一种水平气井负压捞砂方法、水平气井负压捞砂系统

摘要

本发明涉及一种水平气井负压捞砂方法、水平气井负压捞砂系统，属于石油天然气修井作业领域。本发明的水平气井负压捞砂方法，包括以下步骤：1)在连续油管的一端设置单流阀，将连续油管设置有单流阀的一端作为前端下入气井井筒的水平段内，通过生产或放空进行捕砂；2)捕砂结束后，从气井井筒内起出连续油管，排出沉砂。本发明的水平气井负压捞砂方法，将连续油管将冲砂单流阀下放到井筒水平段位置，仅依靠天然气气流即可将砂粒带入连续油管内，通过起下管柱就可将砂带出气井井筒。与常规冲砂工艺相比，整个捞砂过程中，可实现始终保持井筒压力低于地层压力，且所需施工排量小，施工效率高，不会对地层造成伤害。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平气井负压捞砂方法、水平气井负压捞砂系统，属于石油天然气修井作业领域。

背景技术

在低压水平气井生产过程中，气井出砂后，由于储层压力较低，井内的砂子不能被气流及时带出，就会出现砂子在井筒水平段内沉积的现象，使得流动阻力增加，导致气井产量下降，甚至停产；同时，气井测试作业过程中，井筒积砂容易造成测试工具遇阻、遇卡、损坏测试仪器，直接导致测试作业失败。

常规气井冲砂工艺是通过下入油管，建立循环通道，用液体通过正循环或反循环的方式将井筒内的砂带出到地面，该冲砂工艺对压力的气井存在以下问题：一是冲砂液密度大，导致井筒压力大于地层压力，液体漏失量大，返出液上返速度慢导致冲砂效果差，施工周期长；二是由于冲砂液漏失，造成储层伤害，气井产能下降；三是由于漏失量大，后期排液周期长，较长时间才能恢复正常生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、施工效率高的水平气井负压捞砂方法。

本发明还提供了一种水平气井负压捞砂系统。

为了实现以上目的，本发明的水平气井负压捞砂方法所采用的技术方案是：

一种水平气井负压捞砂方法，包括以下步骤：

1)将连续油管的前端下入气井井筒的水平段内，通过连续油管生产或放空进行捕砂；所述连续油管的前端设有单流阀；

2)捕砂结束后，从气井井筒内起出连续油管，排出沉砂。

单流阀能够控制气井井筒水平段内的携砂流体从前端进入连续油管并能防止砂粒从连续油管内倒流回井筒。所述携砂流体为携带砂体的气体或携带砂粒的气体与液体的混合物。

本发明的水平气井负压捞砂方法，将连续油管将冲砂单流阀下放到井筒水平段位置，仅依靠天然气气流既可将砂粒带入连续油管内，通过起下管柱就可将砂带出气井井筒。与常规冲砂工艺相比，整个捞砂过程中，可实现始终保持井筒压力低于地层压力，且所需施工排量小，施工效率高，不会对地层造成伤害。

优选的，步骤1)中，捕砂的过程中在气井井筒水平段延伸方向上移动连续油管的前端。在气井井筒水平段延伸的方向上移动连续油管的前端进行生产或放空，即可完成连续冲砂过程。进一步优选的，冲砂的过程中在气井井筒水平段延伸方向上从靠近井口的一端将连续油管的前端移动至远离井口的一端。可保证井筒内的砂完全冲出。

优选的，步骤1)还包括在捕砂前或捕砂过程中向气井井筒内注入高压天然气。注入高压天然气时，控制气井井筒内的压力小于地层压力。井筒内的压力低于地层压力，能够防止外来流体进入储层，防止污染储层。对于产气量小的水平气井，仅通过气井井筒内的天然气进行捕砂，效果不佳，通过向气井井筒内注入高压天然气，在进行生产或放空时，可以增大流体流速，将井筒内的砂粒携带进入连续油管。捕砂前或捕砂过程中注入高压天然气时，注入天然气的过程可以一直持续到捞砂结束，也可以仅持续一段时间。进一步优选的，生产或放空进行捕砂的过程与向气井井筒内注入高压天然气同时进行。捕砂过程与向气井井筒内注入高压天然气同时进行，可以提高捞砂的效率。

进一步优选的，通过对应的生产套管和油管之间的环空向气井井筒内注入高压天然气。连续油管在井口有一套密封装置，用来密封俄连续油管与井口之间的环空。通过环空向气井井筒内注入高压天然气，可以提高冲砂的效率，并且捞砂效果更好。

优选的，将连续油管的前端通过油管下入气井井筒的水平段内。

本发明的水平气井负压捞砂系统所采用的技术方案为：

一种水平气井负压捞砂系统，包括用于与油管相连的防喷器、与防喷器相连的连续油管注入头、能够穿过防喷器和连续油管注入头下入气井井筒水平段进行捕砂并能够从气井井筒内起出进行排砂的连续油管；所述连续油管包括用于下入气井井筒水平段前端的和设置在地面的末端，所述前端设有用于控制水平段内的携砂流体进入连续油管的单流阀，所述末端设有控制阀。

所述携砂流体为携带砂粒的气体或携带砂体的气体与液体的混合物。所述控制阀用于控制连续油管的末端开启或密闭，连续油管的末端开启时可进行生产或放空。

连续油管注入头既能起到密封的作用，还能给连续油管施加向下的力，确保连续油管的前端能够下入井筒的水平段。

本发明的水平气井负压捞砂系统，结构简单，使用灵活，连续油管依次穿过连续油管注入头、防喷器和油管下入冲砂工具能够带压连续起下，不需上卸扣，施工工序简单，施工周期短。

优选的，上述水平气井负压捞砂系统还包括供连续油管穿过的油管、套设在油管外的生产套管，所述生产套管和油管之间形成环空，生产套管上设有至少一个与所述环空连通的天然气注入口。在生产套管上设置天然气注入口，便于向气井井筒内注入高压天然气。气井井筒中的油管也就是用于采气的生产管柱，一般下至水平井的水平段的起始点以上50m，冲砂时连续油管一般要在冲砂过程中由起始点下至水平段的末端，确保水平段的砂进入连续有油管内。

进一步优选的，上述水平气井负压捞砂系统还包括用于将天然气注入口与天然气源相连的集气管，所述集气管和天然气之入口之间设有压缩机。压缩机可以在站内只能提供低压天然气时，便于对低压天然气增压。

附图说明

图1为水平气井负压捞砂系统实施例一和水平气井负压捞砂方法实施例一的示意图；

图2为水平气井负压捞砂系统实施例二和水平气井负压捞砂方法实施例二的示意图；

图3为水平气井负压捞砂系统实施例三和水平气井负压捞砂方法实施例三的示意图；

图4为水平气井负压捞砂系统实施例一的采气井正常生产时的采气井口管柱结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明的水平气井负压捞砂系统的实施例一如图1所示，包括设在气井井筒内的生产套管12、设在生产套管12内的油管13和穿过油管13的连续油管17；油管13位于地面的一端依次连接有防喷器19和连续油管注入头20，连续油管17包括用于下入气井井筒水平段的前端和设在地面上的末端，前端设有控制水平段内的携砂流体进入连续油管17的单流阀18，末端设有控制阀22，控制阀22用于控制连续油管17末端的开启或密闭，连续油管17的末端开启时可进行生产或放空；连续油管17的前端依次穿过连续油管注入头20、防喷器19和油管13下入气井井筒的水平段内；生产套管12包括设置在气井竖直段的套管末段及设置在气井水平段的套管前段，套管末段和油管13之间形成环空，且套管末段设有与环空连通的支管a和支管b，支管a上串设有套管阀门2和套管阀门5，支管b上串设有套管阀门3和套管阀门6，将支管b作为天然气注入口与站内低压天然气集气管连接，并且在支管b上设置压缩机23。连续油管17卷绕在连续油管卷筒21上。

本发明的水平气井负压捞砂系统的实施例二，如图2所示，与水平气井负压捞砂系统的实施例一的区别仅在于将支管b直接与站内高压天然气集气管相连，不设置压缩机。

本发明的水平气井负压捞砂系统的实施例三，如图3所示，与水平气井负压捞砂系统的实施例一的区别仅在于生产套管12上不设置天然气注入口。

现有技术中，采气井正常生产时，采气井井口管柱结构示意图见图4，采气井井口管柱包括油管13，沿油管13向气井内部延伸方向上依次设置的测试阀门7、采气井口主闸板阀4、采气井口主闸板阀1；油管13有两个设置在测试阀门7和采气井口主闸板阀4之间的支管，一个支管上串设有油管阀门8和油管阀门10，另一个支管上串设有油管阀门9和油管阀门11；油管13位于采气井口主闸板阀1以下的部分的油管外套设有生产套管12，生产套管12靠近采气井口的位置设有均与油管12和生产套管13之间环空连通的支管a和支管b，支管a上串设有套管阀门2和套管阀门5，支管b上串设有套管阀门3和套管阀门6。气井井筒上有靶点A15和靶点B16，靶点A和靶点B之间为储层14。

本发明的水平气井负压捞砂方法的实施例一，如图1所示，以产气量小的水平气井为实施对象，包括以下步骤：

1)先连接好地面流程，关闭连续油管17末端的控制阀，关闭油管阀门8、油管阀门9、油管阀门10、油管阀门11、支管阀门2、支管阀门5、支管阀门3和支管阀门6；吊装连续油管注入头20、防喷器19与测试阀门相连；从连续油管卷筒21拉出连续油管17，使连续油管17的前端依次穿过连续油管注入头20、防喷器19和油管13；连续油管注入头20密封连续油管17，打开测试阀门，采气井口主闸板阀和采气井口主闸板阀，通过连续油管17将单流阀18带压下至气井井筒水平段位置；在支管b上设置压缩机23，然后将支管b与站内低压天然气集气管相连；

将连续油管的前端下入气井井筒的水平段内后；打开支管阀门3和支管阀门6，打开压缩机23对站内的低压天然气增压，然后将增压后的天然气经生产套管12与油管13之间的环空注入到气井井筒内，控制气井井筒内的压力小于地层压力；同时打开连续油管末端的控制阀22进行放空，并将连续油管的前端从靶点A15移动至靶点B16进行捕砂；

2)捕砂结束后，停止注入天然气，关闭连续油管末端的控制阀22停止放空，从气井井筒内带压起出连续油管17，将井筒内的砂粒带出，然后排出沉砂。

整个捞砂过程中采气井口主闸阀和主闸阀、测试阀门均处于常开状态，只起通道作用。

本发明的水平气井负压捞砂方法的实施例二，如图2所示，以产气量小的水平气井为实施对象，与水平气井负压捞砂方法的实施例一的区别在于采用的是站内的高压天然气，无需压缩，直接打开阀门3和阀门6将站内高压天然气经生产套管12和油管13之间的环空注入到气井井筒内，控制气井井筒内的压力小于地层压力。

本发明的水平气井负压捞砂方法的实施例三，如图3所示，以产气量较大的水平气井为实施对象，与水平气井负压捞砂方法的实施例一的区别在于无需向气井井筒内注入天然气且整个捞砂过程中支管阀门3和支管阀门6处于关闭状态，将连续油管17的前端下入气井井筒的水平段，直接打开连续油管进行放空，同时将连续油管的前端从靶点A移动至靶点B进行捕砂。

本发明的水平气井负压捞砂方法的实施例四，如图2所示，与水平气井负压捞砂方法的实施例二的区别是关闭阀门3和阀门6，不通过套管环空注入高压天然气，将油管13的设置有油管阀门9和油管阀门11的支管与站内的高压天然气相连，打开油管阀门9和油管阀门11，向气井井筒内注入高压天然气。

本发明的水平气井负压捞砂方法的其他实施例中，将连续油管的前端下入到气井井筒水平段后，还可以不移连续油管的前端进行捕砂，但是不移动连续油管前端的进行的效率比较低。