CN112983322A - 一种锚定封隔一体化定位球座及封隔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锚定封隔一体化定位球座及封隔方法，包括中心管、上锥体、下锥体、锚定机构、可降解胶筒、坐封销钉，上锥体、下锥体、锚定机构、可降解胶筒、坐封销钉均为可溶解材料，入井坐封后，井口投入可溶球封堵下部层或段对目标段进行压裂施工，施工结束后在设定的时间内自动开始溶解，直至消失。本发明在井底实现封堵功能的部件均为可溶材料，施工结束后自动溶解，无需后续钻磨等其他作业，降低了试油、试气作业周期及施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及油、气田试油、气作业，压裂施工中使用的一种锚定封隔一体化定位球座及封隔方法。
背景技术
国内外研究表明，水平井+大排量体积压裂是目前致密油藏开采最有效的技术手段，“体积压裂”是在施工过程中通过大排量、大液量注入的在储层内形成多条裂缝(缝网)，显著增加裂缝与储层的接触体积，最大限度地扩大油气泄流能力，以达到大幅度提高产量的目的。因此采用桥射联作技术，压裂施工过程中光套管注入，可以最大限度的提高注入排量，达到“体积压裂”的目的。
前期桥射联作技术主要采用可钻桥塞，压裂施工结束后需要进行钻磨处理，但是随着钻井工艺技术的不断进步，长水平段水平井逐年增多，对于长水平段水平井而言，施工结束后桥塞的钻磨难度随水平段长度的增加而增大，甚至难以钻磨，导致后期无法进行冲砂、洗井等维护性作业。
目前，长水平段水平井体积压裂工具主要以可溶桥塞和斯伦贝谢公司的定位球座为主，可溶桥塞存在结构设计复杂、密封胶筒溶解困难、溶解产物体积大易堵塞井筒等问题，从现场应用情况来看，80％以上井生产过程中会出现井筒堵塞的问题，需要下钻磨管柱清扫井筒。而斯伦贝谢公司的定位球座需要预先将工作筒同套管连接后下入井内，压后井筒内由于存在工作筒，导致井筒内有一定的缩径，不利于后期井筒维护。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于解决长水平段水平井压裂施工采用桥塞或者定位球座所存在的问题，提供一种提高施工效率，保证井筒全通径的锚定封隔一体化定位球座。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种锚定封隔一体化定位球座，包括中心管、上锥体、下锥体、锚定机构和可降解胶筒，所述中心管套接于上锥体内，上锥体与下锥体之间套有可降解胶筒和锚定机构；在下锥体上设有坐封销钉；
所述上锥体、下锥体、锚定机构、可降解胶筒、坐封销钉构成定位球座，定位球座为可溶解材料；通过井口投入可溶球于定位球座上封堵目标段进行压裂施工，压裂施工后可溶球和定位球座溶解消失。
对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：
优选的，所述中心管与下锥体之间通过坐封销钉连接。
优选的，所述可降解胶筒和锚定机构为空心圆柱体，可降解胶筒和锚定机构套在上锥体与下锥体的小直径锥面上。
优选的，所述可降解胶筒的长度小于锚定机构圆柱体的长度，可降解胶筒的长度小于30mm，厚度为压缩式胶筒的厚度的1/5至1/4，可降解胶筒是通过向上锥体斜面上滑动来产生径向扩张实现对套管壁的密封。
优选的，所述上锥体能够沿中心管轴向滑动。
优选的，所述上锥体、下锥体、锚定机构、坐封销钉采用的可溶解材料为Al2O3/Al可溶复合材料。
本发明进而给出了一种锚定封隔一体化定位球座的封隔方法，包括如下步骤：
1)将定位球座、坐封工具、射孔枪按顺序与电缆连接构成工具窜，下入井内并泵送至预定位置，启动坐封工具；
2)在座封工具的作用下，上锥体向右运动，下锥体在中心管和坐封销钉作用下向左运动，推动锚定机构产生径向膨胀坐封于套管内的同时，推动可降解胶筒向上锥体斜面上滑动产生径向扩张实现对套管壁的密封；
3)完成坐封后上提电缆，剪断坐封销钉，提出中心管，完成投放定位球座后，上提工具窜；
4)根据施工要求进行射孔，射孔结束后提出工具窜，井口投入可溶球，封堵已改造层段，对目标段进行压裂施工，施工结束后等待定位球座和可溶球溶解后放喷、下入油管冲砂洗井后投产。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
本发明锚定封隔一体化定位球座的中心管、上锥体、下锥体、锚定机构、可降解胶筒、坐封销钉均为可溶解材料，入井坐封后，井口投入可溶球封堵下部层(段)对目标段进行压裂施工，施工结束后在设定的时间内自动开始溶解，直至消失。
本发明在井底实现封堵功能的部件为Al2O3/Al可溶复合材料，施工结束后自动溶解，无需后续钻磨等其他作业，解决的技术问题是长水平段水平井压裂施工结束后采用常规可溶桥塞胶筒用量大溶解困难，周期长，而定位球座压后无法保持井筒全通径的问题，改变了常规桥塞或可溶桥塞压缩胶筒的密封方式，采用了使胶筒向上锥体斜面上滑动产生径向扩张的方式，实现对套管壁的密封，大幅降低了橡胶件及其他可溶材料的用量，提高了溶解效率，保证井筒全通径，降低了试油(气)作业周期及施工成本，同时便于后期进行冲砂、洗井等维护性作业。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为一种锚定封隔一体化定位球座坐封前结构示意图；
图2为一种锚定封隔一体化定位球座坐封后结构示意图；
图3为一种锚定封隔一体化定位球座坐封投放、射孔示意图；
图4为一种锚定封隔一体化定位球座压裂示意图。
图中：1、中心管；2、上锥体；3、可降解胶筒；4、锚定机构；5、下锥体；6、坐封销钉，7、电缆、8、射孔枪，9、射孔孔眼，10、定位球座投放工具，11、定位球座，12、压裂裂缝，13、可溶球。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明的一种锚定封隔一体化定位球座，主要包括中心管1，上锥体2，可降解胶筒3，锚定机构4，下锥体5，坐封销钉6。中心管1套接于上锥体2内，上锥体2与下锥体5之间套有可降解胶筒3和锚定机构4；在下锥体5上设有坐封销钉6。可降解胶筒3和锚定机构4为空心圆柱体，可降解胶筒3和锚定机构4套在上锥体2与下锥体5的小直径锥面上。可降解胶筒3的长度小于30mm，厚度为压缩式胶筒的厚度的1/5至1/4，可降解胶筒3是通过向上锥体2斜面上滑动来产生径向扩张实现对套管壁的密封；上锥体2能够沿中心管1轴向滑动。
在图1的基础上，结合图2-4，对本发明提供的一种锚定封隔一体化定位球座的工作原理进行详细介绍：其中上锥体2、下锥体5、锚定机构4、坐封销钉6均为可溶解材料，可溶解材料为Al2O3/Al可溶复合材料。
本发明的实施方法如下：如图3所示，将定位球座11、坐封工具10、射孔枪8、等按顺序同电缆7连接，下入井内并泵送，待将工具窜泵送至预定位置后启动坐封工具，在座封工具的作用下，上锥体2向右运动、下锥体5在中心管1及坐封销钉6的下向左运动，同时推动可降解胶筒3及锚定机构4产生径向膨胀坐封于套管内，完成坐封后上提电缆7，剪断坐封销钉6，提出中心管1，完成投放一种锚定封隔一体化定位球座后，上提工具窜，根据施工要求进行射孔，射孔孔眼9如图3所示，压裂裂缝12如图3、4所示，射孔结束后将整个工具窜提出，井口投可溶球13，封堵已改造层段，对目标段进行压裂施工，施工结束后等待定位球座11和可溶球13溶解后投产，无需钻磨、且井筒保持全通径。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明效果。
如图1-图3所示，包括以下步骤：
如图3所示，首先采用油管或连续油管传输按工艺需求对第一段(以两簇为例)进行射孔，射孔结束后起出油管或连续油管光套管对第一段实施压裂施工。施工结束后，将定位球座11、坐封工具10、射孔枪8、等按顺序同电缆7连接，下入井内并泵送，待将工具窜泵送至预定位置后启动坐封工具，在座封工具的作用下，上锥体2向右运动、下锥体5在中心管1及坐封销钉6的下向左运动，同时推动可降解胶筒3及锚定机构4产生径向膨胀坐封于套管内，完成坐封后上提电缆7，剪断坐封销钉6，提出中心管1，完成投放锚定封隔一体化定位球座后，上提工具窜，根据施工要求进行射孔，射孔结束后将整个工具窜提出，井口投可溶球13，封堵已改造层段，对目标段进行压裂施工。施工结束后再次下入一种锚定封隔一体化定位球座11、坐封工具10、射孔枪8、等重复上述过程，依次进行后续段的压裂施工，待该井施工结束后关井，根据井底温度及井下液体性质确定关井时间，等待定位球座和可溶球溶解后放喷、下入油管冲砂洗井后投产。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种锚定封隔一体化定位球座，包括中心管(1)、上锥体(2)、下锥体(5)、锚定机构(4)和可降解胶筒(3)，其特征在于，所述中心管(1)套接于上锥体(2)内，上锥体(2)与下锥体(5)之间套有可降解胶筒(3)和锚定机构(4)；在下锥体(5)上设有坐封销钉(6)；
所述上锥体(2)、下锥体(5)、锚定机构(4)、可降解胶筒(3)、坐封销钉(6)构成定位球座，定位球座为可溶解材料；通过井口投入可溶球于定位球座上封堵目标段进行压裂施工，压裂施工后可溶球和定位球座溶解消失。
2.根据权利要求1所述的一种锚定封隔一体化定位球座，其特征在于，所述中心管(1)与下锥体(5)之间通过坐封销钉(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种锚定封隔一体化定位球座，其特征在于，所述可降解胶筒(3)和锚定机构(4)为空心圆柱体，可降解胶筒(3)和锚定机构(4)套在上锥体(2)与下锥体(5)的小直径锥面上。
4.根据权利要求3所述的一种锚定封隔一体化定位球座，其特征在于，所述可降解胶筒(3)的长度小于30mm，厚度为压缩式胶筒的厚度的1/5至1/4，可降解胶筒(3)是通过向上锥体(2)斜面上滑动来产生径向扩张实现对套管壁的密封。
5.根据权利要求1所述的一种锚定封隔一体化定位球座，其特征在于，所述上锥体(2)能够沿中心管(1)轴向滑动。
6.根据权利要求1所述的一种锚定封隔一体化定位球座，其特征在于，所述上锥体(2)、下锥体(5)、锚定机构(4)、坐封销钉(6)采用的可溶解材料为Al2O3/Al可溶复合材料。
7.一种权利要求1-6任一项所述的锚定封隔一体化定位球座的封隔方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将定位球座(11)、坐封工具(10)、射孔枪(8)按顺序与电缆(7)连接构成工具窜，下入井内并泵送至预定位置，启动坐封工具；
2)在座封工具的作用下，上锥体(2)向右运动，下锥体(5)在中心管(1)和坐封销钉(6)作用下向左运动，同时推动可降解胶筒(3)和锚定机构(4)产生径向变形坐封于套管内；
3)完成坐封后上提电缆(7)，剪断坐封销钉(6)，提出中心管(1)，完成投放定位球座(11)后，上提工具窜；
4)根据施工要求进行射孔，射孔结束后提出工具窜，井口投入可溶球(13)，封堵已改造层段，对目标段进行压裂施工，施工结束后等待定位球座(11)和可溶球(13)溶解后放喷、下入油管冲砂洗井后投产。
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