一種套管固井分段壓裂控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的是石油工業(yè)使用的一種套管固井分段壓裂控制閥，適用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)的套管固井分段壓裂完井工藝。本壓裂控制閥包括上接頭、噴砂體和下接頭，噴砂體與滑套之間設(shè)有鎖塊，噴砂體與滑套通過開啟剪釘連接，噴砂體上的壓裂出砂孔是螺旋孔，在噴砂體上360°全相位布孔。由于壓裂出砂孔外周的凸臺，在孔與孔之間形成了導(dǎo)流槽，使工具在下井過程中下入更順利，降低了完井施工風(fēng)險，在固井時，更利于水泥漿的循環(huán)，減少摩阻，提高固井質(zhì)量。本工具用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)的套管固井分段壓裂完井工藝技術(shù)中，可實現(xiàn)低滲透油藏高效、經(jīng)濟的動用以及規(guī)模化應(yīng)用。
【專利說明】一種套管固井分段壓裂控制閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油工業(yè)水平井的油水井固井完井壓裂工具，特別是一種套管固井分 段壓裂控制閥，適用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)的套管固井分段壓裂完 井工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國近50%的探明低滲透儲量由于產(chǎn)能低、開采效益差難以動用。如何高效、 經(jīng)濟的動用低滲透儲量是長期探索的難題。水平井分段壓裂技術(shù)是解決低滲透油藏開發(fā)的 關(guān)鍵技術(shù)，而相比濁積巖，灘壩砂和砂礫巖的鉆井、完井、壓裂難度更大。針對灘壩砂、砂礫 巖低滲透油藏需要固井完井以及大規(guī)模、大排量、快速高效壓裂改造的工藝需要，近年來， 研發(fā)了套管固井滑套分段壓裂完井技術(shù)，但隨著技術(shù)系列化的研發(fā)和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴 大，也暴露出了一些問題：一是不同區(qū)塊地層的圍壓不同，在沒有射孔措施的情況下，通過 固井分段壓裂控制閥進行壓裂時，由于水泥環(huán)的影響，壓開地層時的破裂壓力會比裸眼井 或射孔井的破裂壓力高很多，有時甚至高出套管及井口設(shè)備的承壓極限，難以進行正常的 施工；二是為了降低水泥環(huán)的破裂壓力而采用節(jié)流設(shè)計的方案，以犧牲出砂孔的面積為代 價，使出砂孔的面積之和小于套管內(nèi)徑的截面積，在大規(guī)模壓裂時，會造成節(jié)流損失和出砂 孔的破壞，對于一些能再次開啟、關(guān)閉的固井分段壓裂控制閥的密封性能造成損壞。因此有 必要研發(fā)一種能降低破裂壓力的套管固井分段壓裂控制閥來解決上述問題，提高該工藝的 技術(shù)水平和應(yīng)用規(guī)模。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種套管固井分段壓裂控制閥，改變出砂孔的結(jié)構(gòu)形狀，不 靠節(jié)流就能達到降低破裂壓力的目的。提高套管固井分段壓裂完井工藝的技術(shù)水平和應(yīng)用 規(guī)模。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種套管固井分段壓裂控制閥包括上接頭、噴砂體和 下接頭，噴砂體與滑套之間設(shè)有鎖塊，噴砂體與滑套通過開啟剪釘連接，噴砂體上的壓裂出 砂孔是螺旋孔，在噴砂體上360°全相位布孔。
[0005] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下顯著的效果：本發(fā)明對壓裂出砂孔的外部結(jié)構(gòu) 進行了優(yōu)化并設(shè)計了凸臺，使壓裂出砂孔外部水泥環(huán)的厚度與原有工具相比大幅度減小， 最大限度的減小了水泥環(huán)對壓裂時破裂壓力的影響；工具的壓裂出砂孔是螺旋孔，可實現(xiàn) 360°全相位布孔，在壓裂時，保證最先找到地應(yīng)力較低的點，使其最先破裂，從而達到降低 破裂壓力的目的。由于本發(fā)明壓裂出砂孔的面積之和能夠大于或等于套管的截面積，使得 壓裂時出砂孔的節(jié)流損失最小，不會增加壓裂施工壓力且避免了出砂孔的磨蝕破壞。由于 壓裂出砂孔外周的凸臺，在孔與孔之間形成了導(dǎo)流槽，使工具在下井過程中下入更順利，降 低了完井施工風(fēng)險，在固井時，更利于水泥漿的循環(huán)，減少摩阻，提高固井質(zhì)量。本工具用于 低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)的套管固井分段壓裂完井工藝技術(shù)中，可實現(xiàn) 低滲透油藏高效、經(jīng)濟的動用以及規(guī)模化應(yīng)用，具有顯著的應(yīng)用效果和經(jīng)濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0007] 以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，并非限制本發(fā)明的保護范圍。參見圖1，一種套管固井 分段壓裂控制閥包括上接頭1、噴砂體3和下接頭8,噴砂體3與滑套6之間設(shè)有鎖塊7,噴 砂體3與滑套6通過開啟剪釘2連接，噴砂體3上的壓裂出砂孔5是螺旋孔，在噴砂體3上 360°全相位布孔。壓裂出砂孔5的外周設(shè)有凸臺，在噴砂體3上形成導(dǎo)流槽4。壓裂出砂 孔5的面積之和大于或等于套管內(nèi)徑的截面積。壓裂出砂孔5的螺旋角度和在噴砂體3上 布置的數(shù)量相配合，滿足360°全相位布孔。即：壓裂出砂孔5的螺旋角度小的時候，噴砂 體3上布置的壓裂出砂孔5的數(shù)量就多，壓裂出砂孔5的螺旋角度大的時候，噴砂體3上布 置的壓裂出砂孔5的數(shù)量就少。
[0008] 本工具在確定分段壓裂級數(shù)和安裝位置后配接在完井管柱中，本工具的上接頭1 和下接頭8分別與套管連接。將配接好的完井管柱下入井內(nèi)，泵入固井水泥固井。水泥漿 在循環(huán)時，由于本工具在壓裂出砂孔5之間形成的導(dǎo)流槽4減少了摩阻，還能使水泥漿發(fā)生 旋流，提1?固井質(zhì)量，降低完井施工風(fēng)險。
[0009] 固井完井后，安裝壓裂井口裝置，通過投球或下入專用工具將本工具的滑套6打 開，從井口向套管內(nèi)泵入壓裂液進行第一段套管壓裂施工。由于本發(fā)明在壓裂出砂孔5外 周的凸臺結(jié)構(gòu)和360°全相位布孔，壓裂出砂孔5的位置更接近地層的位置且能最先找到 地應(yīng)力較低的點，降低破裂壓力。因此，在壓裂時，不需要射孔措施也能壓開地層，實施壓 裂。滑套6開啟后，由鎖塊7鎖緊，避免了滑套6上下滑動，保證了壓裂出砂孔5的完全打 開。
[〇〇1〇] 用同樣的方式完成剩余各地層的壓裂施工。
【權(quán)利要求】
1. 一種套管固井分段壓裂控制閥，包括上接頭、噴砂體和下接頭，噴砂體與滑套之間設(shè) 有鎖塊，噴砂體與滑套通過開啟剪釘連接，其特征是，噴砂體上的壓裂出砂孔是螺旋孔，在 噴砂體上360°全相位布孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種套管固井分段壓裂控制閥，其特征是，所述壓裂出砂孔 的外周設(shè)有凸臺，在噴砂體上形成導(dǎo)流槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種套管固井分段壓裂控制閥，其特征是，所述壓裂出砂 孔的面積之和大于或等于套管內(nèi)徑的截面積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種套管固井分段壓裂控制閥，其特征是，所述壓裂出砂孔 的螺旋角度和在噴砂體上布置的數(shù)量相配合，滿足360°全相位布孔。
【文檔編號】E21B43/26GK104088615SQ201410362044
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】張全勝, 呂瑋, 張峰, 李敢, 李明, 依西峰, 董建國, 劉永順, 李娜, 盧雅蘭, 劉希明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院