CN116335583A - 一种用于深井的压裂滑套施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于深井的压裂滑套施工方法，包括将无限级固井滑套和套管相连，下放到设计位置，进行固井前序工作；在井筒内注入水泥固井，并投递胶塞将井筒内的水泥全部清除至套管与岩层之间的间隙；开启趾端滑套并打压进行压裂；之后通过投入梭镖逐级打开固井滑套并进行压裂，压裂全部结束后梭镖溶解，油气通道贯通。本发明仅依靠投梭镖打压逐级开启固井滑套实施压裂，操作简单，无需射孔、连续油管、电缆等复杂作业。

Description

一种用于深井的压裂滑套施工方法

技术领域

本发明涉及一种用于深井的压裂滑套施工方法，属于石油天然气工业、机械工程技术领域。

背景技术

随着石油与天然气行业的不断发展，油气资源的开采技术也随之得到提升，压裂技术作为油气开采的关键技术也在潜移默化中不断发展。油井压裂作为大部分油气井开采前必不可少的一个重要环节，是打通油气资源最后一公里的重要途径，对油气田开采效率的提升效果显著。

目前应用较为广泛的“泵送桥塞+射孔”分段压裂完井工艺主要集中于浅层区域，该工艺先进行尾管固井，第一段采用连续油管射孔后实施压裂，其他井段采用“电缆+射孔枪+桥塞”泵送、射孔、压裂，优点为无限级分段、全通径，缺点为配合作业要求高、操作复杂、存在桥塞阻卡风险。但近年来随着油气勘探开发的需要，油气井深度不断增加，国内外深井和超深井的数量与日俱增，连续油管、电缆等作业存在超深井作业受限、安全余量低的缺点，适用范围受限。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种用于深井的压裂滑套施工方法，仅依靠投梭镖打压逐级开启固井滑套实施压裂，操作简单，无需射孔、连续油管、电缆等复杂作业。

本发明提出了一种用于深井的压裂滑套施工方法，包括：

将无限级固井滑套和套管相连，下放到设计位置，进行固井前序工作；

在井筒内注入水泥固井，并投递胶塞将井筒内的水泥全部清除至套管与岩层之间的间隙；

开启趾端滑套并打压进行压裂；

之后通过投入梭镖逐级打开固井滑套并进行压裂，压裂全部结束后梭镖溶解，油气通道贯通。

本发明的进一步改进在于，所述固井滑套包括与套管相连的滑套外壳，以及设置在所述滑套外壳内的内滑套，所述滑套外壳上设置有压裂孔；

在初始时，所述内滑套挡住所述压裂孔并通过剪切销钉与所述滑套外壳相连，当与所述梭镖相连而憋压使剪切销钉断裂后，所述滑套在所述滑套外壳上滑动并是所述压裂孔打开。

本发明的进一步改进在于，行固井前序工作时，在套管下放完成后注入前置液，然后连接地面水泥车通过水泥泵向套管内泵送设计量的固井水泥。

本发明的进一步改进在于，所述固井滑套以一个或多个为一组，所述滑套上设置有若干段安装固井滑套的位置，每一段所述位置上安装一组固井滑套。

本发明的进一步改进在于，不同的固井滑套对应的不同型号的梭镖，所述梭镖在到达与其对应的固井滑套之前能够穿过其他固井滑套。

本发明的进一步改进在于，所述梭镖为可溶金属和可溶橡胶材质的结构，在井下地层环境下一段时间后溶解。

本发明的进一步改进在于，在梭镖与固井滑套配合时，打压至5±0.5MPa并稳压至少10分钟，如果没有压降则继续打压；如果出现短暂压降随后压力上升，则判断所述固井滑套被打开。

本发明的进一步改进在于，在固井滑套被打开后，继续打压至设定值，在地层中产生裂纹。

本发明的进一步改进在于，在注入水泥后，通过胶塞推动水泥从套管的底部流出并填充在套管与岩层之间的间隙中，胶塞碰压后，替钻井液，关井候凝。

本发明的进一步改进在于，所述滑套外壳和所述内滑套之间设置有密封圈。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述一种用于深井的压裂滑套施工方法，仅依靠投梭镖打压逐级开启固井滑套实施压裂，操作简单，无需射孔、连续油管、电缆等复杂作业。梭镖沿轴向内置贯穿孔，配套可溶球，实现封堵压裂，压裂结束后能够快速建立油气生产通道；梭镖采用可溶材质，压裂结束后能够在地层水环境自行溶解，溶解后实现全通径，便于后期动态监测等作业。该技术可有效解决超深井分段压裂、快速建立全通径等难题，降低了施工难度和压裂风险，实现潜力油气田安全、高效开发，达到大幅提产的目的。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了下放到设计位置的状态；

图2所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了投入胶塞后将水泥排到套管和岩层之间的状态；

图3所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了趾端滑套开启时的状态；

图4所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了通过趾端滑套进行压裂的状态；

图5所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了投入梭镖时的状态；

图6所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了投入固井滑套开启时的状态；

图7所示为本发明的一个实施例的无限级固井滑套和套管结构示意图，显示了梭镖溶解后的状态。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：

1、套管，2、滑套外壳，3、内滑套，4、剪切销钉，5、岩层，6、胶塞，7、固井水泥，8、梭镖，9、裂纹，10、趾端滑套，11、固井滑套。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一种用于深井的压裂滑套施工方法，包括：

将无限级固井滑套11和套管1相连，下放到设计位置，进行固井前序工作；

在井筒内注入水泥固井，并投递胶塞6将井筒内的水泥全部清除至套管1与岩层5之间的间隙，胶塞6碰压后，替钻井液，关井候凝；

开启趾端滑套10并打压进行压裂，之后通过投入梭镖8逐级打开固井滑套 11并进行压裂，压裂全部结束后梭镖8溶解，油气通道贯通。

根据本实施例所述的方法，通过将固井滑套11与套管1相连直接参与固井过程，无需对套管1进行射孔就可完成压裂的一种新工艺。其主要流程就是将套管1和固井滑套11相连，固井完成后泵送相应的梭镖8，逐级打开并压裂，压裂完成后梭镖8溶解保证采油通道。

在一个实施例中，固井滑套11包括滑套外壳2和内滑套3，滑套外壳2上端和下端均通过螺纹与套管1相连，滑套外壳2上设置有压裂孔，内滑套3通过剪切销钉4与滑套外壳2相连，并挡住压裂孔，剪切销钉4在一定的压力下被剪断后，内滑套3能够在滑套外壳2上滑动一端距离，使内滑套3滑动到滑套外壳2 的下部，并使压裂孔露出。内滑套3能够与梭镖8配合，当梭镖8移动到内滑套 3上时会卡接在内滑套3上，并封堵内滑套3的中心孔，在打压时，梭镖8上方憋压从而使剪切销钉4断裂，推动内滑套3移动并使压裂孔露出。

在一个实施例中，进行固井前序工作时，在套管1下放完成后注入前置液，然后连接地面水泥车通过水泥泵向套管1内泵送设计量的固井水泥7，泵送时间约2小时。

在一个实施例中，所述固井滑套11以一个或多个为一组，所述滑套上设置有若干段安装固井滑套11的位置，每一段所述位置上安装一组固井滑套11。所述外滑套与所述套管1之间通过螺纹相连。

在一个实施例中，当梭镖8与对应内滑套3配合时，泵压会出现上涨，此时继续打压至5MPa，稳压10分钟，若无压降，则继续打压。压力增加P2，销钉被剪断，此时井筒泵压会出现短暂下降，随后压力上升，滑套被打开。

在本实施例中，稳压是为保证梭镖8具有完整的密封性，不影响后续固井滑套11内滑套3的开启动作。

在一个实施例中，不同的固井滑套11对应的梭镖8具有不同的型号，保证梭镖8能够顺利穿过其他的固井滑套11最终到达与其对应的固井滑套11上。

在一个实施例中，内滑套3与滑套外壳2之间安装有密封圈，由于密封圈两端承受压力，因此密封圈两端均有挡圈。

在一个具体的实施例中，所述方法包括以下步骤：

步骤一、将无限级固井滑套11和套管1相连，下放到设计位置(如图1所示)，准备固井前序工作；在组装时，固井滑套11和滑套外壳2之间安装密封圈，并通过剪切销钉4定位、相连。为保证工艺的顺利完成，地面应准备好水泥车、水泥泵等设备，在套管1下放完成后，注入前置液，然后连接地面水泥车通过水泥泵向套管1内泵送设计量的固井水泥7，泵送时间2小时。

步骤二、注水泥固井，并投递胶塞6将井筒内的水泥全部清除至套管1与岩层5之间的间隙，胶塞6移动到套管1的底部停止，替钻井液，关井候凝(如图 2所示)。投入胶塞6的作用一是保证套管1内无固井水泥7，确保通道的完整性，二是将井筒与尾端水泥隔开。

步骤三、打压开启第一级固井滑套11，击碎趾端滑套10的破裂盘。将井筒压力升至趾端滑套10破裂盘的击碎压力值，压力足够击碎趾端滑套10的破裂盘。当达到破碎压力后，井筒压力会出现明显下降，此时表示趾端滑套10开启(如图3所示)。继续打压，以P1的压力值进行压裂(如图4所示)。

步骤四、投入固井滑套11对应梭镖8，泵送梭镖8达到预定位置(如图5所示)后直接打压至P2，剪切销钉4被剪断，梭镖8对应级数的内滑套3打开，继续打压P3进行压裂，产生裂纹9(如图6所示)。重复该步骤过程，知道压裂结束。

压裂全部结束后梭镖8溶解，油气通道贯通(如图7所示)。

本实施例中，上方为靠近井口的方向，下方为远离井口的方向。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，包括：

将无限级固井滑套(11)和套管(1)相连，下放到设计位置，进行固井前序工作；

在井筒内注入水泥固井，并投递胶塞(6)将井筒内的水泥全部清除至套管(1)与岩层(5)之间的间隙；

开启趾端滑套(10)并打压进行压裂；

之后通过投入梭镖(8)逐级打开固井滑套(11)并进行压裂，压裂全部结束后梭镖(8)溶解，油气通道贯通。

2.根据权利要求1所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，所述固井滑套(11)包括与套管(1)相连的滑套外壳(2)，以及设置在所述滑套外壳(2)内的内滑套(3)，所述滑套外壳(2)上设置有压裂孔；

在初始时，所述内滑套(3)挡住所述压裂孔并通过剪切销钉(4)与所述滑套外壳(2)相连，当与所述梭镖(8)相连而憋压使剪切销钉(4)断裂后，所述滑套在所述滑套外壳(2)上滑动并是所述压裂孔打开。

3.根据权利要求2所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，行固井前序工作时，在套管(1)下放完成后注入前置液，然后连接地面水泥车通过水泥泵向套管(1)内泵送设计量的固井水泥(7)。

4.根据权利要求3所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，所述固井滑套(11)以一个或多个为一组，所述滑套上设置有若干段安装固井滑套(11)的位置，每一段所述位置上安装一组固井滑套(11)。

5.根据权利要求4所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，不同的固井滑套(11)对应的不同型号的梭镖(8)，所述梭镖(8)在到达与其对应的固井滑套(11)之前能够穿过其他固井滑套(11)。

6.根据权利要求5所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，所述梭镖(8)为可溶金属和可溶橡胶材质的结构，在井下地层环境下一段时间后溶解。

7.根据权利要求6所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，在梭镖(8)与固井滑套(11)配合时，打压至5±0.5MPa并稳压至少10分钟，如果没有压降则继续打压；如果出现短暂压降随后压力上升，则判断所述固井滑套(11)被打开。

8.根据权利要求7所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，在固井滑套(11)被打开后，继续打压至设定值，在地层中产生裂纹(9)。

9.根据权利要求8所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，在注入水泥后，通过胶塞(6)推动水泥从套管(1)的底部流出并填充在套管(1)与岩层(5)之间的间隙中，胶塞(6)碰压后，替钻井液，关井候凝。

10.根据权利要求9所述的用于深井的压裂滑套施工方法，其特征在于，所述滑套外壳(2)和所述内滑套(3)之间设置有密封圈。

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