水平井筛管完井酸化解堵管柱、系统和方法与流程

本发明涉及酸化解堵，具体而言，涉及一种水平井筛管完井酸化解堵管柱、一种水平井筛管完井酸化解堵系统和一种水平井筛管完井酸化解堵方法。

背景技术：

1、水平井较直井增加了产层的泄油面积，能够提高单井产量、提高采油效率、增加可采储量、提高油藏采收率，是一项非常有潜力、有优势的重要技术手段，因此水平井技术在各油田也得到规模推广与应用。但在一些疏松砂岩油藏上，由于油藏普遍存在储层埋藏浅，胶结疏松，储层高渗-中渗，压实作用差，岩性为粉砂岩、细砂岩，易出砂，部分油层粘土含量高等问题，再加上钻完井过程对油层产生的污染，造成近井地带和筛管堵塞，导致部分水平井供液能力差，无法正常生产。

2、相关技术中，如图1所示，水平井酸化解堵技术一般是在待解堵段下入第一皮碗封隔器110’和第二皮碗封隔器120’。两个皮碗封隔器之间存在一定的距离，反洗井酸液经封隔器到筛管外，由于筛管外有泥饼、泥浆等形成阻力，酸液只能改向回到筛管内，形成接近于s型的通路130’。

3、在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：酸洗工艺酸洗不均匀，局部泥饼得不到处理或酸洗不彻底，泥浆不能完全带出地面；泥饼、管外吸附的泥沙无法有效清除，造成堵塞，易导致生产一段时间后产液下降；解堵液出现绕流现象，使得解堵液的穿透深度不一，解堵效果大大降低。

技术实现思路

1、为了解决或改善上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种水平井筛管完井酸化解堵管柱。

2、本发明的另一个目的在于提供一种水平井筛管完井酸化解堵系统。

3、本发明的另一个目的在于提供一种水平井筛管完井酸化解堵方法。

4、为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种水平井筛管完井酸化解堵管柱，包括：油管；套管，套设于油管，油管与套管之间形成第一环形空间；液流转换器，套设于油管，液流转换器设于第一环形空间内，液流转换器的外壁与套管的管壁相抵，液流转换器的内壁与油管相抵，液流转换器具有第一端和第二端，第一端为大端，第二端为小端，第一端与第一环形空间连通；以及高压射流解堵组件，高压射流解堵组件包括：中心管，中心管的一端与第二端连接，中心管与油管连通；以及外管，套设于中心管，外管的一端与第二端连接，外管与中心管之间形成第二环形空间，第二环形空间与液流转换器连通，外管的管壁上形成有多个喷嘴，流体依次经过第一环形空间、液流转换器、第二环形空间、喷嘴、中心管以及油管。

5、根据本发明提供的水平井筛管完井酸化解堵管柱的技术方案，对现有的水平井酸化解堵工艺做出优化改进，形成了流畅的连通通道，流体在流动过程中经过多次加压，使得泥浆能完全的被带出地面，提高地层导流能力。另外，水平井筛管完井酸化解堵管柱可实现深度解堵，提高油层渗透性，有效解除近井地带污染，同时增大泄油面积，降低生产压差。

6、水平井是最大井斜角达到或接近90度(一般不小于86度)，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏，目的在于增大油气层的裸露面积。筛管完井是指完钻后目的层部位下筛管，其余部分下套管，在筛管以上的井段，管外注水泥封闭的完井方法。酸化解堵是解除油气储层近井地带污染，恢复油气井产能的一种有效措施。可选地，本发明中的流体为酸液。酸化解堵利用酸液的化学溶蚀作用，溶解地层堵塞物，扩大或延伸地层缝洞，以恢复和提高地层的渗透率，减少油流入井阻力，从而达到油井增产、水井增注的目的。

7、具体而言，水平井筛管完井酸化解堵管柱包括油管、套管、液流转换器和高压射流解堵组件。其中，套管套设于油管。油管处于套管的内侧。油管与套管之间形成第一环形空间。可选地，流体通过水平井筛管完井酸化解堵系统的泵体进入第一环形空间内形成一级加压流体。

8、进一步地，液流转换器套设于油管。液流转换器设于第一环形空间内。液流转换器的外壁与套管的管壁相抵，液流转换器的内壁与油管相抵。进一步地，液流转换器具有相对设置的第一端和第二端。第一端为大端，第二端为小端。可选地，液流转换器为带孔密封皮碗。液流转换器的第一端与第一环形空间连通。

9、进一步地，高压射流解堵组件包括中心管和外管。具体地，中心管的一端与液流转换器的第二端连接。外管套设于中心管。中心管处于外管的内侧。外管的一端与液流转换器的第二端连接。进一步地，中心管与油管连通。外管与中心管之间形成第二环形空间。第二环形空间与液流转换器连通。可选地，第二环形空间与液流转换器的第二端连通。可选地，水平井筛管完井酸化解堵管柱还包括筛管。筛管与套管连接。筛管套设于外管。筛管与外管之间形成第三环形空间。可选地，高压射流解堵组件还包括环空管。环空管套设于中心管，且环空管穿设于外管。环空管位于中心管以及外管之间。环空管内为第二环形空间。

10、通过设置液流转换器，一方面，用于阻止流体由第一环形空间直接进入筛管与外管之间的第三环形空间，液流转换器起到改变流体走向的作用，流体经过液流转换器由第一环形空间进入外管与中心管之间的第二环形空间；另一方面，流体依次经过液流转换器的大端和小端，液流转换器起到改变流体的流速、加压的作用，流体经过液流转换器后由一级加压流体变为二级加压流体。

11、进一步地，外管的管壁上形成有多个喷嘴。流体由第二环形空间经喷嘴进入第三环形空间。可选地，喷嘴呈流线型。可选地，喷嘴的截面形状近似于凸字。喷嘴具有相对设置的第三端和第四端。第三端为大端，第四端为小端。流体依次经过喷嘴的大端和小端，由二级加压流体变为三级加压流体。可选地，喷嘴在一定程度上可以起到改变流速、加压的作用。可选地，多个喷嘴在外管的管壁上环形交错均匀分布，以实现第二环形空间的均匀步压。可选地，喷嘴的截面形状曲线变径，相较于传统的等径变速而言，喷嘴可以更大程度上提高流体的喷射压力。通过喷嘴的加压后，流体射出后具有较强的穿透性。

12、进一步地，流体依次经过第一环形空间、液流转换器、第二环形空间、喷嘴、中心管以及油管。具体地，流体通过水平井筛管完井酸化解堵系统的泵体进入第一环形空间内形成一级加压流体。一级加压流体经过液流转换器由第一环形空间进入第二环形空间，并且形成二级加压流体。二级加压流体经喷嘴由第二环形空间进入第三环形空间，并且形成三级加压流体。之后三级加压流体对近井地带地层进行冲刷。三级加压流体携带泥浆、泥饼以及细砂进入中心管形成返排液。返排液依次经过中心管、油管进入水平井筛管完井酸化解堵系统的储存容器。可选地，储存容器为酸液水罐组。

13、流体经过三次加压的过程为：井口配置好的流体经过井口泵车(泵体)一级加压后进入第一环形空间内，形成一级加压流体；一级加压流体通过液流转换器进入第二环形空间内，由于第一环形空间的容积大于第二环形空间的容积，且一级加压流体依次经过液流转换器的大端和小端，一级加压流体经过液流转换器后会进一步产生较高压力，形成二级加压流体；二级加压流体通过流线型结构的喷嘴时再次加压，形成三级加压流体。三级加压后的流体通过喷嘴喷出后具有较强的穿透性，可以打穿筛管和近井地带地层的脏物，起到解堵的目的。

14、本发明限定的技术方案中，对现有的水平井酸化解堵工艺做出优化改进，形成了流畅的连通通道，流体在流动过程中经过多次加压，使得泥浆能完全的被带出地面，提高地层导流能力。另外，水平井筛管完井酸化解堵管柱可实现深度解堵，提高油层渗透性，有效解除近井地带污染，同时增大泄油面积，降低生产压差。

15、本发明提供的水平井筛管完井酸化解堵管柱，解决现有水平井酸化解堵不完全、不彻底、存在二次污染的问题，有利于节约修井措施费用，恢复水平井产量，提高单井效益。

16、另外，本发明提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：

17、在上述技术方案中，相邻的两个喷嘴之间的间距相同。

18、在该技术方案中，通过将相邻的两个喷嘴之间的间距设置为相同，确保由不同喷嘴喷射出的流体的压力相近甚至相同，喷射出的流体对筛管和近井地带地层的泥饼、泥浆、泥沙进行冲刷，在很大程度上避免了酸洗不均匀的现象，有利于提高酸化解堵的效果。

19、在上述技术方案中，多个喷嘴沿外管的管壁的周向均匀设置；和/或多个喷嘴沿外管的轴线方向均匀布置。

20、在该技术方案中，通过将多个喷嘴沿外管的管壁的周向均匀设置，能够对第二环形空间进行均匀步压，确保由不同喷嘴喷射出的流体的压力相近甚至相同，喷射出的流体对筛管和近井地带地层的泥饼、泥浆、泥沙进行冲刷，在很大程度上避免了酸洗不均匀的现象，有利于提高酸化解堵的效果。

21、进一步地，通过将多个喷嘴沿外管的轴线方向均匀布置，能够对第二环形空间进行均匀步压，确保由不同喷嘴喷射出的流体的压力相近甚至相同，喷射出的流体对筛管和近井地带地层的泥饼、泥浆、泥沙进行冲刷，在很大程度上避免了酸洗不均匀的现象，有利于提高酸化解堵的效果。

22、在上述技术方案中，喷嘴具有第三端和第四端，第三端为大端，第四端为小端，第三端与第二环形空间连通。

23、在该技术方案中，通过将喷嘴的大端与第二环形空间连通，在流体由第二环形空间经喷嘴喷出时，流体依次经过喷嘴的大端和小端，喷嘴能够对流体起到改变流速、加压的作用，有利于提高喷射出的流体对泥浆、泥饼以及泥沙的冲击力度，提高酸化解堵效果。

24、在上述技术方案中，喷嘴为流线型高压喷嘴。

25、在该技术方案中，通过将喷嘴设置为流线型高压喷嘴，喷嘴的截面形状为曲线变径，相较于传统的等径变速而言，喷嘴可以更大程度上提高流体的喷射压力。通过喷嘴的加压后，流体射出后具有较强的穿透性。

26、在上述技术方案中，还包括：筛管，与套管连接，筛管套设于外管，筛管与外管之间形成第三环形空间，喷嘴与第三环形空间连通。

27、在该技术方案中，水平井筛管完井酸化解堵管柱还包括筛管。具体地，筛管与套管连接。筛管套设于外管。筛管与外管之间形成第三环形空间。喷嘴与第三环形空间连通。可选地，喷嘴的第四端(小端)与第三环形空间连通。在流体由第二环形空间经喷嘴喷向第三环形空间时，流体依次经过喷嘴的大端和小端，喷嘴能够对流体起到改变流速、加压的作用，有利于提高喷射出的流体对泥浆、泥饼以及泥沙的冲击力度，提高酸化解堵效果。

28、在上述技术方案中，还包括：洗井阀，与中心管的另一端连接，且洗井阀与中心管连通。

29、在该技术方案中，水平井筛管完井酸化解堵管柱还包括洗井阀。具体地，洗井阀与中心管的另一端连接。洗井阀与中心管连通。流体对筛管和近井地带地层进行冲刷后。流体携带泥浆、泥饼以及细砂经过洗井阀进入中心管形成返排液。通过设置洗井阀，既密封井筒空间，又为返排液建立回收通道。可选地，对筛管和近井地带地层进行冲刷的过程中，与氮气泡沫混排工艺相配合，携带近井地带的脏物从洗井阀进入中心管内，最后通过油管排出地面。通过与氮气泡沫混排工艺相配合，能够使混合液通过底部泥饼清洗器彻底排出，降低因残酸不能完全排出对筛管造成腐蚀损坏的风险，避免造成二次污染，增加了使用寿命，延长了作业周期。

30、本发明第二方面提供了一种水平井筛管完井酸化解堵系统，包括：上述任一实施例中的水平井筛管完井酸化解堵管柱；泵体，与水平井筛管完井酸化解堵管柱的套管连接，泵体能够将流体泵送至水平井筛管完井酸化解堵管柱的第一环形空间内。

31、根据本发明的水平井筛管完井酸化解堵系统的技术方案，水平井筛管完井酸化解堵系统包括上述任一实施例中的水平井筛管完井酸化解堵管柱和泵体。具体地，泵体与水平井筛管完井酸化解堵管柱的套管连接。泵体能够将流体泵送至水平井筛管完井酸化解堵管柱的第一环形空间内。井口配置好的流体经过泵体一级加压后进入第一环形空间内，形成一级加压流体。

32、在上述技术方案中，还包括：储存容器，与水平井筛管完井酸化解堵管柱的油管连接。

33、在该技术方案中，水平井筛管完井酸化解堵系统还包括储存容器。储存容器与水平井筛管完井酸化解堵管柱的油管连接。储存容器用于储存返排液。

34、在进行解堵前，首先对井筒进行正冲砂，将井筒内地层出砂清洗干净，建立工具通道。通过油管连接液流转化器与高压射流解堵组件。将管柱下入施工井段，同时中心管的末端插入洗井阀内。

35、在进行解堵时，通过泵体将流体大排量打入第一环形空间内，形成一级加压流体；一级加压流体经过液流转换器由第一环形空间进入第二环形空间，并且形成二级加压流体。二级加压流体经喷嘴由第二环形空间进入第三环形空间，并且形成三级加压流体。之后三级加压流体对近井地带地层进行冲刷。三级加压流体携带泥浆、泥饼以及细砂进入中心管形成返排液。返排液依次经过中心管、油管进入水平井筛管完井酸化解堵系统的储存容器。

36、酸化解堵过程中，配合氮气泡沫助排工艺，利用氮气泡沫超强携带能力，将剩余被打碎的泥浆、泥饼和细砂助排出筛管和近井地带地层。反洗井后提出施工管柱，完成解堵工艺。

37、其中，由于水平井筛管完井酸化解堵系统包括上述第一方面中的任一水平井筛管完井酸化解堵管柱，故而具有上述任一技术方案的有益效果，在此不再赘述。

38、本发明第三方面提供了一种水平井筛管完井酸化解堵方法，用于上述任一实施例中的水平井筛管完井酸化解堵系统，水平井筛管完井酸化解堵方法包括：通过水平井筛管完井酸化解堵系统的泵体将流体泵送入水平井筛管完井酸化解堵系统的水平井筛管完井酸化解堵管柱的第一环形空间内形成一级加压流体；一级加压流体通过水平井筛管完井酸化解堵管柱的液流转换器进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的第二环形空间内，形成二级加压流体；二级加压流体经过喷嘴由第二环形空间进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的第三环形空间，形成三级加压流体；三级加压流体通过水平井筛管完井酸化解堵管柱的筛管冲刷近井地带地层，三级加压流体携带泥浆、泥饼以及细砂经水平井筛管完井酸化解堵管柱的洗井阀进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的中心管形成返排液；返排液依次经过中心管、水平井筛管完井酸化解堵管柱的油管进入水平井筛管完井酸化解堵系统的储存容器。

39、根据本发明的水平井筛管完井酸化解堵方法的技术方案，水平井筛管完井酸化解堵方法用于上述任一实施例中的水平井筛管完井酸化解堵系统，方法的具体步骤包括：

40、第一步，通过水平井筛管完井酸化解堵系统的泵体将流体泵送入水平井筛管完井酸化解堵系统的水平井筛管完井酸化解堵管柱的第一环形空间内形成一级加压流体。泵体对流体进行第一次加压；

41、第二步，一级加压流体通过水平井筛管完井酸化解堵管柱的液流转换器进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的第二环形空间内，形成二级加压流体。液流转换器对流体进行第二次加压；

42、第三步，二级加压流体经过喷嘴由第二环形空间进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的第三环形空间，形成三级加压流体。喷嘴对流体进行第三次加压；

43、第四步，三级加压流体通过水平井筛管完井酸化解堵管柱的筛管冲刷近井地带地层，三级加压流体携带泥浆、泥饼以及细砂经水平井筛管完井酸化解堵管柱的洗井阀进入水平井筛管完井酸化解堵管柱的中心管形成返排液。可选地，冲刷过程中配合氮气泡沫助排工艺，利用氮气泡沫超强携带能力，将剩余被打碎的泥浆、泥饼和细砂助排出筛管和近井地带地层；

44、第五步，返排液依次经过中心管、水平井筛管完井酸化解堵管柱的油管进入水平井筛管完井酸化解堵系统的储存容器。反洗井后提出施工管柱，完成解堵工艺。可选地，储存容器为酸液水罐组。流体在流动过程中经过多次加压，使得泥浆能完全的被带出地面，有利于提高酸化解堵的效果。

45、本发明的技术方案的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。