[实用新型]油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气井过滤器管柱外充填环中建立封隔的完井结构，属于石油和天然气开采领域。这里的油气井是指油气田开发中广义的油气井，包括油井、气井、天然气井、注入井、注水井、注蒸汽热采井、蒸汽吞吐井、蒸汽注入井、深井和超深井，水平井，大斜度井，定向井，直井等。 

背景技术

1、油气井需要分段控流技术： 

在同一口井中，由于地层间的渗透率沿油气井生产段轴向的差异很大，油水间的粘度差很大，以及其他原因，导致了地层水会沿着渗透率高的地层提前进入井筒，使油气井产液的含水率大幅度升高，油产量大幅度下降。例如某油气井的生产段为300米，渗透率高的生产段长30米，地层间渗透率极差为3，地层中的油水的粘度比100，当地层水沿着渗透率高的地层提前进入井筒后，该井产液的含水率会迅速升至95%以上，日产油量降至未出水时日产油量的1/3。上述问题给油田生产带来了巨大的经济损失。

为了解决上述问题，油气井需要分段控流技术。分段控流技术是将油气田注入井或开发井的生产段分隔成若干个独立的区间来同时开发。分段控流技术显著地减缓了地层水的局部快速推进，延长了无水产油期，避免油产量的快速下降；即使在油气井出水后，分段控流技术也能有效限制地层水产出量急剧上升，增加日产油量。如前段所述井况的油气井，在油井见水后，分段控流技术可以将产液含水率控制在60%以下，日产油量增加到控水前的3倍左右。 

分段控流技术不仅应用于水平开采井，对于多层直井/定向井，同样也能发挥作用，实现多层直井/定向井中的每个小层同时独立开采。 

由于分段控流技术不仅介质流入时能分段控流，当介质由井筒往地层注入时也能实现分段控流，所以该技术不仅适用于开采井，同样适用于注入井。如注水井，注酸，注蒸汽井，油田三次采油时注入各种介质等都适用于该技术。能大幅提高工作效率，降低作业成本。 

2、目前油气井中应用的分段控流方式有下列两种： 

第一种：如图1所示，用控流过滤器管柱和封隔器来实现分段控流；图1中，1-1为封隔器，实现区间的分隔，1-2为控流管柱，实现流量的控制，1-3为裸眼井壁；

第二种：如图2所示，用控流过滤器管柱和封隔体实现分段控流。图2中，2-1为封隔体，2-2为控流过滤器管柱，2-3为裸眼井壁。与第一种分段控流技术不同的是，这里用封隔体替代了封隔器。封隔体是下入控流过滤器管柱后，通过特定的工艺过程，往控流过滤器管柱与井壁之间的环空（上述环空是广义的环空，它不仅包括控流过滤器管柱与外管柱或井壁之间的环空，还包括水泥环窜槽、筛管与井壁间的环空、多孔管与井壁间的环空等）充填防窜流封隔颗粒，并堆积紧实而形成的。封隔体的特点是径向流动几乎无阻力，轴向窜流被限制到较小水平，所以封隔体相当于若干个封隔器可以封隔轴向窜流，自动把井筒沿轴向上分隔成若干区间，且区间之间距离较长，渗透量较小，几乎没有窜流。

3、目前上述第二种分段控流技术应用中存在下列问题： 

（1）对于多层直井，即使应用了第二种分段控流技术实行多层同时开采，如图3所示，但是由于层与层之间的压力差异，渗透率差异等矛盾还是较严重，或者层与层之间的夹层很薄，层与层之间还是有较大的窜流，影响到多层直井中分段控流技术的应用效果。图3中，3-1为裸眼井壁，3-2为控流过滤器管柱，3-3为防窜流颗粒，3-4为产油层，3-5为层间一定量的窜流,3-6为出水层，3-7为产油层。

（2）对于砾石充填防砂井，如图4所示，即使普通过滤器管柱内已经实现了分段控流，但是，由于其充填砾石的粒径较大，渗透率会达到140达西，甚至更大，这样环空砾石中沿轴向的窜流量很大，直接破坏了整个井筒的分段控流的效果。图4中，4-1为裸眼井壁，4-2为砾石环，4-3为砾石环窜流，4-4为普通过滤器管柱，4-5防窜流颗粒，4-6为控流过滤器管柱，4-6为出水。 

（3）对于多层直井，井筒中已经石英砂充填防砂完井，而且层与层之间的压力差异，渗透率差异等矛盾较严重，或者层与层之间的夹层特别薄，这种情况下即使应用分段控流技术，石英砂环和防窜流颗粒环中都存在较大的窜流，还是不能彻底解决层间矛盾的难题，如图5所示。图5中，5-1为裸眼井壁，5-2为控流过滤器管柱，5-3为防窜流颗粒，5-4为产油层，5-5为普通过滤器管柱，5-6为石英砂充填环，5-7为出水层，5-8为产油层。 

对于生产井，水平井，直井和定向井中应用分段控流技术都存在上述问题。对于注入井，同样也会存在上述问题。如注水井，注蒸汽井，注酸井，注二氧化碳井等。