CN110439522B - 首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺，其开启装置包括本体、可溶栓、固井胶塞；所述本体的上端设置有套管母扣螺纹，下端设置有套管公扣螺纹，所述本体的外表面设置有扶正棱；所述本体通过所述套管母扣螺纹、所述套管公扣螺纹连接在套管管柱中，所述扶正棱内部设置有压裂孔，所述可溶栓安装在所述压裂孔中；所述固井胶塞布置在所述本体下方的腔体内，与固井浮箍接触，所述固井胶塞内设置有溶剂腔和破裂盘；所述溶剂腔内充满能够溶解可溶栓的溶液。本发明可以实现开启首段压裂通道，施工工序简单，施工成本低，下入深度不受限，完全不影响下套管、固井以及套管密封性压力测试等施工。
Description
技术领域
本发明涉及油气井的完井分段压裂技术领域，更具体地说，涉及一种首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺。
背景技术
分段压裂是改造低渗透非常规油气藏，实现油气有效开采的一种国内外广泛应用的钻采工程技术。在水平井、大斜度井等定向井中应用所述工程技术，大多采用泵送分段桥塞配合射孔枪进行射孔的技术方法，必须首先下入连续油管输送射孔枪进行首段射孔，沟通套管内与地层的首段压裂通道，为泵送分段桥塞提供必要的环境条件。但是这种提供首段压裂通道的方法，需要配备连续油管作业设备与火药射孔设备，施工成本高、流程复杂，作业成本与风险不低。并且在大位移斜度井或长水平段水平井中，由于井身轨迹复杂、水平段很长，连续油管下入摩阻大，难以到达井筒趾端位置进行射孔作业。国内少部分区域采用随套管下入压差滑套实现开启首段压裂通道，但所述压差滑套装置外径较大，增加了套管下入难度，且有可能在进行套管密封性压力测试时意外开启，或者由于固井水泥的影响不能正常开启。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺，可以实现开启首段压裂通道，施工工序简单，施工成本低，下入深度不受限，完全不影响下套管、固井以及套管密封性压力测试等施工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种首段压裂通道可控溶蚀开启装置，包括本体、可溶栓、固井胶塞；所述本体的上端设置有套管母扣螺纹，下端设置有套管公扣螺纹，所述本体的外表面设有扶正棱；所述本体通过所述套管母扣螺纹、所述套管公扣螺纹连接在套管管柱中，所述扶正棱内部设置有压裂孔，所述可溶栓安装在所述压裂孔中，所述固井胶塞布置在本体下方的腔体内，与固井浮箍接触，所述固井胶塞内设置有溶剂腔和破裂盘；所述溶剂腔内充满能够溶解可溶栓的溶液。
上述方案中，所述本体外径与套管外径相同，所述本体内径与套管内径相同，所述扶正棱外径与套管扶正器外径相同。
上述方案中，所述扶正棱为直棱或螺旋棱。
上述方案中，所述可溶栓与所述压裂孔通过锥面配合实现密封，封隔套管内外压力。
上述方案中，当所述破裂盘所处环境液体压力小于破裂盘的击穿压力值时，所述破裂盘密封所述溶剂腔，阻止溶液流出所述溶剂腔；当所述破裂盘所处环境液体压力等于或大于破裂盘的击穿压力值时，造成所述破裂盘破裂，所述溶液流出所述溶剂腔并扩散到套管管柱内，与可溶栓接触，从而实现可溶栓的溶解，压裂孔露出。
本发明还提供了一种利用所述的首段压裂通道可控溶蚀开启装置的压裂分段作业施工工艺，包括以下步骤：
S1、将首段压裂通道可控溶蚀开启装置接入套管管柱内，套管母螺纹连接上端套管，套管公螺纹连接下端的固井浮箍；
S2、将套管管柱下入到井筒预定位置；
S3、进行常规固井施工，完成固井水泥浆泵注后，使用固井胶塞进行固井碰压，将固井胶塞泵送至所述固井浮箍上端位置；
S4、完成固井施工后，按需求进行后续井筒内干预施工作业；
S5、对套管管柱进行密封性压力测试，压力测试最高值小于破裂盘的击穿压力值；
S6、完成压裂井口安装，向井筒内打压超过破裂盘的击穿压力值，造成溶液流出溶剂腔并扩散到套管管柱内；与可溶栓接触，从而实现可溶栓的溶解，压裂孔露出；
S7、间隔一段时间后，进行井筒密封性压力测试，根据测试压力最高值判断压裂孔是否开启，间隔时间按照可溶栓降解速度计算所得；
S8、压裂孔开启后，按照常规的分段压裂施工程序完成后续作业。
实施本发明的首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺，具有以下有益效果：
1、本发明首段压裂通道可控溶蚀开启装置结构简单，施工成功率高；
2、本发明种首段压裂通道可控溶蚀开启装置，与套管短节结构相似，对套管管柱结构不产生任何不利影响，不增加套管下入难度，也不影响固井施工，不对套管内工作管柱产生干扰；
3、本发明压裂分段作业施工工艺，不需下入其它管柱协助打通压裂通道，施工工序简单，作业成本低，安全性好；
4、本发明首段压裂通道可控溶蚀开启装置与压裂分段作业施工工艺，可以广泛应用于需下入完井套管进行分段压裂井的首段压裂施工位置，和大位移斜度井、长水平段井不便于下入射孔装置的远端位置，其它一些采用套管下入进行增产作业的第一级施工中，不仅可以简化作业流程，减少起下钻次数，降低施工风险，还能大幅提高作业效率，节约作业成本，有着良好的经济效益和社会效益。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为首段压裂通道可控溶蚀开启装置中本体的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为固井胶塞的结构示意图；
图4是溶解型压裂分段装置连入套管管柱后的示意图；
图5是溶液释放后的套管管柱示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-5所示，本发明首段压裂通道可控溶蚀开启装置包括本体1、可溶栓2、固井胶塞3。
本体1的上端设置有套管母扣螺纹101，下端设置有套管公扣螺纹102，本体1的外表面设有扶正棱103。本体1通过套管母扣螺纹101、套管公扣螺纹102连接在套管管柱中，扶正棱103内部设置有压裂孔104，可溶栓2安装在压裂孔104中。固井胶塞3布置在本体1下方的腔体内，与固井浮箍6接触，固井胶塞3内设置有溶剂腔301和破裂盘302，溶剂腔301内充满能够溶解可溶栓2的高浓度溶液4。可溶栓2在清水中消耗较长时间实现降解，可溶栓2在高浓度溶液4作用下，可实现快速降解。
本实施例中，可溶拴2可以采用镁铝合金，溶液4可以采用含氯根溶液，实现快速反应溶解。本领域技术人员可以根据实际需要选用不同种类的材质和溶液，只要能实现溶解反应即可。
当破裂盘302所处环境液体压力小于破裂盘302的击穿压力值时，破裂盘302密封溶剂腔301，阻止溶液4流出溶剂腔301；当破裂盘302所处环境液体压力等于或大于破裂盘302的击穿压力值时，造成破裂盘302破裂，溶液4流出溶剂腔301并扩散到套管管柱内，与可溶栓2接触，从而实现可溶栓2的溶解，压裂孔104露出。
本实施例中，可以根据实际需要更换具有不同击穿压力值的破裂盘302，满足作业需求。
进一步的，本体1外径与套管外径相同，本体1内径与套管内径相同，扶正棱103外径与套管扶正器外径相同。
进一步的，扶正棱103在本实施例为平行轴线方向的直棱，但其也可以是螺旋棱或其它结构设计。
进一步的，可溶栓2与压裂孔104通过锥面配合实现密封，封隔套管内外压力。
本发明还提供了一种利用上述首段压裂通道可控溶蚀开启装置的压裂分段作业施工工艺，包括以下步骤：
S1、将首段压裂通道可控溶蚀开启装置接入套管管柱内，套管母螺纹101连接上端套管，套管公螺纹102连接下端的固井浮箍6；
S2、将套管管柱下入到井筒预定位置；
S3、进行常规固井施工，完成固井水泥浆泵注后，使用固井胶塞3进行固井碰压，将固井胶塞3泵送至固井浮箍6上端位置；
S4、完成固井施工后，按需求进行后续井筒内干预施工作业；
S5、对套管管柱进行密封性压力测试，压力测试最高值小于破裂盘302的击穿压力值；
S6、完成压裂井口安装，向井筒内打压超过破裂盘302的击穿压力值，造成溶液4流出溶剂腔301并扩散到套管管柱内；与可溶栓2接触，从而实现可溶栓2的溶解，压裂孔104露出；
S7、间隔一段时间后，进行井筒密封性压力测试，根据测试压力最高值判断压裂孔104是否开启，间隔时间按照可溶栓2降解速度计算所得；
S8、压裂孔104开启后，按照常规的分段压裂施工程序完成后续作业。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (1)
1.一种利用首段压裂通道可控溶蚀开启装置的压裂分段作业施工工艺，其特征在于，首段压裂通道可控溶蚀开启装置包括本体（1）、可溶栓（2）、固井胶塞（3）；所述本体（1）的上端设置有套管母扣螺纹（101），下端设置有套管公扣螺纹（102），所述本体（1）的外表面设有扶正棱（103）；所述本体（1）通过所述套管母扣螺纹（101）、所述套管公扣螺纹（102）连接在套管管柱中，所述扶正棱（103）内部设置有压裂孔（104），所述可溶栓（2）安装在所述压裂孔（104）中；所述固井胶塞（3）布置在本体（1）下方的腔体内，与固井浮箍（6）接触，所述固井胶塞（3）内设置有溶剂腔（301）和破裂盘（302）；所述溶剂腔（301）内充满能够溶解可溶栓（2）的溶液（4）；
所述本体（1）外径与套管外径相同，所述本体（1）内径与套管内径相同，所述扶正棱（103）外径与套管扶正器外径相同；所述扶正棱（103）为直棱或螺旋棱；所述可溶栓（2）与所述压裂孔（104）通过锥面配合实现密封，封隔套管内外压力；当所述破裂盘（302）所处环境液体压力小于破裂盘（302）的击穿压力值时，所述破裂盘（302）密封所述溶剂腔（301），阻止溶液（4）流出所述溶剂腔（301）；当所述破裂盘（302）所处环境液体压力等于或大于破裂盘（302）的击穿压力值时，造成所述破裂盘（302）破裂，所述溶液（4）流出所述溶剂腔（301）并扩散到套管管柱内，与可溶栓（2）接触，从而实现可溶栓（2）的溶解，压裂孔（104）露出；
施工工艺包括以下步骤：
S1、将首段压裂通道可控溶蚀开启装置接入套管管柱内，套管母螺纹（101）连接上端套管，套管公螺纹（102）连接下端的固井浮箍（6）；
S2、将套管管柱下入到井筒预定位置；
S3、进行常规固井施工，完成固井水泥浆泵注后，使用固井胶塞（3）进行固井碰压，将固井胶塞（3）泵送至所述固井浮箍（6）上端位置；
S4、完成固井施工后，按需求进行后续井筒内干预施工作业；
S5、对套管管柱进行密封性压力测试，压力测试最高值小于破裂盘（302）的击穿压力值；
S6、完成压裂井口安装，向井筒内打压超过破裂盘（302）的击穿压力值，造成溶液（4）流出溶剂腔（301）并扩散到套管管柱内；与可溶栓（2）接触，从而实现可溶栓（2）的溶解，压裂孔（104）露出；
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