[发明专利]一种新的油气井充填系统及该系统的应用方法

权利要求书

1.一种新的油气井充填系统，油气井充填系统包括油气井井壁和下入油气井内的入井管串，入井管串与井壁之间形成一个环空；其特征在于：所述入井管串上设置有至少一个可控制流通装置。

2.如权利要求1所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：所述可控制流通装置安装于入井管串上对应于油气井最趾端的位置。

3.如权利要求2所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：所述入井管串为安装有具有限流作用的控流过滤器的管串。

4.如权利要求3所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：一个可控制流通装置的流量是单个控流过滤器流量的2倍以上。

5.如权利要求4所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：所述可控制流通装置具有两个状态：

（1）打开状态：在初始充填时，可控制流通装置处于打开状态，从而能引导一定量的携带有充填颗粒的流体到达可控制流通装置部位即油气井的最趾端；

（2）关闭状态：其实现关闭的方式主要有两种，一种是在可控制流通装置内组装开关设备，或者是在可控制流通装置外部实现关闭；

如权利要求5所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：可控制流通装置内组装开关设备方式为下列两种中的任一一种：

（1）可控制流通装置内部安装电子或机械的开关控制器或者通过液压作用，延时关闭或定时关闭可控制流通装置内外的流通通道；

（2）可控制流通装置内组装封隔器，延时关闭可控制流通装置内外的流通通道；所述封隔器为遇液膨胀封隔器。

6.如权利要求4所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：在可控制流通装置外部实现关闭的方式为所述可控制流通装置设置有颗粒拦截器，可控制流通装置由颗粒拦截器和流动通道构成；通过匹配可控制流通装置内颗粒拦截器的孔隙或缝隙与被拦截颗粒的粒径，颗粒拦截器会阻止被拦截颗粒进入可控制流通装置的内部，当被拦截颗粒挡住颗粒拦截器的孔隙或缝隙后、充填颗粒也就不能进入可控制流通装置内，而在可控制流通装置及被拦截颗粒的外围堆积，当可控制流通装置外表面的外部空间堆满紧实的充填颗粒时，通过可控制流通装置的流量几乎降为0，可控制流通装置关闭。

7.如权利要求7所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：可控制流通装置中的颗粒拦截器内部设置有拦截被拦截颗粒的装置。

8.如权利要求8所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：拦截被拦截颗粒的装置包含有起过滤作用的部件，如金属网、缝板、绕丝套或预充填套。

9.如权利要求9所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：可控制流通装置的流动通道为下列方式中的任一一种：

（1）由专门的流量调节装置构成的控流装置；

（2）设置于基管上的一个或多个小孔，通过小孔的孔径和数量来调节流量；

（3）一个或多个具有一定深度和截面积的孔道，孔道的前部或者后部可组装用于节流的小件，如喷嘴，孔板，挡板等。

10.如权利要求10所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：所述被拦截颗粒具有下列特征：（1）粒径大小可以根据需要进行调整。

11.（2）密度：和充填携带液密度偏差在±0-0.5g/cm³以内；（3）颗粒外形：圆形或其它如：如纤维状，羽毛状，片状等不规则形状；（4）实心或空心。

12.如权利要求11所述的一种新的油气井充填系统，其特征在于：被拦截颗粒的来源有下列任一一种方式：（1）充填颗粒本身作为被拦截颗粒；（2）在充填颗粒中混有一定比例的专用被拦截颗粒，（3）适当时候，往充填携带液中加入一定量的专用被拦截颗粒。

13.如权利要求1-12之任一所述的新的油气井充填系统的应用方法，其特征在于，应用该系统在整个油气井中形成致密且完整的半渗封隔环。

14.如权利要求13所述的应用方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）可控制流通装置打开，形成充填颗粒砂床阶段：由于一个可控制流通装置的流量相当于单个控流过滤器的2倍以上，充填开始时，除了部分充填携带液通过控流过滤器进入井管串的管柱内，返回井口，还有一定量的充填流体被可控制流通装置引导流向油气井的最趾端，充填颗粒就会沿着油气井铺一个充填颗粒砂床，一直铺到油气井的最趾端的可控制流通装置部位，从而整个油气井中形成充填颗粒砂床；

（2）可控制流通装置关闭阶段：充填颗粒砂床形成后，可控制流通装置的颗粒拦截器会拦截被拦截颗粒进入可控制流通装置的内部，当被拦截颗粒挡住颗粒拦截器的孔隙或缝隙后、充填颗粒不能进入可控制流通装置内，而在可控制流通装置的外表面进行堆积，由于颗粒堆积会产生一定的渗流阻力，根据渗流力学的原理，随着充填颗粒在可控制流通装置的外围堆积充填颗粒厚度的增加，渗流阻力增加，通过可控制流通装置的流量就逐渐减小；当可控制流通装置外表面的外部空间堆满紧实的充填颗粒时，可控制流通装置上几乎没有充填流体通过，可控制流通装置关闭；

（3）半渗封隔环完全建立阶段：可控制流通装置关闭后，充填颗粒在控流过滤器的流量携带下，从油气井最趾端的可控制流通装置部位开始沿着新的油气井充填系统管串向最跟端依次填满井筒中充填颗粒砂床未占据的空间，整个充填颗粒砂床的未占据的空间就全部填满充填颗粒，从而在整个油气井中形成致密且完整的半渗封隔环。