一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱的制作方法

本发明涉及海洋油气资源及海域天然气水合物储层开发的技术领域，特别是涉及一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱。

背景技术：

众所周知，在2007年我国首次在南海深水浅软泥粉砂储层天然气水合物试采成功的基础上，2020年我国再一次取得了试采的成功，本次试采成功向天然气水合物产业化开采进程又迈进了一步，但目前试采借鉴的常规油气田开采工艺，深海钻采面临着开采成本高、花费时间长的挑战，如何在有限的开采条件下最大挖掘储层潜能、长期维持稳定的流体开采通道、提高经济技术指标是研究的重点所在。

由于水合物储层岩石颗粒的胶结物大部分是水合物，且泥质含量高，水合物分解后失去胶结作用造成大量出砂，正常开采需要采取防砂措施。裸眼完井是指在油气层段不下套管，不注入水泥，使井裸露的完井方法，能够获得最大的油气渗滤面积，减小油气流入井内的阻力，优势明显，配合选择合理的筛管挡砂精度有利于形成优良的挡砂屏障，防止地层出砂导致井下设备损坏停产的问题。

常规增产作业主要包括压裂、射孔两种工艺，压裂液中存在大量化学添加剂，易对海洋环境造成污染；水力喷砂射孔工艺复杂，施工周期长，需要多次起下钻进行喷射，作业风险高，均不利于达到经济高效的要求。鱼骨刺增产防砂技术是一种新型裸眼完井增产技术，它通过水射流技术将小直径、一定长度的柔性管钻入地层连通储层，建立储层与井筒间的渗流通道，以期提高单井产量，具有导流能力强、施工简单以及成本低等优点，并具备防砂功能。

常规的储改作业、防砂作业施工时间往往较长，需多次起下管柱，使原本就不菲的深水作业费用变得更加高昂，需创新研制出一套适用于水合物储层的储改防砂一体化技术，解决深水超浅泥质粉砂未固结天然气水合物储层开发成本与产量匹配的难题，为天然气水合物产业化开采目标奠定技术基础。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种通过对储改作业、防砂作业施工设备进行改造，可有效节省施工时间，简化操作方式，提高工作效率，节省深水作业费用，同时有效避免储层泥质细粉砂进入管柱、井筒内部并对其造成堵塞的风险，提高实用性和可靠性的裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，包括多组改进鱼骨刺分支短节和尾管，多组改进鱼骨刺分支短节通过其上的扣型进行首尾连接，尾管安装在右侧改进鱼骨刺分支短节的右端，每组改进鱼骨刺分支短节内均匀连通设置有多组小直径柔性管，多组小直径柔性管的一端均密封固定在对应的改进鱼骨刺分支短节上并与改进鱼骨刺分支短节内部连通，多组小直径柔性管的另一端均可按照设定轨迹进行移动并在其上设置有小型钻头。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述每组改进鱼骨刺分支短节的外壁除柔性管伸出位置均设置有挡砂介质，每组挡砂介质的外壁上设置有外保护罩。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述挡砂介质可由多层滤网类、缝隙类、金属棉类、金属泡沫等材料中的一种制成。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述外保护罩可为桥式、割缝类、绕丝类、精密复合类中的一种。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，每组改进鱼骨刺分支短节与其上的挡砂介质之间均匀设置有多组单向阀，多组单向阀均与对应的改进鱼骨刺分支短节内部连通。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述尾管上设置有浮箍或浮鞋中的一种。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1)本发明提出的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，不需要多次起下钻分别进行储层改造、防砂完井工艺实施，避免了储改施工后在井筒留下难以清除的杂质、对后续机械筛管的下入产生影响；优化了施工工序，减少了施工时间，节约深水作业日费，极大降低了开采成本；

2)本发明提出的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，可实现一趟完成储改增产、防砂、下生产管柱措施，通过合理设置鱼骨刺分支短节上柔性管个数及布局，最大挖掘储层潜能，结合中间结构特设置的单向阀控制流体流动方向，保障了鱼骨刺分支短节在高压流体泵入作用下的正常工作，维持生产期间的流体平稳流动通道；

3)本发明提出的鱼骨刺增产及裸眼筛管完井一体化管柱，在施工时可在管串底部尾管处配置浮箍或浮鞋中的一种，可以在必要的时候开泵冲洗，不需要增加额外的工作量，有助于管柱的下入；

4)通过对储改作业、防砂作业施工设备进行改造，可有效简化井筒下管方式，管柱一次下管成型，避免多次起下管柱，节省施工时间，简化操作方式，提高工作效率，节省深水作业费用，同时有效避免储层泥质细粉砂进入管柱、井筒内部并对其造成堵塞的风险，提高实用性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中改进鱼骨刺分支短节放大结构示意图；

图3是本发明施工时其内流体流动示意图；

图4是本发明生产时其内流体流动示意图；

附图中标记：1、改进鱼骨刺分支短节；2、挡砂介质；3、外保护罩；4、单向阀；5、尾管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，包括多组改进鱼骨刺分支短节1和尾管5，多组改进鱼骨刺分支短节1通过其上的扣型进行首尾连接，尾管5安装在右侧改进鱼骨刺分支短节1的右端，每组改进鱼骨刺分支短节内均匀连通设置有多组小直径柔性管，多组小直径柔性管的一端均密封固定在对应的改进鱼骨刺分支短节1上并与改进鱼骨刺分支短节1内部连通，多组小直径柔性管的另一端均可按照设定轨迹进行移动并在其上设置有小型钻头。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述每组改进鱼骨刺分支短节1的外壁除柔性管伸出位置均设置有挡砂介质2，每组挡砂介质2的外壁上设置有外保护罩3。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述挡砂介质2可由多层滤网类、缝隙类、金属棉类、金属泡沫等材料中的一种制成；通过设置挡砂介质2，可有效阻挡地层砂砾的通过，防止地层出砂进入井筒内部，影响安全生产。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述外保护罩3可为桥式、割缝类、绕丝类、精密复合类中的一种，通过设置外保护罩3，可方便起到减缓冲蚀、流体导向和保护筛管内部结构的目的。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，每组改进鱼骨刺分支短节1与其上的挡砂介质2之间均匀设置有多组单向阀4，多组单向阀4均与对应的改进鱼骨刺分支短节1内部连通；通过设置多组单向阀4，可保证不同施工措施中流体流向不同，当地面泵入高压流体时，流体仅流入改进鱼骨刺分支短节1产生高压，柔性管在管柱内部压力作用下外伸进入地层，水力破岩并不断延伸形成流道，当储改防砂施工结束后，开采气体时，地层流体经由外保护罩3、挡砂介质2和单向阀4，再流入改进鱼骨刺分支短节1被开采至地面，达到有效的防砂措施，同时多组单向阀4可维持改进鱼骨刺分支短节1在高压流体泵入作用下的正常工作，以及保障生产期间的流体保持单向流动。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述尾管5上设置有浮箍或浮鞋中的一种；通过设置浮箍或浮鞋，可以在必要的时候开泵冲洗，有助于管柱的下入。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，其工作过程为，将多组改进鱼骨刺分支短节1和尾管5组成的管柱下入井筒内，当管柱下放至规定位置时，地面向管柱内泵入高压流体，流体仅流入改进鱼骨刺分支短节1产生高压，柔性管在管柱内部压力作用下外伸进入地层，水力破岩并不断延伸形成流道，当储改防砂施工结束后，开采气体时，地层流体经由外保护罩3、挡砂介质2和单向阀4，再流入改进鱼骨刺分支短节1被开采至地面，达到有效的防砂措施。

本发明所实现的主要功能为：通过对储改作业、防砂作业施工设备进行改造，可有效简化井筒下管方式，管柱一次下管成型，避免多次起下管柱，节省施工时间，简化操作方式，提高工作效率，节省深水作业费用，同时有效避免储层泥质细粉砂进入管柱、井筒内部并对其造成堵塞的风险，提高实用性和可靠性。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，所述改进鱼骨刺分支短节1与常规鱼骨刺管的区别在于，改进鱼骨刺分支短节1上不安装生产阀。

本发明的一种裸眼井鱼骨刺增产及筛管完井一体化管柱，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。