CN220101247U - 一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构 - Google Patents

Abstract

一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构，包括：井壁，所述井壁由井口延伸至生产层段的强漏失段，所述井壁限定并形成所述井筒；所述井筒生产段包括由始端至趾端依次连通的第一井筒段、第二井筒段和第三井筒段；筛管，所述筛管设置在所述井筒的第一井筒段；连续封隔体，所述连续封隔体设置在所述筛管与所述第一井筒段的井壁之间的环空中，以及设置在所述第二井筒段的井筒中。本实用新型一是通过设置在所述第二井筒段的连续封隔体，实现了所述第一井筒段与强漏失层底水的隔离，有效降低了产液的含水量；二是具有完井作业过程耗时短，投产后封隔效果好、持续作用时间长，不污染井下储层，连续封隔体可进行回收等优点。

Description

一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构

技术领域

本实用新型属于石油和天然气开采技术领域，涉及一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构。

背景技术

海上礁灰岩油田生产成层段油气井钻进施工过程中，一旦钻进前沿遇到强漏失段(例如空间较大或连通底水的强漏失层、连通底水的大型裂缝等)，将很难继续向前进行钻进作业。其原因在于，钻进过程中，需要通过泥浆等钻井液将钻头钻削岩层形成的岩屑携带返排出井筒；一旦钻进前沿连通上述强漏失层，钻井液将大量漏失进强漏失层中，导致岩屑无法实现返排，可能出现井壁垮塌，卡钻等事故。实际工作中，一旦钻进方向连通上述强漏失层，可以选择停止继续钻进，并针对当前已成型的井筒开展完井施工作业，这就需要在井筒趾部或趾部前端位置对井筒进行封隔，从而实现井筒内部空间与强漏失段的隔离，避免投产后强漏失层水进入井筒而导致产液含水率过高。

现有技术中，上述封隔作业通常采用遇液膨胀封隔器、化学封隔等方法进行。然而采用上述方法，一是施工工艺复杂，成型时间长，例如遇液膨胀封隔器通常需要7-30天才能达到最佳工作状态；二是封隔效果普遍较差，受井筒尺寸、形状、井壁结构等多方面影响，遇液膨胀封隔器膨胀后与井筒之间容易留存缝隙，导致强漏失层中的水通过该缝隙进入井筒；三是有效作用持续时间短，受材质变性等因素影响，封隔效果通常在3-5年后会明显降低；四是化学封隔方法存在储层堵塞等问题；五是采用遇液膨胀封隔器、化学封隔等方法完井后，很难再将封隔体取出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构，包括：井壁，所述井壁由井口延伸至生产层段的强漏失段，所述井壁限定并形成所述井筒；所述井筒生产段包括由始端至趾端依次连通的第一井筒段、第二井筒段和第三井筒段；筛管，所述筛管设置在所述井筒的第一井筒段，所述筛管靠近生产段始端的一端座封在所述井筒中，另一端在所述井筒中向所述井筒趾部延伸至所述第一井筒段的末端；连续封隔体，所述连续封隔体设置在所述筛管与所述第一井筒段的井壁之间的环空中，以及设置在所述第二井筒段的井筒中。

进一步，所述第三井筒段的末端与所述强漏失层连通。

进一步，所述第三井筒段的长度小于生产段井筒长度的20％。

进一步，所述第二井筒段的长度不小于2米。

进一步，所述筛管的始端通过盲管连通至井口。

进一步，所述连续封隔体通过充填封隔颗粒成型，步骤如下：向生产段井筒环空中充填携带所述封隔颗粒的充填液；所述充填液通过所述筛管返排至井口，所述封隔颗粒被所述筛管的筛网阻隔在所述第一井筒段的环空中，以及第二井筒段、第三井筒段中；投产后，所述第三井筒段中的封隔颗粒在井筒中流体的作用下回流至所述第一井筒段的环空和第二井筒段中，形成所述连续封隔体。

进一步，所述向生产段井筒环空中充填携带有所述封隔颗粒的充填液的步骤中：所述封隔颗粒在所述充填液中的浓度大于30％(体积比)；所述携带有封隔颗粒的充填液的充填速率小于1立方米/分钟。

进一步，所述封隔颗粒的密度为0.9-1.2克/立方厘米(真实密度)。

进一步，所述封隔颗粒为球型结构。

进一步，所述封隔颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质中的一种或多种。

本实用新型至少具有以下优点：一是通过设置在所述第二井筒段的连续封隔体，实现了所述第一井筒段与强漏失层底水的隔离，有效降低了产液的含水量；二是相对于传统的遇液膨胀封隔器、化学封隔等方法，具有完井作业过程耗时短，投产后封隔效果好、持续作用时间长，不污染井下储层，连续封隔体可进行回收等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中井筒趾部连通强漏失层的完井结构的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中连续封隔体通过充填封隔颗粒成型的整体流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本实用新型一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构的具体实施方式。本实用新型一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构不限于以下实施例的描述。

本文中采用的术语释义如下：筛管，行业内也称为井下过滤器，或者防砂管。控水筛管，筛管的一种具体结构，行业内也称为井下控流过滤器，或者控流防砂管、控流筛管或控水防砂管；相对于油来讲，对水有额外附加流动阻力功能的控水筛管称为AICD，对水无额外附加流动阻力功能的控水筛管称为ICD，AICD和ICD都属于控水筛管的范畴。环空，是指筛管(或控水筛管)和井壁之间的环形空间。所述筛管的端部均为封闭结构，例如采用丝堵等部件将其端部进行封闭。所述封隔颗粒的密度或体积，均指真实密度或体积，而非堆积密度或体积。所述井筒连续封隔体控水技术是指采用井筒内控水筛管加环空连续封隔体共同作用进行控水的技术。文中所述的充填液的充填速率、产液速率以及通过泵抽取井筒中液体的速率，其中所述速率均是指单位时间内充填液流经井口的体积。本文中所述的井包括水平井、定向井、直井、注水井、油井、气井等。

当前，连续封隔体控水增油技术已经取得了实质性的发展和应用，例如中国发明专利2021111193667、2019100846588等，通过在井筒环空中设置连续封隔体，实现了井筒内轴向阻止流体沿井筒方向窜流、径向不阻碍流体(特别是产液)进入筛管的效果，从而同时实现了控水与增油的技术效果。然而，针对趾部连通强漏失层的井筒，如果将筛管下入至井筒趾部强漏失层位置，那么在充填封隔颗粒时，封隔颗粒将从强漏失层处大量漏失，无法在井筒环空中堆积形成充满整个环空的连续封隔体，进而筛管端部依然连通强漏失层，导致无法完成有效的完井作业。显然，现有技术中并没有针对井筒趾部连通强漏失层的井筒，给出面向连续封隔体控水增油技术如何进行完井作业的技术启示。

实施例1：

本实施例给出一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构，如图1所示，所述井筒趾部连通强漏失层的完井结构，包括：井壁1，所述井壁1由井口延伸至生产层段的强漏失段，所述井壁1限定并形成所述井筒；所述井筒生产段包括由始端至趾端依次连通的第一井筒段、第二井筒段和第三井筒段(即说明书附图1中L1、L2、L3长度分别对应的井筒段)；筛管3，所述筛管3设置在所述井筒的第一井筒段，所述筛管3靠近生产段始端的一端座封在所述井筒中，另一端在所述井筒中向所述井筒趾部延伸至所述第一井筒段的末端；连续封隔体5，所述连续封隔体5设置在所述筛管3与所述第一井筒段的井壁1之间的环空中，以及设置在所述第二井筒段的井筒中。

具体的，所述强漏失层2例如是较大型溶洞、连通底水的大裂缝等。当所述井筒趾部连通强漏失层2时，由于强漏失层2往往与底水连通，油井投产后，由于底水的流动性显著高于基质中油的流动性，导致底水在井底压差的作用下沿着井筒窜流并产出，最终导致产液中的含水量非常高。在本实施例中，所述第一井筒段、第二井筒段和第三井筒段并非完井作业前预先设定的井段，而是完井作业完成后，根据井下状态所定义的井段名称。所述第一井筒段是指设置有筛管3的水平井生产段井段，所述筛管3靠近生产段始端的一端设有顶部封隔器6或类似等装置，座封在所述井筒中，另一端向井筒深入延伸至所述第一井筒段的末端。所述第二井筒段在完井后设有连续封隔体5，所述连续封隔体5将所述第一井筒段和第三井筒段轴向隔离，其原理在于，所述连续封隔体5在井筒轴向具有较大的长度(例如1-5米)，虽然第三井筒段依然连通强漏失层2的底水，但是所述底水若要通过所述第二井筒段的连续封隔体5窜流至所述第一井筒段，将面临非常大的阻力。从而，所述第一井筒段内的筛管3在投产后，能够不再受强漏失层2底水沿着井筒窜流的影响，从而提高生产效率。同时，所述第一井筒段的完井结构即为前文所述的采用连续封隔体5控水增油技术的完井结构，具有控水增油的技术效果。

在本实施例中，所述第三井筒段的末端与所述强漏失层2连通。

具体的，在实际的钻井作业中，钻进前沿遇到所述强漏失层2后停止继续钻进，此时所述第三井筒段的末端即已经与所述强漏失层2连通，后续完井过程中需要在井筒趾部或趾部前端位置对井筒进行封隔，从而实现井筒内部空间与强漏失段的隔离，避免投产后强漏失层2水进入井筒而导致产液含水率过高。

在本实施例中，所述第三井筒段的长度小于生产段井筒长度的20％。

具体的，通过采用本实施例所述方法形成的完井结构，期待第三井筒段的长度越小越好。然而，由于第三井筒段已经连通强漏失层2，充填封隔颗粒的过程中，充填液会携带封隔颗粒从所述强漏失层2处漏失，因而无法在整个井筒中形成一体的、完整的连续封隔体5。根据下文记载的充填方法，可以采用“回采充填”的方式，将充填过程中滞留在所述第三井筒段的封隔颗粒，在投产后井下流体的带动(推动)下，回填至所述第一井筒段的环空中和所述第二井筒段。为了实现最优的生产效果，期待所述第一井筒段的长度占比尽量大，所述第三井筒段的长度占比尽量小。

可以采用如下方法进行估算：记

生产段井筒半径：R

筛管3半径：r

生产段井筒长度：L

筛管3对应的井筒第一井筒段长度：L₁

未设置筛管3且设置连续封隔体5的第二井筒段长度：L₂

未设置筛管3且未设置连续封隔体5的第二井筒段长度：L₃

其中，L＝L1+L2+L3；则

充填完成后井筒中的封隔颗粒体积(堆积体积)V至少为：

V＝π(R²-r²)·L₁+πR²·L₂

在实际充填作业过程中，充填至井筒中的封隔颗粒的数量(换算为堆积体积)可以确定为上述堆积体积V的1.2-1.5倍。

在本实施例中，所述第二井筒段的长度不小于2米。

具体的，所述第二井筒段中设置连续封隔体5的目的在于实现所述第一井筒段和第三井筒段之间的轴向隔离，避免所述第三井筒段连通的底水进入所述第一井筒段。因此，需要确保所述第二井筒段中设置连续封隔体5具备足够的长度。通常，所述连续封隔体5具备2米以上的长度，即可具备较好的防窜流效果。

在本实施例中，所述筛管3的始端通过盲管7连通至井口。

具体的，所述筛管3的始端(即靠近座封器的一端)通过盲管7连通至井口，用于将所述筛管3中的产液输送至地面。所述筛管3内部压力相对于所在地层压力较低，通过所述筛管3内外部的压力差，使井筒外部基质中的油或油水混合物等进入筛管3，并最终产出井口。

在本实施例中，所述连续封隔体5通过充填封隔颗粒成型，步骤如下：

S1：向生产段井筒环空中充填携带封隔颗粒的充填液；

其中，所述座封器具有可以受控打开或关闭的充填阀，通过所述充填阀，向所述井筒的第一井筒段的井筒环空中，以及第二井筒段、第三井筒段的井筒中，充填携带封隔颗粒的充填液。具体的充填液成分、充填方法等，与现有技术相同。

S2：所述充填液通过所述筛管3返排至井口，所述封隔颗粒被所述筛管3的筛网4阻隔在所述第一井筒段的环空中，以及第二井筒段、第三井筒段中；

其中，在充填过程中，环空中段部分充填液通过所述筛管3返排至井口，封隔颗粒逐步在筛管3外部的筛网4位置堆积；同时，部分充填液通过所述环空继续向井筒深处流动，经过所述第二井筒段、第三井筒段，并流向强漏失地层。此时，应当控制所述充填液的充填速率，并适当加大返排速率。优选的，所述充填速率可以等于或略大于所述返排速率，尽量确保封隔颗粒滞留在井筒中，而避免被充填液带入强漏失层2。

S3：投产后，所述第三井筒段中的封隔颗粒在井筒中流体的作用下回流至所述第一井筒段的环空和第二井筒段中，形成所述连续封隔体5。

其中，刚投产时，所述第二井筒段中尚未完全充填封隔颗粒，连续封隔体5尚未完全建立。此时，所述第三井筒段中连通的底水通过所述第二井筒段向所述第一井筒段流动，同步携带所述第三井筒段中的封隔颗粒向第二井筒段移动，以及同步携带所述第二井筒段中的封隔颗粒向第一井筒段的井筒环空移动。随着生产的进行，直至所述第一井筒段的井筒环空和所述第二井筒段中完全充满封隔颗粒，形成连续封隔体5。

在本实施例中，所述向生产段井筒环空中充填携带有封隔颗粒的充填液的步骤中：所述封隔颗粒在所述充填液中的浓度大于30％(体积比)；所述携带有封隔颗粒的充填液的充填速率小于1立方米/分钟。

具体的，当所述封隔颗粒被所述充填液携带至强漏失层2后，这部分封隔颗粒可视为几乎再也无法回填至井筒中形成连续封隔体5。为了减少所述封隔颗粒被所述充填液携带至强漏失层2，可以从两个方面进行优化：一是提高所述封隔颗粒在所述充填液中的浓度，将其设置为大于30％(体积比)，这样充填同等体积的封隔颗粒，可以减少充填液的用量，从而减少充填液携带颗粒进入强漏失层2的数量；二是降低携带有封隔颗粒的充填液的充填速率，这样不仅可以直接减少流入强漏失层2的充填液的体积，还可以实现促进所述封隔颗粒尽快吸附在所述筛管3的筛网4上，或者留置在所述第二井筒段或第三井筒段，从而进一步减少被携带至强漏失层2的可能性。

在本实施例中，所述封隔颗粒的密度为0.9-1.2克/立方厘米(真实密度)；所述封隔颗粒为球型结构；所述封隔颗粒为聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯乙烯二乙烯苯交联共聚物材质中的一种或多种。

本实施例至少具有以下技术效果：一是通过设置在所述第二井筒段的连续封隔体5，实现了所述第一井筒段与强漏失层2底水的隔离，有效降低了产液的含水量；二是相对于传统的遇液膨胀封隔器、化学封隔等方法，具有完井作业过程耗时短，投产后封隔效果好、持续作用时间长，不污染井下储层，连续封隔体5可进行回收等优点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于，包括：

井壁，所述井壁由井口延伸至生产层段的强漏失段，所述井壁限定并形成所述井筒；所述井筒生产段包括由始端至趾端依次连通的第一井筒段、第二井筒段和第三井筒段；

筛管，所述筛管设置在所述井筒的第一井筒段，所述筛管靠近生产段始端的一端座封在所述井筒中，另一端在所述井筒中向所述井筒趾部延伸至所述第一井筒段的末端；

连续封隔体，所述连续封隔体设置在所述筛管与所述第一井筒段的井壁之间的环空中，以及设置在所述第二井筒段的井筒中。

2.根据权利要求1所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述第三井筒段的末端与所述强漏失层连通。

3.根据权利要求2所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述第三井筒段的长度小于生产段井筒长度的20％。

4.根据权利要求3所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述第二井筒段的长度不小于2米。

5.根据权利要求4所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述筛管的始端通过盲管连通至井口。

6.根据权利要求5所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述连续封隔体为封隔颗粒堆积成型结构。

7.根据权利要求6所述的井筒趾部连通强漏失层的完井结构，其特征在于：所述封隔颗粒为球型结构。