分成三段，三段油管之间依次连通。

所述转换气锚2包括第一外筒21、内密封筒22和转换塞23，所述内密封桶可滑动套设于所述第一外筒21内，所述转换塞23用于封堵于所述内密封桶内。第一外筒21与与之相邻的上段和下段的油管固定连接。其中，所述第一外筒21上开设有旁通孔212，所述内密封筒22相对所述第一外筒21滑动时，能够封堵或者露出所述旁通孔212。所述第一外筒21上远离所述第一端的一端设有第一底座211，用于对所述内密封筒22的滑动进行限位。所述内密封筒22上远离所述第一端的一端设有塞座221，用于支撑所述转换塞23并与所述转换塞23形成密封。

参考图1和图2，该实施例中，第一底座211为设于内密封筒22底部内周壁上的凸环结构，塞座221为设于内密封桶底部的凸环结构。内密封筒22相对第一外筒21具有第一位置和第二位置，当内密封筒22处于第一位置时，内密封筒22封堵住旁通孔212；当向内密封筒22内投入转换塞23，使得管柱内憋压转换塞23下滑至塞座221与第一阀座接触时，内密封筒22处于第二位置，旁通孔212打开，使得油气仅能从旁通孔212进入油管1内，进行气液分离。

参考图3至图5，所述封泵装置3包括第二外筒31、内支撑筒32、阀板33和憋压球34，所述内支撑筒32可滑动设于所述第二外筒31内，所述阀板33可张开地设于所述第二外筒31和内支撑筒32之间。第二外筒31上远离所述第一端的一端设有第二底座311，用于对所述内支撑筒32的滑动进行限位。内支撑筒32上远离所述第一端的一端设有球座321，用于支撑所述憋压球34并与所述憋压球34之间形成密封。第二底座311具体可为设于第二外筒31底部内壁上的凸环结构。

该实施例中，所述阀板33由多个成瓣状分布的扇形单元形成。各个扇形单元可铰接于第二外筒31的内上，并通过在铰接轴上设置弹簧或者弹簧片，使得各个扇形单元在内支撑筒32下移错开后，张开并封隔油管1管筒，从而实现对油井1000井筒的封隔。

进一步地，所述球座321可张开地设于所述内支撑筒32上，球座321可为设于内支撑筒32底部内壁上的凸环结构。具体地，球座321也可设计为多个成瓣状分布的扇形单元形成的结构，各个扇形单元可铰接于第二外筒31的内上，并通过在铰接轴上设置具有复位功能的弹簧或者弹簧片等弹性件。正常状态下，该处的弹性件弹性力大小要适中，使得各个扇形单元整体上提供的支撑力稍小于球体的重力或者与球体的重力相当。如此，当内支撑筒32下滑至最底部位置时，即使得球座321下滑并支撑于第二底座311上时，憋压球34能够在重力作用下挤开球座321下落，或者仅需提供很小的外力便可使得憋压球34挤开球座321下落。

本发明还涉及一种油气开采作业方法。使用本实施例中的采油管1柱进行油气开采作业时，可参考以下步骤。

s01)、将管柱下入油井1000内至目的层段。

参考图1具体地首先将采油管柱进行组合即将采油管柱的各段以及转换气锚2和封泵装置3依序进行组合并下入油井1000井底，即待开采的目的层段。油管1的第一端延伸至井口，连接地面压裂设备。

该过程中，转换气锚2和封泵装置3均处于为开启，即未使用状态。对于转换气锚2，内密封筒22处于第一位置，旁通孔212关闭。对于封泵装置3，内支撑筒32处于上端位置，其与第二外筒31将阀板33夹持与两者之间，阀板33处于非张开状态。

s02)、自所述管柱内注入酸化压裂液至所述目的层段，对所述目的层段进行酸化压裂。

参考图1，该过程中，自所述管柱内的上端注入酸化压裂液至所述目的层段，酸化压裂液由油管1内注入至目的层段，可直接作用于目的层，改善压裂效果，同时防止酸化压裂液对上部套管产生腐蚀。

s03)、酸化压裂完成后进入自喷采油阶段，于所述管柱内进行采油。

参考图1，压裂完成后，进入自喷阶段，油气由作业管柱内上返至井口进行开采。

s04)、所述自喷采油阶段结束后，转入机抽采油阶段，进行油气分离。

参考图2，当自喷阶段结束，转至机抽阶段时，由油管1内投入转换塞23至转换气锚2的塞座221上，憋压使转换气锚2的内密封筒22下移，打开旁通孔212，同时转换塞23封堵转换气锚2的下部管柱，使油气只能从旁通孔212进入管柱内，从而进行气液分离。

s05)、封隔油井1000井内压力。

参考图3至图4。图3中，自管柱内投入憋压球34至封泵装置3的球座321上，憋压使内支撑筒32下移，阀板33在弹簧作用下自动关闭，封隔管柱内压力。图4中，内支撑筒32下移后，可张开式憋压球34的球座321自动张开，憋压球34下落至并压在转换气锚2内的转换塞23上。

s06)、下入杆式抽油泵41以及抽油杆42至所述管柱内进行机抽采用。

参考图5，具体地，自管柱内下入抽油泵41进行机抽开采，抽油泵41下方连接抽油杆42，由杆式泵筒捅开封泵装置3中的阀板33，建立生产通道，油气由转换气锚2的旁通孔212进入管柱，进行气液分离后由抽油泵41机抽至地面。

在进行泵检时，自所述管柱内提出杆式抽油泵41以及抽油杆42，对所述油井1000内进行反向封隔，实现不压井作业，直至再次下入抽油泵41进行机抽采油。具体地，需要检泵时，直接提出机抽管柱，封泵装置3中的阀板33再次自动关闭，防止井内气液上涌，实现不压井作业。检泵完成后，再次下入机抽管柱捅开封泵装置3中的阀板33，建立生产通道。

本发明中的采油管柱，为一种压裂、自喷、机抽采油一体化管柱，下入一趟管柱完成酸化压裂-自喷求产-泵抽-换(检)泵生产的作业流程，实现采油时油气分离，转抽检泵时封隔井内压力，实现不压井作业，在保证安全生产的同时，大大提高了油气开采效率，降低了作业成本。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。