[发明专利]可充填控水筛管及其布设方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油天然气开采中油井、气井和注水井(以下简称油气 井)使用的控水筛管及其布设方法，特别是一种可充填控水筛管及其布设方 法。

背景技术

在石油天然气开采中，油气井生产段比较长，特别是水平井，生产段长 达200米～800米或更长。在生产过程中，由于油田地质和流体等方面的原 因，许多油气井生产一段时间后就会存在局部出水问题。油气井局部出水一 方面使油气井日产量急剧下降，收益受到很大影响；另一方面大量产出水需 要处理，浪费人力财力。

为解决上述问题，现有技术提出了一种在控水筛管(控水筛管是一种内 设有流量控制装置的过滤器，筛管也称防砂管)，并在控水筛管外充填固体 颗粒解决出水率的方案，通过在控水筛管和井壁之间充填固体颗粒，使控水 筛管与井壁之间形成孔隙介质环，孔隙介质环在控水筛管外起到轴向隔离作 用，结合控水筛管可以大大降低进入控水筛管的水。其具体做法是：钻井后， 向井内放置控水筛管，之后向控水筛管和井壁之间充填固体颗粒，固体颗粒 待携带固体颗粒的充填液滤走后填充了控水筛管和井壁之间的环空，形成由 固体颗粒形成的孔隙介质环。为了保证固体颗粒充填，充入的砂浆需要达到 临界速度，如流量需大于1m³/s，否则不能克服固体颗粒在流动过程中的沉淀， 无法充填。

控水筛管的作用是通过内设流量控制装置来控制水进入筛管的流量来达 到控制出水量、降低含水率、提高油气采收率。目前控水筛管有两种类型： 节流型与开关型，节流型控水筛管是在筛管上设置节流装置，限制较大流量 的水进入筛管；开关型控水筛管允许通过的流量也很有限。因此控水筛管上 可通过的流量很小，在一定范围内实现了一定程度上的控水，但在控水筛管 使用过程中发现，由于控水筛管和油气井的内壁之间往往会存在一个环空， 如进入油气井的水在控水筛管外窜流，就会从控水筛管的其他非地层出水段 对应的区段进入控水筛管，控水筛管就不能达到控水效果。虽然可以通过充 填固体颗粒的方法解决水沿井壁和控水筛管之间环空的轴向窜流问题，但充 填固体颗粒需要控水筛管具有较生产时所需控制的流量大很多的流量，而控 水筛管的流量很小，不能满足在控水筛管外面充填固体颗粒的操作需要，如 果为了充填的需要将流量控制装置的允许流量提高，生产时的控水效果又大 受影响，二者间的矛盾使这两种控水技术一直未能实现结合。

发明内容

本发明的目的是提供一种可充填控水筛管及其布设方法，通过控水筛管 和环空充填有机的结合，有效阻止或大大减缓油气井出水的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可充填控水筛管，包括基管，所 述基管上设置有至少一个过滤套，所述过滤套内表面和基管外表面之间形成 使流体沿轴向流动的导流层，所述基管上还设置有在充填固体颗粒时设置成 具有大流量通过能力的大孔道状态、在充填固体颗粒后设置成具有流量控制 的小孔道状态的充填控水阀门。

所述充填控水阀门为压盖撑杆型充填控水阀门、压盖拉线型充填控水阀 门或柱塞型充填控水阀门。

所述充填控水阀门包括压盖、撑杆和弹性元件，所述导流层的内壁上开 设有凹槽，所述基管上开设有充填孔，所述弹性元件的一端固定在所述凹槽 内，另一端与所述压盖的一侧表面连接，所述撑杆的一端压设在所述压盖的 另一侧表面上，另一端固定在基管的内表面上，所述压盖上开设有节流孔。

所述压盖拉线型充填控水阀门包括压盖、拉线和断线，所述导流层的内 壁上开设有凹槽，所述基管上开设有充填孔，所述断线的一端固定在所述凹 槽内，另一端与所述压盖的一侧表面连接，所述拉线的一端固定在所述压盖 的另一侧表面上，另一端固定在基的内表面上，所述压盖上开设有节流孔。

所述柱塞型充填控水阀门包括柱塞、拉线和卡子，所述基管上开设有充 填孔，所述导流层内开设有与所述充填孔连通且能被所述柱塞堵塞的通道， 所述卡子固定在通道内并卡住柱塞，所述拉线的一端固定在柱塞上，另一端 穿过通道和充填孔呈绷紧状固定在基管的内表面上，所述柱塞上开设有节流 孔。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种可充填控水筛管的布设方法， 包括：

将设置有充填控水阀门的可充填控水筛管布设在油气井的生产位置，所 述充填控水阀门处于大孔道状态；

在可充填控水筛管和井壁之间充填固体颗粒，形成孔隙介质环；