CN109915097A - 一种4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法，包括定压滑套、封隔组件、水力锚、丢手封隔器和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管、第二连接管和第三连接管，其中第二连接管为多个，所述定压滑套上端通过第一连接管连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚之间通过第三连接管连接，其中水力锚上端连接丢手封隔器，所述定压滑套、封隔组件、水力锚和丢手封隔器均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚和丢手封隔器的内通孔直径均大于定压滑套的内通孔直径。

Description

一种4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法

技术领域

本发明属于油田勘探开发井下作业用具技术领域，尤其涉及一种4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法，用于超低渗透油藏4寸半套管井大规模体积压裂改造，提高单井产量。

背景技术

现有油田超低渗透油藏受物性差影响，驱替系统建立缓慢，常规压裂投产后单井产量低，递减较大，近年来借鉴“体积压裂”思路，采用“大排量、大砂量、大液量”开展的混合水压裂措施增产显著且稳产效果较好。授权号为CN205445569U，授权日为2016年8月10日的中国专利文献公开了一种可实现定向井分层体积压裂的施工管柱，涉及油田采油技术领域，设计了一种能实现5¹/₂″光套管条件下不动管柱分层体积压裂管柱结构，该发明依次连接高压丝堵、Y341-114下密封封隔器、滑套安全接头、Y341-114中密封封隔器、滑套喷砂器、Y341-114上密封封隔器以445-114丢手封隔器，解决了5¹/₂″光套管条件下两层分层体积压裂的问题。以上述专利文献为代表的分层压裂管柱井下工具复杂，解封难度大，井下事故风险较大，且无法应用于4寸半小套管完井的分层压裂的油井；而常规分层压裂管柱受现有井身结构限制，施工排量无法满足大排量的要求。为了满足4寸半套管完井的油井分层混合水体积压裂提高单井产量的需求，有针对性的研发一套4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法，填补了在内径101.6mm的小套管井的分层体积压裂技术的空白，同时缩短施工周期，使压裂管柱和压裂施工更加简单和安全可靠，显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种4寸半套管分层压裂管柱及压裂方法，克服了现有技术中1：分层压裂管柱井下工具复杂，解封难度大，井下事故风险较大；2：现有压裂管柱无法应用于4寸半小套管完井的分层压裂的油井；3：常规分层压裂管柱受现有井身结构限制，施工排量无法满足大排量的要求等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套、封隔组件、水力锚、丢手封隔器和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管、第二连接管和第三连接管，其中第二连接管为多个，所述定压滑套上端通过第一连接管连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚之间通过第三连接管连接，其中水力锚上端连接丢手封隔器，所述定压滑套、封隔组件、水力锚和丢手封隔器均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚和丢手封隔器的内通孔直径均大于定压滑套的内通孔直径。

优选的，所述封隔组件包括中间封隔器和压裂滑套，其中压裂滑套连接于中间封隔器上端，所述中间封隔器和压裂滑套均设有内通孔，其中压裂滑套的内通孔直径大于或等于中间封隔器的内通孔直径。

优选的，所述定压滑套的外径为89mm，其中中间封隔器的外径为94mm，其中压裂滑套的外径为85mm，其中水力锚的外径为94mm，其中丢手封隔器的外径为94mm，所述丢手封隔器的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器的内通孔直径自下而上逐级增加。

优选的，所述定压滑套打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

优选的，所述中间封隔器为Y341封隔器，所述丢手封隔器为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器丢手后内通孔直径为42mm。

优选的，一种如上所述的4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，包括以下步骤：

步骤1）确定封隔组件的数量，当分层压裂段数为N时，封隔组件的数量为N-1，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将封隔组件与定压滑套、水力锚、丢手封隔器和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚将压裂管柱初固定；通过泵送可溶球座落在定压滑套处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器和丢手封隔器，接着持续打压开启定压滑套，打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送可溶球座落在丢手封隔器处，持续打压启动丢手封隔器的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套处，泵送到位后打压打开压裂滑套，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）重复步骤4），自下而上依次完成N层压裂；

步骤6）结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

优选的，所述步骤2）中与压裂管柱连接的油管为2⁷/₈″平式P110钢级油管，所述步骤2）采用的可溶球直径为30mm，座封时打压20MPa，座封打压后持续打压25MPa直至泄压。

优选的，所述步骤3）采用的可溶球直径为35mm，其中丢手封隔器丢手后内通孔直径为42mm，其中第一层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

优选的，所述步骤4）采用的可溶球直径为38mm，采用泵送可溶球的排量小于1m³/min，其中第二层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

优选的，所述步骤5）重复步骤4），其中可溶球直径根据中间封隔器的内通孔直径自下而上逐级增大，其中可溶球直径大于中间封隔器的内通孔直径。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明通过油管把压裂管柱下放到目的层射孔段位置，泵送指定规格可溶性球分级打开压裂滑套开关，实现座封、打开井筒与储层的通道、把压裂管柱丢到指定位置、不动压裂管柱逐级分层体积压裂等工艺流程，并在压裂结束后通过专用打捞工具上提，起出压裂管柱，从而最大限度提高4寸半套管完井的措施井施工排量，单段排量可达4m³/min以上；

（2）本发明压裂管柱可实现定向井4寸半套管分层体积压裂，单段施工排量4m³/min以上，将光套管体积压裂与分层精细压裂相结合，集成为一种不动管柱分层体积压裂钻具，该工艺针对性强，解决了4寸半小套管完井且隔夹层发育的厚油层有效动用的问题；

（3）本发明4寸半套管分层压裂管柱结构简单，更加安全可靠，填补了在内径101.6mm的小套管井的分层体积压裂技术的空白，进一步缩短了施工周期。

附图说明

图1、本发明一种4寸半套管分层压裂管柱结构示意图。

附图标记说明：

1-定压滑套，2-中间封隔器，3-压裂滑套，4-水力锚，5-丢手封隔器，6-第一连接管，7-第二连接管，8-第三连接管。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

实施例2

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

实施例3

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述定压滑套1的外径为89mm，其中中间封隔器2的外径为94mm，其中压裂滑套3的外径为85mm，其中水力锚4的外径为94mm，其中丢手封隔器5的外径为94mm，所述丢手封隔器5的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器2的内通孔直径为35mm<d<42mm，其中多个中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增加。

实施例4

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述定压滑套1的外径为89mm，其中中间封隔器2的外径为94mm，其中压裂滑套3的外径为85mm，其中水力锚4的外径为94mm，其中丢手封隔器5的外径为94mm，所述丢手封隔器5的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器2的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增加。

优选的，所述定压滑套1打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

如图1所示，优选的，所述中间封隔器2为Y341封隔器，所述丢手封隔器5为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器5丢手后内通孔直径为42mm。

实施例5

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述定压滑套1的外径为89mm，其中中间封隔器2的外径为94mm，其中压裂滑套3的外径为85mm，其中水力锚4的外径为94mm，其中丢手封隔器5的外径为94mm，所述丢手封隔器5的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器2的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增加。

优选的，所述定压滑套1打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

如图1所示，优选的，所述中间封隔器2为Y341封隔器，所述丢手封隔器5为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器5丢手后内通孔直径为42mm。

如图1所示，优选的，一种如上所述的4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，包括以下步骤：

步骤1）确定封隔组件的数量，当分层压裂段数为N时，封隔组件的数量为N-1，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将封隔组件与定压滑套1、水力锚4、丢手封隔器5和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚4将压裂管柱初固定；通过泵送可溶球座落在定压滑套1处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器2和丢手封隔器5，接着持续打压开启定压滑套1，打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送可溶球座落在丢手封隔器5处，持续打压启动丢手封隔器5的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器5的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）重复步骤4），自下而上依次完成N层压裂；

步骤6）结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

实施例6

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述定压滑套1的外径为89mm，其中中间封隔器2的外径为94mm，其中压裂滑套3的外径为85mm，其中水力锚4的外径为94mm，其中丢手封隔器5的外径为94mm，所述丢手封隔器5的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器2的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增加。

优选的，所述定压滑套1打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

如图1所示，优选的，所述中间封隔器2为Y341封隔器，所述丢手封隔器5为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器5丢手后内通孔直径为42mm。

如图1所示，优选的，一种如上所述的4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，包括以下步骤：

步骤1）确定封隔组件的数量，当分层压裂段数为N时，封隔组件的数量为N-1，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将封隔组件与定压滑套1、水力锚4、丢手封隔器5和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚4将压裂管柱初固定；通过泵送可溶球座落在定压滑套1处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器2和丢手封隔器5，接着持续打压开启定压滑套1，打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送可溶球座落在丢手封隔器5处，持续打压启动丢手封隔器5的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器5的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）重复步骤4），自下而上依次完成N层压裂；

步骤6）结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

优选的，所述步骤2）中与压裂管柱连接的油管为2⁷/₈″平式P110钢级油管；所述步骤2）采用的可溶球直径为30mm，座封时打压20MPa，座封打压后持续打压25MPa直至泄压。

实施例7

如图1所示，本发明公开了一种4寸半套管分层压裂管柱，包括定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管6、第二连接管7和第三连接管8，其中第二连接管7为多个，所述定压滑套1上端通过第一连接管6连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管7自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚4之间通过第三连接管8连接，其中水力锚4上端连接丢手封隔器5，所述定压滑套1、封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚4和丢手封隔器5的内通孔直径均大于定压滑套1的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述封隔组件包括中间封隔器2和压裂滑套3，其中压裂滑套3连接于中间封隔器2上端，所述中间封隔器2和压裂滑套3均设有内通孔，其中压裂滑套3的内通孔直径大于或等于中间封隔器2的内通孔直径。

如图1所示，优选的，所述定压滑套1的外径为89mm，其中中间封隔器2的外径为94mm，其中压裂滑套3的外径为85mm，其中水力锚4的外径为94mm，其中丢手封隔器5的外径为94mm，所述丢手封隔器5的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器2的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增加。

优选的，所述定压滑套1打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

如图1所示，优选的，所述中间封隔器2为Y341封隔器，所述丢手封隔器5为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器5丢手后内通孔直径为42mm。

如图1所示，优选的，一种如上所述的4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，包括以下步骤：

步骤1）确定封隔组件的数量，当分层压裂段数为N时，封隔组件的数量为N-1，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将封隔组件与定压滑套1、水力锚4、丢手封隔器5和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚4将压裂管柱初固定；通过泵送可溶球座落在定压滑套1处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器2和丢手封隔器5，接着持续打压开启定压滑套1，打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送可溶球座落在丢手封隔器5处，持续打压启动丢手封隔器5的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器5的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）重复步骤4），自下而上依次完成N层压裂；

步骤6）结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

优选的，所述步骤2）中与压裂管柱连接的油管为2⁷/₈″平式P110钢级油管；所述步骤2）采用的可溶球直径为30mm，座封时打压20MPa，座封打压后持续打压25MPa直至泄压。

优选的，所述步骤3）采用的可溶球直径为35mm，其中丢手封隔器5丢手后内通孔直径为42mm，其中第一层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

优选的，所述步骤4）采用的可溶球直径为38mm，采用泵送可溶球的排量小于1m³/min，其中第二层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

优选的，所述步骤5）重复步骤4），其中可溶球直径根据中间封隔器2的内通孔直径自下而上逐级增大，其中可溶球直径大于中间封隔器2的内通孔直径。

所述步骤2）压裂管柱下放到目的储层预定位置，应确保上下两个封隔器卡住上层射孔段，同时避开套管节箍。

所述两个相邻封隔器间位置视储层深度而定，确保封隔器卡住射孔段，且Y341封隔器的位置与上部射孔段下部深度距离小于等于1m，避免封隔器位置沉砂引起井下事故。

所述步骤6）解封可实现分级解封，解封行程强制启动，封隔器解封力为4~6T，上提压裂管柱超过15~20T，封隔器能够丢手，丢手后可进行二次打捞作业。

实施例8

将本发明压裂管柱和压裂方法应用于现场4寸半套管：

步骤1）确定封隔组件的数量，分层压裂段数为4，封隔组件的数量为3，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将3组封隔组件与定压滑套1、水力锚4、丢手封隔器5和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用2⁷/₈″平式P110钢级油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚4将压裂管柱初固定；通过泵送Φ30mm可溶球座落在定压滑套1处，经过地面给油管打压20MPa坐封3个中间封隔器2和丢手封隔器5，接着持续打压25MPa开启定压滑套1，打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送Φ35mm可溶球座落在丢手封隔器5处，持续打压启动丢手封隔器5的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器5的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）以0.6m³/min排量泵送Φ38mm可溶球座落在最下层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）以0.6m³/min排量泵送Φ39mm可溶球座落在倒数第二层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第三层，接着进行第三层压裂；

以0.6m³/min排量泵送Φ40mm可溶球座落在倒数第三层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第四层，接着进行第四层压裂；

步骤6）关井扩压72h，采用4~8mm咀子控制放喷，强制裂缝闭合，放喷结束后下专用打捞钻具上提6T进行分组解封，并起出压裂钻具。

本发明公开的定压滑套1、Y341封隔器2、压裂滑套3、水力锚4、丢手封隔器5和连接管均为现有技术。

本发明压裂管柱的工作原理如下：

本发明压裂管柱定压滑套1、封隔组件、水力锚4、丢手封隔器5和连接管组成，通过油管将压裂管柱下入预定压裂位置，通过地面给油管打压利用水力锚4将压裂管柱初固定，接着泵送可溶球座落在定压滑套1处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器2和丢手封隔器5，接着持续打压开启定压滑套1，打开下层施工通道；通过泵送可溶球座落在丢手封隔器5处，持续打压启动丢手封隔器5的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器5的丢手接头，接着进行第一层压裂，通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套3处，泵送到位后打压打开压裂滑套3，封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；依次完成多层压裂施工，结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

本发明通过油管把压裂管柱下放到目的层射孔段位置，泵送指定规格可溶性球分级打开压裂滑套开关，实现座封、打开井筒与储层的通道、把压裂管柱丢到指定位置、不动压裂管柱逐级分层体积压裂等工艺流程，并在压裂结束后通过打捞工具上提，起出压裂管柱，从而最大限度提高4寸半套管完井的措施井施工排量，单段排量可达4m³/min以上。

本发明压裂管柱可实现定向井4寸半套管分层体积压裂，单段施工排量4m³/min以上，将光套管体积压裂与分层精细压裂相结合，集成为一种不动管柱分层体积压裂钻具，该工艺针对性强，解决了4寸半小套管完井且隔夹层发育的厚油层有效动用的问题；本发明4寸半套管分层压裂管柱结构简单，更加安全可靠，填补了在内径101.6mm的小套管井的分层体积压裂技术的空白，进一步缩短了施工周期。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种4寸半套管分层压裂管柱，其特征在于：包括定压滑套（1）、封隔组件、水力锚（4）、丢手封隔器（5）和连接管，其中封隔组件为多个，所述连接管包括第一连接管（6）、第二连接管（7）和第三连接管（8），其中第二连接管（7）为多个，所述定压滑套（1）上端通过第一连接管（6）连接封隔组件，其中多个封隔组件之间依次通过多个第二连接管（7）自下而上连接，所述最上端的封隔组件与水力锚（4）之间通过第三连接管（8）连接，其中水力锚（4）上端连接丢手封隔器（5），所述定压滑套（1）、封隔组件、水力锚（4）和丢手封隔器（5）均设有内通孔，其中封隔组件、水力锚（4）和丢手封隔器（5）的内通孔直径均大于定压滑套（1）的内通孔直径。

2.根据权利要求1所述的一种4寸半套管分层压裂管柱，其特征在于：所述封隔组件包括中间封隔器（2）和压裂滑套（3），其中压裂滑套（3）连接于中间封隔器（2）上端，所述中间封隔器（2）和压裂滑套（3）均设有内通孔，其中压裂滑套（3）的内通孔直径大于或等于中间封隔器（2）的内通孔直径。

3.根据权利要求2所述的一种4寸半套管分层压裂管柱，其特征在于：所述定压滑套（1）的外径为89mm，其中中间封隔器（2）的外径为94mm，其中压裂滑套（3）的外径为85mm，其中水力锚（4）的外径为94mm，其中丢手封隔器（5）的外径为94mm，所述丢手封隔器（5）的内通孔直径为31mm，所述中间封隔器（2）的内通孔直径为35mm≦d<42mm，其中多个中间封隔器（2）的内通孔直径自下而上逐级增加。

4.根据权利要求3所述的一种4寸半套管分层压裂管柱，其特征在于：所述定压滑套（1）打压开启前的内通孔直径为25mm，打压开启后的内通孔直径为35mm。

5.根据权利要求3所述的一种4寸半套管分层压裂管柱，其特征在于：所述中间封隔器（2）为Y341封隔器，所述丢手封隔器（5）为Y445丢手封隔器，其中丢手封隔器（5）丢手后内通孔直径为42mm。

6.一种如权利要求5所述的4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）确定封隔组件的数量，当分层压裂段数为N时，封隔组件的数量为N-1，其中封隔组件内通孔直径自下而上逐级增加，并将封隔组件与定压滑套（1）、水力锚（4）、丢手封隔器（5）和连接管组装成所述压裂管柱；

步骤2）下压裂管柱：通洗井后采用油管连接压裂管柱，接着将压裂管柱下放到目的储层预定位置，通过地面给油管打压利用水力锚（4）将压裂管柱初固定；通过泵送可溶球座落在定压滑套（1）处，经过地面给油管打压坐封多个中间封隔器（2）和丢手封隔器（5），接着持续打压开启定压滑套（1），打开下层施工通道；

步骤3）通过泵送可溶球座落在丢手封隔器（5）处，持续打压启动丢手封隔器（5）的丢手装置，接着起出与压裂管柱连接的油管及丢手封隔器（5）的丢手接头，接着进行第一层压裂；

步骤4）通过泵送可溶球座落在最下层压裂滑套（3）处，泵送到位后打压打开压裂滑套（3），封堵下层施工通道，确保压裂液进入第二层，接着进行第二层压裂；

步骤5）重复步骤4），自下而上依次完成N层压裂；

步骤6）结束后下打捞钻具上提解封，并起出压裂管柱。

7.根据权利要求6所述的一种4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于：所述步骤2）中与压裂管柱连接的油管为2⁷/₈″平式P110钢级油管，所述步骤2）采用的可溶球直径为30mm，座封时打压20MPa，座封打压后持续打压25MPa直至泄压。

8.根据权利要求6所述的一种4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于：所述步骤3）采用的可溶球直径为35mm，其中丢手封隔器（5）丢手后内通孔直径为42mm，其中第一层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

9.根据权利要求6所述的一种4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于：所述步骤4）采用的可溶球直径为38mm，采用泵送可溶球的排量小于1m³/min，其中第二层压裂的压裂施工的排量为4m³/min以上。

10.根据权利要求5所述的一种4寸半套管分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于：所述步骤5）重复步骤4），其中可溶球直径根据中间封隔器（2）的内通孔直径自下而上逐级增大，其中可溶球直径大于中间封隔器（2）的内通孔直径。