CN103883280A - 多级压裂及开采控制滑套和完井尾管串结构 - Google Patents

Abstract

有鉴于此，本发明提供了一种多级压裂及开采控制滑套包括密封套和壳体，壳体分为上本体、中本体和下本体三部分，三部分之间依次通过螺纹连接，中本体的中部开有外循环孔，上本体内壁的预设位置上分别设有打开槽和关闭槽，密封套安装在壳体内，密封套的中部开有多个内循环孔、上部安装有定位爪，上本体的上端、下本体的下端均设有可用于连接封隔器的螺纹结构以及用于限制密封套最大位移的凸起；密封套的内壁上设有开关槽。本发明还提供了一种完井尾管串结构，通过本发明，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。

Description

多级压裂及开采控制滑套和完井尾管串结构

技术领域

本发明涉及钻探技术领域，具体而言，涉及一种多级压裂及开采控制滑套和完井尾管串结构。

背景技术

国内外油气藏开采方式主要有裸眼开采、尾管射孔开采和筛管+裸眼封隔器开采等，这些开采方式的共同缺陷是，不能分段控制和作业，即使采用分段射孔、桥塞和封隔器等手段勉强分段，各层段之间始终也是互相影响的，而且都是一次性的，后期无任何手段可以再次控制开采，一旦某一层段出现问题，通常导致整井报废，造成重大损失。另外，尤其对于油气井生产层段多、各产层压力不同、产能不确定、生产周期不一样，而又具有各自单独油气顶和油水界面的复杂油气藏开采所需的单一井眼多层段或单层段分层段选择性封隔、封堵和开采等作业，更是没有相应的开采措施。

国内外现有分段压裂技术也都是只能一次性逐级压裂、压裂后各层段合并开采，其缺陷是，不可重复一次性作业，各层合采互相影响，也无法再压裂和再完井而导致一旦某一段出现问题，就会严重影响该井的整体产量，甚至导致该井报废，无法长期增产。

因此，需要一种新的方案，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于,提供一种多级压裂及开采控制滑套，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。

有鉴于此，本发明提供了一种多级压裂及开采控制滑套（以下简称滑套）包括密封套和壳体，其中：

所述壳体包括依次通过螺纹连接的上本体、中本体和下本体，所述中本体的中部开有外循环孔，所述上本体内壁的预设位置上分别设有打开槽和关闭槽，所述密封套安装在所述壳体内，所述密封套的中部沿圆周方向开有多个内循环孔、上部设置有定位爪，所述上本体的上端、所述下本体的下端均设有可用于连接封隔器的螺纹结构以及用于限制所述密封套最大位移的凸起；

当所述密封套向上移动、至式所述定位爪与所述打开槽配合时，所述外循环孔通过所述内循环孔与所述壳体内部连通，

当所述密封套向下移动至所述定位爪与所述关闭槽配合时，所述密封套将所述外循环孔与所述壳体内部隔开；

所述密封套的内壁上设有开关槽，用于为驱动所述密封套在所述壳体内移动提供着力点。

具体而言，由悬挂器、封隔器、选择性滑套等组成的完井尾管串，后期根据作业和开采的需要，下入开关工具管串，有选择性地打开或关闭任意层段滑套，实现各产层任意选择性压裂、酸化、作业和控制开采。在油气井各相应的产层安装多级压裂及开采控制滑套，需要对该层压裂、酸化、作业和控制开采时，可以下入开关工具管串打开或关闭滑套。其中，开关工具管串是实践中常用的工具，在开关槽上着力即可控制密封套轴向运动，实现开关的控制，而且滑套既可以硬开关，也可以软开关，即用生产油管或连续油管开关。油气井可以分为无限级段，而且完井管串全通径，各层段的滑套都是可以独立开关的，从而可以实现对任意产层的“一对一”操作。无论是应用分段压裂，还是用于控制开采，滑套都是可以任意重复开关的，能够满足多次压裂增产作业需要。最终实现了对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括两个密封筒，分别安装在所述上本体与所述中本体之间的连接处、所述中本体与所述下本体之间的连接处，增强了密封套的密封效果。

优选地，所述上本体与所述中本体之间的连接处、所述中本体与所述下本体之间的连接处均安装有密封圈，进一步增强了密封套的密封效果。

优选地，所述外循环孔的两侧、在所述中本体与所述密封套之间均安装有密封圈，进一步增强了密封套的密封效果。

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括开关座和固定座，均为中空结构，所述下本体的内壁上设有一限位凸起，所述固定座与所述下本体的底部通过螺纹连接、并将所述开关座顶在所述限位凸起的下缘上。其中，开关座也当作开关套使用，也可以当作球座使用，可以满足油气井上层生产管柱小于完井管柱尺寸的条件下，实现对选择性多级压裂及控制开采滑套的开关操作。当开关座当作球座使用时，选择性多级压裂及控制开采滑套的首次压裂时类似于常规的投球滑套，依次投入匹配的球，可以依次打开各个可滑套，然后可以钻铣掉球座，再实现改造增产完井管柱的全通径，和后期各产层开关控制。

优选地，所述固定座的底部设有防转牙块，可以更好地保证开关座当作球座使用时的快速高效钻除

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括两个剪销，所述中本体与所述密封套之间通过所述剪销固定，可以在滑套处于初始的关闭状态时更好地对密封套进行定位。

本发明还提供了一种完井尾管串结构，包括完井管套、多个封隔器和多个上述技术方案中任一项所述的多级压裂及开采控制滑套，所述完井管套连接至一个所述封隔器，所述封隔器与所述多级压裂及开采控制滑套交替安装。其中，封隔器可以是水力膨胀封隔器、机械压缩封隔器、水泥充填封隔器和水泥固井，能够满足各种工艺需要。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多级压裂及开采控制滑套关闭状态的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的多级压裂及开采控制滑套打开状态的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的完井尾管串结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的多级压裂及开采控制滑套（以下简称滑套）包括密封套2和壳体，其中：

所述壳体包括依次通过螺纹连接的上本体1、中本体9和下本体15，所述中本体9的中部开有外循环孔7，所述上本体1内壁的预设位置上分别设有打开槽17和关闭槽18，所述密封套2安装在所述壳体内，所述密封套2的中部沿圆周方向开有多个内循环孔10、上部设置有定位爪3，所述上本体1的上端、所述下本体9的下端均设有可用于连接封隔器的螺纹结构以及用于限制所述密封套1最大位移的凸起16；

当所述密封套2向上移动、至式所述定位爪3与所述打开槽17配合时，所述外循环孔7通过所述内循环孔10与所述壳体内部连通，

当所述密封套2向下移动至所述定位爪3与所述关闭槽18配合时，所述密封套2将所述外循环孔7与所述壳体内部隔开；

所述密封套2的内壁上设有开关槽11，用于为驱动所述密封套2在所述壳体内移动提供着力点。

具体而言，由悬挂器、封隔器、选择性滑套等组成的完井尾管串，后期根据作业和开采的需要，下入开关工具管串，有选择性地打开或关闭任意层段滑套，实现各产层任意选择性压裂、酸化、作业和控制开采。在油气井各相应的产层安装多级压裂及开采控制滑套，需要对该层压裂、酸化、作业和控制开采时，可以下入开关工具管串打开或关闭滑套。其中，开关工具管串是实践中常用的工具，在开关槽11上着力即可控制密封套2轴向运动，实现开关的控制，而且滑套既可以硬开关，也可以软开关，即用生产油管或连续油管开关。油气井可以分为无限级段，而且完井管串全通径，各层段的滑套都是可以独立开关的，从而可以实现对任意产层的“一对一”操作。无论是应用分段压裂，还是用于控制开采，滑套都是可以任意重复开关的，能够满足多次压裂增产作业需要。最终实现了对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括两个密封筒5，分别安装在所述上本体1与所述中本体9之间的连接处、所述中本体9与所述下本体15之间的连接处，增强了密封套2的密封效果。

优选地，所述上本体1与所述中本体9之间的连接处、所述中本体9与所述下本体15之间的连接处均安装有密封圈4，进一步增强了密封套2的密封效果。

优选地，所述外循环孔7的两侧、在所述中本体9与所述密封套2之间均安装有密封圈4，进一步增强了密封套2的密封效果。

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括开关座12和固定座13，均为中空结构，所述下本体15的内壁上设有一限位凸起6，所述固定座13与所述下本体15的底部通过螺纹连接、并将所述开关座12顶在所述限位凸起6的下缘上。其中，开关座12也当作开关套使用，也可以当作球座使用，可以满足油气井上层生产管柱小于完井管柱尺寸的条件下，实现对选择性多级压裂及控制开采滑套的开关操作。当开关座12当作球座使用时，选择性多级压裂及控制开采滑套的首次压裂时类似于常规的投球滑套，依次投入匹配的球，可以依次打开各个可滑套，然后可以钻铣掉球座，再实现改造增产完井管柱的全通径，和后期各产层开关控制。

优选地，所述固定座13的底部设有防转牙块14，可以更好地保证开关座12当作球座使用时的快速高效钻除

优选地，所述的多级压裂及开采控制滑套还包括两个剪销8，所述中本体9与所述密封套2之间通过所述剪销8固定，可以在滑套处于初始的关闭状态时更好地对密封套2进行定位。

综上，采用本发明中的滑套，具有以下优点：

1.完井及压裂完成后，管内是同一直径，可以进行再作业，不是一次性的；

2.根据需要开启和关闭任意一段或几段地层，实现层段的合采、分采和控制开采；

3.可实现无限级压裂和分段；

4.压裂作业时无需坐封球，避免球返排不出影响开采作业。

5.可滑套与产层对应性好，实现针对产层压裂作业；

6.滑套可反复开关，能进行二次或多次增产作业，实现长期稳产；

7.可以不用下测试管柱，就可进行各层段的产能情况测试；

8.根据产能情况可以分析各层段的压裂作业效果；

9.层段封隔可以是水力膨胀封隔器、机械压缩封隔器、水泥充填封隔器；

10.大尺寸的管柱可以进行管内再完井，并下生产和作业管串；

11.无固井、射孔作业，对产层无污染；

12.枯竭、非生产层或出水层可以直接关闭，不需下桥塞和挤注封闭；

13.滑套既可以硬开关，也可以软开关，即用生产油管或连续油管开关；

14.还可以用于自喷井的开采控制，避免压井对油气藏的影响。

本发明还提供了一种完井尾管串结构，如图3所示，包括完井管套19、多个封隔器20和多个上述技术方案中任一项所述的多级压裂及开采控制滑套21，所述完井管套19连接至一个所述封隔器20，所述封隔器20与所述多级压裂及开采控制滑套21交替安装。其中，22为技术套管，23为管壁，封隔器20可以是水力膨胀封隔器、机械压缩封隔器、水泥充填封隔器和水泥固井，能够满足各种工艺需要。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，包括密封套（2）和壳体，其中：

所述壳体包括依次通过螺纹连接的上本体（1）、中本体（9）和下本体（15），所述中本体（9）的中部开有外循环孔（7），所述上本体（1）内壁的预设位置上分别设有打开槽（17）和关闭槽（18），所述密封套（2）安装在所述壳体内，所述密封套（2）的中部沿圆周方向开有多个内循环孔（10）、上部设置有定位爪（3），所述上本体（1）的上端、所述下本体（9）的下端均设有可用于连接封隔器的螺纹结构以及用于限制所述密封套（1）最大位移的凸起（16）；

当所述密封套（2）向上移动、至式所述定位爪（3）与所述打开槽（17）配合时，所述外循环孔（7）通过所述内循环孔（10）与所述壳体内部连通，

当所述密封套（2）向下移动至所述定位爪（3）与所述关闭槽（18）配合时，所述密封套（2）将所述外循环孔（7）与所述壳体内部隔开；

所述密封套（2）的内壁上设有开关槽（11），用于为驱动所述密封套（2）在所述壳体内移动提供着力点。

2.根据权利要求1所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，还包括两个密封筒（5），分别安装在所述上本体（1）与所述中本体（9）之间的连接处和所述中本体（9）与所述下本体（15）之间的连接处。

3.根据权利要求2所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，所述上本体（1）与所述中本体（9）之间的连接处、所述中本体（9）与所述下本体（15）之间的连接处还均安装有密封圈（4）。

4.根据权利要求2所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，所述外循环孔（7）的两侧、在所述中本体（9）与所述密封套（2）之间均安装有密封圈（4）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，还包括开关座（12）和固定座（13），均为中空结构，所述下本体（15）的内壁上设有一限位凸起（6），所述固定座（13）与所述下本体（15）的底部通过螺纹连接、并将所述开关座（12）顶在所述限位凸起（6）的下缘上。

6.根据权利要求5所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，所述固定座（13）的底部设有防转牙块（14）。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的多级压裂及开采控制滑套，其特征在于，还包括两个剪销（8），所述中本体（9）与所述密封套（2）之间通过所述剪销（8）固定。

8.一种完井尾管串结构，其特征在于，包括完井管套（19）、多个封隔器（20）和多个如权利要求1至7中任一项所述的多级压裂及开采控制滑套（21），所述完井管套（19）连接至一个所述封隔器（20），所述封隔器（20）与所述多级压裂及开采控制滑套（21）交替安装。

Images