一種連續油管開啟水平井噴砂孔的方法
2023-09-17 07:07:40 2
專利名稱：一種連續油管開啟水平井噴砂孔的方法
技術領域：
本發明涉及石油天然氣勘探及開發領域，具體是在水平井多封隔器多級滑套分段壓裂改造工藝中採用連續油管開啟噴砂孔的方法。
背景技術：
隨著石油天然氣鑽井行業的發展，為了有效提高低滲、薄層氣藏水平井的單井產量，一般採用多封隔器多級滑套分段壓裂的改造工藝，利用一趟管串實現對水平井多層段的同步開採。如圖I所示，在分段壓裂管柱中，油管2下方依次連接有噴砂筒4、下接頭5及封隔器6，採用封隔器6將各層段a h分隔開，對應各層段a h噴砂筒4上設置噴砂孔，噴砂筒4內部設置有滑套13將各層段a h的噴砂孔關閉。為了分級開啟層段a h的噴砂孔，從管柱底部M由下至上每層段滑套13的內徑和對應鋼球3的直徑依次增大。在壓裂作業時，首先投入層段a的對應鋼球3將層段a的滑套13下推至下接頭5，從而打開層段a的噴砂孔，完成該層段的壓裂作業。待層段a壓裂改造後，投入層段b對應的鋼球3將層段b的噴砂孔打開，如此，依次完成所有層段a h的壓裂作業。但是，現有技術的壓裂方法，在水平井多封隔器多級滑套分段壓裂改造工藝存在以下問題因水平井泥漿沉澱壓井引起井底堵塞或地層不進液、水平井井段長、管串複雜、縮徑變徑多等影響，導致鋼球3不能準確到達滑套13並對滑套13進行有效密封，從而無法推動滑套13打開噴砂筒4上的噴砂孔，造成水平井多級分段工藝無法實施的嚴重後果
發明內容
本發明的目的在於提供一種採用連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，解決水平井段滑套無法正常打開的難題。本發明所採用的技術方案是
一種連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，在水平井多段壓裂改造管柱中噴砂筒上設置有噴砂孔，噴砂孔經滑套密封，壓裂改造前應先將噴砂孔打開，然後才能實施壓裂改造作業，在連續油管末端設置密封頭，利用連續油管下入密封頭至油管內密封滑套，通過連續油管與油管間的環空打壓推動滑套滑動，開啟噴砂孔。所述滑套前端為內錐面。所述密封頭呈球形、其外徑最寬處大於滑套內徑，密封頭與滑套的密封是線密封。所述滑套通過銷釘固定在噴砂筒上，密封頭隨連續油管管下至油管內，利用連續油管施加鑽壓有效密封滑套，使得連續油管與油管間的環空形成密閉空間，通過向其環空打壓，依靠滑套的上下壓差剪斷銷釘，推動滑套在噴砂筒內向下滑動，從而打開噴砂孔。所述噴砂筒下方設置有滑套的鎖緊裝置。本發明所產生的有益效果是
本發明的連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，能及時有效的解決常規方法無法開啟水平井滑套的難題，為水平井多封隔器多級滑套分段改造工藝提供了新的解決途徑，有效保障多封隔器多級滑套分段壓裂工藝在水平井的順利實施，且填補了國內連續油管開啟水平井噴砂孔的一項技術空白。本發明結構原理簡單，施工成本低，能有效密封了滑套，通過向連續油管與油管間的環空打壓以保障噴砂孔的正常開啟，既提高了施工效率，又節省了人力、物力、財力，應用前景相當廣闊。
圖I是現有技術開啟水平井噴砂孔方法的結構示意 圖2是本發明開啟水平井噴砂孔方法示的結構意 圖3是圖2的A局部放大、開啟噴砂孔前的結構示意 圖4是圖2的A局部放大、開啟噴砂孔後的結構示意 圖5是圖2的A局部的油管外表面的結構不意圖；
圖中標號表示1-套管、2-油管、3-鋼球、4-噴砂筒、5-下接頭、6-封隔器、7-連續油管、8-密封頭、9-密封圈、10-噴砂孔、11-銷釘、12-鎖緊裝置、13-滑套；L-井口、M-管柱底部、N-人工井底、a-層段a、b-層段b、c~層段C、d_層段d、e_層段e、f-層段f、g-層段g'h-層段!!。
具體實施例方式如圖I 5所示，本發明是一種採用連續油管7開啟水平井噴砂孔10的方法，在水平井多層段分段壓裂管柱中，油管2下方依次連接有多組噴砂筒4、下接頭5及封隔器6，並採用封隔器6將各層段a h分隔開。其中各噴砂筒4上分別設置有2個對開的噴砂孔10，噴砂筒4內部套接有滑套13，滑套13通過銷釘11固定在噴砂筒4的內壁上並將各層段a h的噴砂孔10關閉，滑套13和噴砂筒4之間設置有密封圈9，滑套13可在外力作用下向管柱底部M方向、單向滑動，以打開噴砂筒4上的噴砂孔10用以壓裂改造作業。滑套13為兩個外徑不同的圓柱套筒、底面連接而成的臺階狀套筒結構，並且，兩個圓柱套筒的內徑相同、外徑由前至後成階梯狀，在外力作業可下座於下接頭5。滑套13上部圓柱的外徑與噴砂筒4的內徑對應設置，滑套13下部的外徑與下接頭5的內徑對應設置。滑套13前端設計為內徑逐漸減小的內錐面，與球形密封頭8可有效形成線密封。本具體實施方式
中，滑套13下部周面設置為單向前進式螺紋結構和下接頭5內設置的鎖緊裝置12鎖緊，鎖緊裝置12是一個具有一端開口的圓柱螺紋脹套，當滑套13滑動或旋動至鎖緊裝置12處，脹套向外膨脹、鎖緊滑套13，使其位置限定。本發明在連續油管7的末端設置密封頭8，密封頭8的末端形狀對應滑套13的內錐面形狀，兩者結合時，密封頭8可將滑套13前端密封。密封頭的末端形狀可以採用錐形結構、弧形結構等，本具體實施方式
中採用球形密封頭8，該球形密封頭8與滑套13的密封是線密封。由於滑套13呈內錐面，且密封口中心距噴砂筒4的底部有一段垂直距離，在井下操作時，難以確保連續油管7將密封頭8整體座入滑套13內錐面，故本密封頭8採用球形結構，既然有利於密封頭8有效導入滑套13，又能確保在連續油管施加外力的作用下將滑套13有效密封。本發明中，針對滑套13無法通過常規方法開啟時，對水平井任何層段的滑套13均可配套密封頭8。列如，從管柱底部M開始、由下至上，每層滑套13的內徑必須依次增大、對應的密封頭8的外徑依次增大，同時密封頭的外徑不得超過對應滑套13以上的管串內徑，確保密封頭8能夠穿過上部的油管2、噴砂筒3、下接頭4和封隔器5，並落入對應層段的滑套13前端。由於密封頭8通過連續油管7座入滑套13，同時通過連續油管7施加鑽壓使密封頭8可有效密封滑套13，即使管柱底部M發生堵塞，密封頭8也可準確到達滑套13位置並有效密封滑套13，使得連續油管7與油管2間的環空形成密閉空間，通過向其環空打壓，依靠滑套13的上下壓差剪斷銷釘11，推動滑套13在噴砂筒4內向下滑動，從而快速高效打開噴砂孔10，為水平井後續的壓裂改造作業提供合格的通道。本發明所採用的具體步驟是
(I)在連續油管7的底部安裝對應層段a滑套13的密封頭8。(2)在井口 L處下放連續油管7，直至連續油管7的底部到達層段a處的滑套13前端，密封頭8對應滑套13接觸後施加鑽壓完成對滑套13的密封。此時，由於連續油管7具有一定撓度，密封頭8與滑套13的密封時，連續油管7在油管2內微彎曲狀態。 (3)在連續油管7與油管2的環空打壓，從而瞬間剪斷噴砂筒4與滑套13之間的銷釘11，使滑套13向下滑動、露出噴砂筒4上的噴砂孔10。(4)滑套13滑動至下接頭8處，下接頭8上的鎖緊裝置12工作，使得滑套13單向滑動、鎖緊在下接頭8上。(5)提出連續油管7、通過油管2進行壓裂改造施工作業。(6)若針對管串任一滑套13存在不能下移，噴砂孔無法打開的現象，均可採用連續油管7帶密封頭8推動滑套13下移，打開噴砂孔。
權利要求
1.一種連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，在水平井多段壓裂改造管柱中噴砂筒上設置有噴砂孔，噴砂孔經滑套密封，壓裂改造前應先將噴砂孔打開，然後才能實施壓裂改造作業；其特徵在於在連續油管末端設置密封頭，利用連續油管下入密封頭至油管內密封滑套，通過連續油管與油管間的環空打壓推動滑套滑動，開啟噴砂孔。
2.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，其特徵在於所述滑套前端為內錐面。
3.根據權利要求I或2所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，其特徵在於所述密封頭呈球形、其外徑最寬處大於滑套內徑，密封頭與滑套的密封是線密封。
4.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，其特徵在於所述滑套通過銷釘固定在噴砂筒上，密封頭隨連續油管管下至油管內，利用連續油管施加鑽壓有效密封滑套，使得連續油管與油管間的環空形成密閉空間，通過向其環空打壓，依靠滑套的上下壓差剪斷銷釘，推動滑套在噴砂筒內向下滑動，從而打開噴砂孔。
5.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，其特徵在於所述噴砂筒下方設置有滑套的鎖緊裝置。
全文摘要
本發明提供了一種連續油管開啟水平井噴砂孔的方法，水平井內的油管上噴砂孔位置設置有單向滑動的滑套，在連續油管的末端設置有密封頭，將密封頭隨連續油管下入油管內，通過連續油管施加鑽壓、使得密封頭對滑套進行密封，通過連續油管與油管間的環空打壓、推動滑套在油管內壁向下滑動，開啟油管上的噴砂孔。本發明能及時有效的解決常規方法無能開啟的難題，有效保障多封隔器多級滑套分段壓裂工藝在水平井的順利實施，填補了國內連續油管開啟水平井噴砂孔的一項技術空白。本發明結構原理簡單，施工成本低，能有效密封了滑套，通過環空打壓保障了噴砂孔的正常開啟，既提高了施工效率，又節省了人力、物力、財力，應用前景相當廣闊。
文檔編號E21B34/08GK102777163SQ20121025286
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者傅偉, 蘭沆源, 劉丹婷, 劉華傑, 劉振興, 吳方益, 張智強, 易祖坤, 曹學軍, 曾曉建, 李暉, 塗生旭, 王紹紅, 王翔, 蔣春光, 陳介驕 申請人:中國石化集團西南石油局, 中國石油化工股份有限公司