利用微粒运移控制轴向窜流的控水完井结构的制作方法

1.本发明涉及石油天然气开采技术领域，更具体地说涉及一种利用微粒运移控制轴向窜流的控水完井结构。


背景技术：

2.在石油天然气开发过程中，为增加产层的泄油面积，提高油藏开采效率，常采用水平井的方式进行开发。由于钻遇储层的非均质性等原因，使得水平井某点或某几个点局部出水，由于原油和地层水的粘度差异大，水平井的局部出水就会导致整口井的产液量含水率非常高。为了限制水的产出，往往在完井管柱上安装控流过滤器(控流过滤器是能控制流量大小或可以开关流量的过滤器)，但控流过滤器仅仅能够限制地层水从地层径向进入完井管柱内部，地层水还会沿着完井管柱与水平井筒之间的空腔进行轴向窜流，难以达到好的控水效果。
3.为了限制地层水的轴向窜流，常用的方法是采用封隔器对水平井筒进行分段。由于封隔器价格高而且安装难度大，封隔器的数量不会太多。因此，采用封隔器进行封隔的水平井的各段空腔长，通常为几十米甚至上百米。由于每段空腔过长，每段空腔内地层的渗透率和孔隙度等物性参数差别大，每段空腔内有的小段在出水，有的小段在出油，不便于通过控流过滤器进一步分段控制，控水效果就不会太好。另外，封隔器在使用中容易出现失效或损坏情况，或井壁存在较大变形，也会影响到封隔器的封隔效果。
4.为了限制地层水的轴向窜流，专利cn101338660提供了另外一种方法，就是在控流过滤器与水平井筒之间的环空内充填玻璃质的空心颗粒，地层流体在玻璃质的空心颗粒中的流动是一种渗流，在一定的生产压差情况下，渗流距离越远，渗流阻力就越大，变相地起到限制环空轴向窜流的作用。为了更好地限制环空的轴向窜流，就需要降低空心颗粒充填层的渗透率，为此就需要采用小粒径(小于1000μm)的空心颗粒，虽然可以更好地限制环空的轴向窜流，但也会影响地层流体沿径向流入完井管柱内，如此就会影响油井的初期产能。对于疏松砂岩地层来说，在生产期间地层内的微粒容易发生运移，运移的微粒会堵塞空心颗粒充填层，致使空心颗粒充填层的渗透率进一步降低，也会使油井的产能进一步降低。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术中的不足，现有的限制地层水的轴向窜流的方法存在影响油井初期产能的问题，提供了一种利用微粒运移控制轴向窜流的控水完井结构，地层运移颗粒随生产过程从产层中运移至砾石充填层的孔隙中，降低砾石充填层的渗透率，起到限制轴向窜流的作用，实现对水平井筒的精细化分段，为控水效果提供保障。
6.本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
7.利用微粒运移控制轴向窜流的控水完井结构，包括水平井筒、悬挂封隔器、筛管、盲管和盲堵，所述悬挂封隔器、所述筛管、所述盲管和所述盲堵共同构成防砂管柱，所述防砂管柱设置在所述水平井筒内并与所述水平井筒固定连接，在所述防砂管柱和所述水平井
筒之间形成一环形空间，在所述环形空间内填充有砾石充填层，生产过程中，地层微粒随地层产出液一同流向水平井筒，并逐步填充在砾石充填层的孔隙中，形成被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层，所述筛管包括筛管过滤层和筛管基管，所述筛管基管与所述盲管间隔设置，在所述筛管基管的外侧设置所述筛管过滤层。
8.被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层为疏松砂岩产层中随生产过程运移至水平井筒和防砂管柱之间的地层砂或泥质颗粒与砾石充填层混合而形成。
9.地层微粒即疏松砂岩产层中随生产过程运移的地层砂或泥质颗粒。
10.所述水平井筒由技术套管和裸眼井壁构成，所述防砂管柱通过所述悬挂封隔器与所述技术套管紧固连接，在所述防砂管柱和所述技术套管形成的环形空间内填充有砾石充填层，所述筛管、所述盲管和所述盲堵设置在所述裸眼井壁内，在所述筛管、所述盲管与所述裸眼井壁形成的环形空间内填充有被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层。
11.所述防砂管柱通过螺纹与所述悬挂封隔器和所述盲堵紧固连接。
12.所述砾石充填层由紧密堆积的砾石颗粒组成，砾石颗粒采用石英砂或者人工烧结陶粒。
13.在所述筛管基管上安装用于根据油和水的粘度、密度等物理特性差异对排量自适应调节的控流过滤器。
14.本发明的有益效果为：利用疏松砂岩地层生产期间微粒运移堵塞进行轴向窜流控制，作业方法简单，可以降低控水作业成本；现有技术中，采用玻璃质的空心颗粒填充水平井筒和防砂管柱之间的环形空间，空心颗粒的粒径小于1000um，由于其粒径较小，前期产能易受影响，后期也会影响产能，特制的玻璃质的空心颗粒用量大，成本高，而本发明采用常规挡砂设计所需的粒径尺寸的石英砂或者人工烧结陶粒，由于其粒径较空心颗粒大，故砾石充填层的初始渗透率比较高，生产初期产能不受影响，生产过程中砾石充填层被地层砂或泥质颗粒堵塞后剩余渗透率仍然会比较高，对油井的产能仍不会造成大的影响。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图；
16.图中：1为技术套管；2为悬挂封隔器；3为防砂管柱；4为砾石充填层；5为被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层；6为筛管；6-1为筛管过滤层；6-2为筛管基管；7为盲管；8为盲堵；9为裸眼井壁。
具体实施方式
17.下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
18.实施例一
19.利用微粒运移控制轴向窜流的控水完井结构，包括水平井筒、悬挂封隔器2、筛管6、盲管7和盲堵8，悬挂封隔器2、筛管6、盲管7和盲堵8共同构成防砂管柱3，防砂管柱3设置在水平井筒内并与水平井筒固定连接，在防砂管柱3和水平井筒之间形成一环形空间，在环形空间内填充有砾石充填层4，生产过程中，地层微粒随地层产出液一同流向水平井筒，并逐步填充在砾石充填层4的孔隙中，形成被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层5，筛管6包括筛管过滤层6-1和筛管基管6-2，筛管基管6-2与盲管7间隔设置，在筛管基管6-2的外侧设置
筛管过滤层6-1。
20.实施例二
21.在实施例一的基础上，水平井筒由技术套管1和裸眼井壁9构成，防砂管柱3通过悬挂封隔器2与技术套管1紧固连接，在防砂管柱3和技术套管1形成的环形空间内填充有砾石充填层4，筛管6、盲管7和盲堵8设置在裸眼井壁9内，在筛管6、盲管7与裸眼井壁9形成的环形空间内填充有被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层5。
22.实施例三
23.在实施例二的基础上，防砂管柱3通过螺纹与悬挂封隔器2和盲堵8紧固连接。
24.砾石充填层4由紧密堆积的砾石颗粒组成，砾石颗粒采用石英砂或者人工烧结陶粒。
25.在筛管基管6-2上安装用于根据油和水的粘度、密度等物理特性差异对排量自适应调节的控流过滤器。
26.如图1所示，在防砂管柱3和裸眼井壁9之间充填砾石，形成砾石充填层4，正常开采过程中，地层微粒随地层产出液一同流向水平井筒，并逐步填充在砾石充填层4的孔隙中，形成被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层5，由于水平井轴向尺寸明显大于裸眼的径向尺寸，使得地层产出液在轴向流动的阻力明显大于沿径向流动的阻力，即地层产出液在轴向的流动受阻(类比为多个水平井筒分段，实现了水平井筒按照实际生产方式下的精细化分段)，地层产出液只能选择通过流动阻力相对较小的径向从裸眼井壁9分别流经被地层微粒运移堵塞后的砾石充填层5、筛管过滤层6-1和筛管基管6-2进入防砂管柱3内，在筛管基管6-2上安装控流过滤器，就可以起到控水的效果，该结构在水平井筒的轴向限制了水窜，只允许局部出水层位的液体从径向流入防砂管柱3，降低了单位时间内的产水量，实现了对水平井筒的轴向防水窜功能和精细化分段控水功能，同时，限制了局部出水点的径向出水量，延长了水平井的生产周期。
27.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。