套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法，包括：浮鞋、浮箍、多級(jí)套管滑套、多級(jí)套管短節(jié)和多個(gè)水力橋塞；其中，所述多級(jí)套管滑套通過(guò)所述多級(jí)套管短節(jié)依次連接，所述完井管柱的末端通過(guò)套管短節(jié)連接所述浮箍，所述浮箍的下端連接所述浮鞋；所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，滿足了油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種完井管柱技術(shù)，尤其涉及一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已經(jīng)探明我國(guó)低滲透油藏儲(chǔ)量將近60億噸，但是，由于低滲透率油藏的滲透率低、滲流阻力大、連通性差，其中大約50%的低滲透儲(chǔ)量由于產(chǎn)能低，難以進(jìn)行開(kāi)采。而水平井可以增加井筒與油層的接觸面積，提高油氣的產(chǎn)量和最終的采收率，因此，水平井壓裂被證明是開(kāi)發(fā)低滲透油氣藏的有效手段。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水平井的單井產(chǎn)能比較低，已不能滿足經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的要求，所以，對(duì)水平井分段壓裂技術(shù)的研究已成為開(kāi)發(fā)低滲透油氣藏的一個(gè)重要方向和途徑。
[0003]我國(guó)現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)水平井分段壓裂的技術(shù)主要有有限級(jí)套管滑套分段壓裂方法、水力橋塞分段壓裂方法和裸眼封隔器分段壓裂方法等類(lèi)型，根據(jù)不同的環(huán)境條件，選擇合適的壓裂方法對(duì)水平井進(jìn)行分段壓裂處理，能夠在一定的條件下，實(shí)現(xiàn)增加油氣的滲透能力，提尚油氣廣量。
[0004]然而，上述套管完井分段壓裂方法不是在分段數(shù)量上受到限制，就是施工過(guò)程復(fù)雜，都不能滿足油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法，解決了現(xiàn)有套管完井分段壓裂方法存在的分段數(shù)量受到限制或施工過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題，能夠滿足油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行的安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0006]本發(fā)明提供的一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，包括:浮鞋、浮箍、多級(jí)套管滑套、多級(jí)套管短節(jié)和多個(gè)水力橋塞；
[0007]所述多級(jí)套管滑套通過(guò)所述多級(jí)套管短節(jié)依次連接，所述完井管柱的末端通過(guò)所述套管短節(jié)連接所述浮箍，所述浮箍的下端連接所述浮鞋；
[0008]所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，具體包括:所述多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)所述水平井中的較厚儲(chǔ)油層；所述多個(gè)水力橋塞對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。
[0010]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的頂端設(shè)有內(nèi)螺紋，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的末端設(shè)有外螺紋，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的中部筒壁上都開(kāi)設(shè)有徑向槽孔，所述徑向槽孔上方設(shè)有剪釘；
[0011]所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套，還包括芯筒，所述芯筒通過(guò)所述剪釘連接于所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套內(nèi)，所述芯筒連接面的兩端設(shè)有密封圈，且每級(jí)芯筒的內(nèi)通徑均大于其上一級(jí)芯筒的內(nèi)通徑。
[0012]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述多級(jí)套管滑套包括N級(jí)套管滑套，所述多級(jí)套管短節(jié)包括N級(jí)套管短節(jié)，N為正整數(shù)；
[0013]所述多級(jí)套管滑套通過(guò)所述多級(jí)套管短節(jié)依次進(jìn)行連接，具體包括:
[0014]第N級(jí)套管滑套與第N-1級(jí)套管滑套通過(guò)第N-1級(jí)套管短節(jié)連接，所述第N級(jí)套管滑套頂端的內(nèi)螺紋連接所述第N-1級(jí)套管短節(jié)，所述第N級(jí)套管滑套末端的外螺紋連接第N級(jí)套管短節(jié)。
[0015]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述多個(gè)水力橋塞包括:橋塞本體、密封球和位于所述橋塞本體中的中心管；
[0016]所述密封球設(shè)置在所述橋塞本體中，所述密封球用于封堵所述橋塞本體的所述中心管。
[0017]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述橋塞本體，包括:上接頭、錐帽、鎖環(huán)套、螺釘、座環(huán)、卡瓦、支撐套、膠筒座、短膠筒、長(zhǎng)膠筒、銷(xiāo)釘、下接頭和螺栓；
[0018]所述上接頭的下端有內(nèi)螺紋，所述下接頭的上端有外螺紋，通過(guò)所述上接頭下端的內(nèi)螺紋連接所述中心管的上端，所述中心管的下端通過(guò)所述下接頭上端的外螺紋連接所述下接頭；所述錐帽設(shè)置在所述中心管上，所述密封球卡在所述錐帽和所述鎖環(huán)套之間的所述中心管上；
[0019]所述長(zhǎng)膠筒為圓周形，所述長(zhǎng)膠筒套在所述中心管外壁的中部；在所述長(zhǎng)膠筒的上部并在所述中心管的外壁自下而上套有所述短膠筒、所述膠筒座、所述支撐套、所述卡瓦和所述座環(huán)，所述座環(huán)的上端面與所述上接頭的下端面接觸，在所述支撐套上設(shè)有徑向孔，所述螺釘穿過(guò)所述徑向孔固定在所述中心管上；
[0020]所述下接頭上對(duì)稱(chēng)固定有所述螺栓，所述螺栓用于將所述下接頭固定在所述橋塞本體上。
[0021 ] 在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述多個(gè)水力橋塞為可溶橋塞。
[0022]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述密封球?yàn)榭扇芙馇颉?br>[0023]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述膠筒座、所述短膠筒、所述長(zhǎng)膠筒和所述銷(xiāo)釘采用丁晴橡膠材料制成，所述卡瓦采用球墨鑄鐵材料制成。
[0024]本發(fā)明提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，不僅減少了水力橋塞的使用個(gè)數(shù)、壓裂過(guò)程中需要的等停時(shí)間以及后續(xù)鉆磨橋塞的作業(yè)工序，而且還克服了單純用有限級(jí)套管滑套存在的長(zhǎng)水平段分段不足的使用瓶頸，能夠滿足油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行的安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0025]本發(fā)明提供的一種快速壓裂方法，采用所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂，所述快速壓裂方法，包括:
[0026]將所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱下入到水平井中，使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層；
[0027]當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂。
[0028]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，包括:
[0029]采用磁定位的方式將所述多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)所述水平井中的較厚儲(chǔ)油層，將所述多個(gè)水力橋塞對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。
[0030]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂，包括:
[0031]當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，采用專(zhuān)用固井工具固井，采用電纜下入射孔工具，對(duì)準(zhǔn)待壓裂的儲(chǔ)油層進(jìn)行射孔；
[0032]依次投入大小不同的密封球，所述大小不同的密封球用于打開(kāi)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞；壓裂所述儲(chǔ)油層。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供的快速壓裂方法，采用套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，不僅減少了水力橋塞的使用個(gè)數(shù)、壓裂過(guò)程中需要的等停時(shí)間以及后續(xù)鉆磨橋塞的作業(yè)工序，而且還克服了單純用有限級(jí)套管滑套存在的長(zhǎng)水平段分段不足的使用瓶頸，能夠滿足油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
【附圖說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為圖1中所示的套管滑套的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0037]圖3為圖1中所示的水力橋塞的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0038]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的快速壓裂方法的流程示意圖。
[0039]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0040]1:浮鞋；5102:錐帽；
[0041]2:浮箍；5103:鎖環(huán)套；
[0042]3:套管滑套；5104:螺釘；
[0043]4:套管短節(jié)；5105:座環(huán)；
[0044]5:水力橋塞；5106:卡瓦；
[0045]31:剪釘；5107:支撐套；
[0046]32:芯筒；5108:膠筒座；
[0047]33:密封圈； 5109:短膠筒；
[0048]51:橋塞本體；5110:長(zhǎng)膠筒；
[0049]52:密封球； 5111:銷(xiāo)釘；
[0050]53:中心管； 5112:下接頭；
[0051]5101:上接頭；5113:螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0053]隨著石油勘探開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，中高滲等常規(guī)油田逐步減少，低滲透等非常規(guī)油田不斷增加，對(duì)低滲透油氣藏開(kāi)采技術(shù)的研究變得越來(lái)越重要。然而，由于低滲透油氣藏的屬于致密頁(yè)巖油氣藏，使得我國(guó)已探明的低滲透油藏?zé)o法開(kāi)采。
[0054]鑒于水平井能夠增大油氣層的裸露面，增加井筒與油層的接觸面積，提高油氣的產(chǎn)量和最終的采收率，使得水平井成為油氣藏開(kāi)采的基礎(chǔ)。然而，由于低滲透率油藏的滲透率低、滲流阻力大、連通性差，有時(shí)水平井的單井產(chǎn)能也比較低，滿足不了經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的要求。而壓裂是指利用水力作用(往油氣井中注入壓裂液并形成高壓)，使油氣層形成裂縫的一種方法，壓裂方法能夠增加油氣的滲流能力，提高油氣產(chǎn)量，所以，在對(duì)低滲透油藏進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，不僅在水平井內(nèi)進(jìn)行開(kāi)采，同時(shí)還采用壓裂技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)油田增儲(chǔ)穩(wěn)產(chǎn)的目的，尤其對(duì)開(kāi)發(fā)致密頁(yè)巖油氣藏，是實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。
[0055]所謂分段壓裂技術(shù)，就是在井筒內(nèi)沿著水平井眼的方向，根據(jù)油藏物性和儲(chǔ)層特征，在儲(chǔ)層物性較好的幾個(gè)或更多水平段上，采用一定的技術(shù)措施嚴(yán)格控制射孔孔眼的數(shù)量、孔徑和射孔相位，通過(guò)一次壓裂施工同時(shí)壓開(kāi)幾個(gè)或更多水平段油層的技術(shù)，這是一套有效改造低滲透油氣藏的關(guān)鍵技術(shù)，因此，加強(qiáng)對(duì)水平井分段壓裂方法技術(shù)的研究勢(shì)在必行，尤其是水平井分段壓裂完井優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0056]現(xiàn)有對(duì)水平井分段壓裂的水力橋塞分段壓裂方法、有限級(jí)套管滑套分段壓裂方法和裸眼封隔器分段壓裂方法等類(lèi)型，對(duì)水平井分段進(jìn)行壓裂時(shí)，或者在分段數(shù)量上受到限制，或者施工過(guò)程復(fù)雜，其都不能滿足油氣田水平井長(zhǎng)水平段安全、可靠、快速的壓裂改造要求。因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱及快速壓裂方法，能夠解決現(xiàn)有套管完井分段壓裂方法在分段數(shù)量上受到限制或施工過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題，滿足了油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0057]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，包括:浮鞋1、浮箍2、多級(jí)套管滑套3、多級(jí)套管短節(jié)4和多個(gè)水力橋塞5。
[0058]其中，多級(jí)套管滑套3通過(guò)多級(jí)套管短節(jié)4依次連接，套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱的末端通過(guò)套管短節(jié)4連接浮箍2，浮箍2的下端連接浮鞋I ;多級(jí)套管滑套3和多個(gè)水力橋塞5分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層。
[0059]具體的，本實(shí)施例中套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱下入到水平井中，每一級(jí)套管滑套3通過(guò)套管短節(jié)4相連，該完井管柱的末端利用套管短節(jié)4連接浮箍2和浮鞋I，浮箍2和浮鞋I配套使用，用來(lái)引導(dǎo)完井管柱沿水平井井筒的方向順利下入井內(nèi)，能夠減少完井管柱下入水平井時(shí)產(chǎn)生的阻力。根據(jù)實(shí)際需要，將多級(jí)套管滑套3和多個(gè)水力橋塞5分別下入到水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層的位置。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，不僅減少了水力橋塞的使用個(gè)數(shù)、壓裂過(guò)程中需要的等停時(shí)間以及后續(xù)鉆磨橋塞的作業(yè)工序，而且還克服了單純用有限級(jí)套管滑套存在的長(zhǎng)水平段分段不足的使用瓶頸，滿足了油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0061]值得說(shuō)明的是，上述實(shí)施例中的多級(jí)套管滑套3和多個(gè)水力橋塞5分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，具體包括:多級(jí)套管滑套3對(duì)應(yīng)水平井中的較厚儲(chǔ)油層；多個(gè)水力橋塞5對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。
[0062]在水平井中的較厚儲(chǔ)油層處，使用簡(jiǎn)單的方式就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)儲(chǔ)油層的壓裂，采用套管滑套完井管柱分段壓裂在滿足需要的前提下，能夠發(fā)揮套管滑套完井管柱分段壓裂方法的快速、可靠的優(yōu)點(diǎn)；而針對(duì)水平井中的較薄儲(chǔ)油層，必須采用多簇射孔、大排量體積壓裂才能滿足壓裂的需求。因此，本發(fā)明提出的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，能夠根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置套管滑套和水力橋塞的個(gè)數(shù)和位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)水平井中的儲(chǔ)油層段的壓裂，其不僅結(jié)合了兩種壓裂方法的優(yōu)點(diǎn)，而且形成的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作比較方便，極大地提高了分段壓裂的段數(shù)和施工效率，減少了油氣田開(kāi)發(fā)費(fèi)用。
[0063]圖2為圖1中所示的套管滑套的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。如圖2所示，多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套3的頂端都設(shè)有內(nèi)螺紋，多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套3的末端設(shè)有外螺紋，多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套3的中部筒壁上都開(kāi)設(shè)有徑向槽孔，所述徑向槽孔上方設(shè)有剪釘31 ;
[0064]多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套3，還包括芯筒32，芯筒32通過(guò)剪釘31連接于多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套3內(nèi)，芯筒32連接面的兩端設(shè)有密封圈33，且每級(jí)芯筒32的內(nèi)通徑均大于其上一級(jí)芯筒32的內(nèi)通徑。
[0065]本實(shí)施例中，通過(guò)在每一級(jí)套管滑套3的頂端設(shè)有內(nèi)螺紋，在每一級(jí)套管滑套3的末端設(shè)有外螺紋，可以使多級(jí)套管滑套依次連接起來(lái)；在每一級(jí)套管滑套3的中部筒壁上開(kāi)設(shè)有徑向槽孔，剪釘31插入所述徑向槽孔的內(nèi)部，使每一級(jí)套管滑套3的芯筒32固定到該級(jí)套管滑套3內(nèi)；通過(guò)在芯筒32連接面的兩端設(shè)置密封圈33，且每級(jí)芯筒32的內(nèi)通徑均大于其上一級(jí)芯筒32的內(nèi)通徑，在前一級(jí)套管滑套對(duì)水平段進(jìn)行壓裂時(shí)，能夠保證完井管柱內(nèi)設(shè)置在其后的套管滑套不受影響。
[0066]本發(fā)明提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，通過(guò)設(shè)置多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的具體結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0067]進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例中，所述多級(jí)套管滑套可包括N級(jí)套管滑套，所述多級(jí)套管短節(jié)可包括N級(jí)套管短節(jié)4，其中N為正整數(shù)。
[0068]多級(jí)套管滑套3通過(guò)多級(jí)套管短節(jié)4依次進(jìn)行連接，具體包括:
[0069]第N級(jí)套管滑套3與第N-1級(jí)套管滑套3通過(guò)第N_1級(jí)套管短節(jié)4連接，第N級(jí)套管滑套3頂端的內(nèi)螺紋連接第N-1級(jí)套管短節(jié)4，第N級(jí)套管滑套3末端的外螺紋連接第N級(jí)套管短節(jié)4。由于每級(jí)套管滑套的頂端開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋，每級(jí)套管滑套的末端開(kāi)設(shè)有外螺紋，中間利用套管短節(jié)就可以將相鄰的兩級(jí)套管滑套連接起來(lái)。
[0070]圖3為圖1中所示的水力橋塞的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。如圖3所示，多個(gè)水力橋塞中的每個(gè)水力橋塞5包括:橋塞本體51、密封球52和位于橋塞本體51中的中心管53。其中，密封球52設(shè)置在橋塞本體51中，密封球52用于封堵橋塞本體51中的中心管53。
[0071]具體的，橋塞本體51包括:上接頭5101、錐帽5102、鎖環(huán)套5103、螺釘5104、座環(huán)5105、卡瓦5106、支撐套5107、膠筒座5108、短膠筒5109、長(zhǎng)膠筒5110、銷(xiāo)釘5111、下接頭5112和螺栓5113。
[0072]其中，上接頭5101的下端有內(nèi)螺紋，下接頭5112的上端有外螺紋，通過(guò)上接頭5101的下端的內(nèi)螺紋連接中心管53的上端，中心管53的下端通過(guò)下接頭5112上端的外螺紋連接下接頭5112，錐帽5102設(shè)置在中心管53上，密封球52卡在錐帽5102和鎖環(huán)套5103之間的中心管53上。
[0073]具體的，長(zhǎng)膠筒5110為圓周形，長(zhǎng)膠筒5110套在中心管53外壁的中部；在長(zhǎng)膠筒5110的上部并在中心管53的外壁自下而上套有短膠筒5109、膠筒座5108、支撐套5107、卡瓦5106和座環(huán)5105，座環(huán)5105的上端面與上接頭5101的下端面接觸，支撐套5107上設(shè)有徑向孔，螺釘5104穿過(guò)所述徑向孔固定在中心管53上。
[0074]下接頭5112上對(duì)稱(chēng)固定有螺栓5113，螺栓5113用于將下接頭5112固定在橋塞本體51上。
[0075]采用上述結(jié)構(gòu)的水力橋塞5，其工作原理為:橋塞本體51上的上接頭5101的上端通過(guò)螺紋與專(zhuān)用座封工具連接，并下入水平井中，水力栗將其送到水平井油氣壓裂改造需要封堵的位置；借助于專(zhuān)用座封工具將水力橋塞5的橋塞本體51坐封在套管上時(shí)，通過(guò)座封工具外筒向下推水力橋塞的座環(huán)5105，座環(huán)5105向下移動(dòng)，卡瓦5106沿支撐套5107下移撐開(kāi)，同時(shí)支撐套5107下移，進(jìn)而推動(dòng)膠筒座5108壓縮短膠筒5109和長(zhǎng)膠筒5110，使短膠筒5109和長(zhǎng)膠筒5110擴(kuò)張，來(lái)達(dá)到封堵套管滑套空間的目的。此時(shí)，卡瓦5106進(jìn)一步被支撐套5107錐體向外撐，卡瓦5106卡在套管內(nèi)壁上，與此同時(shí)，中心管53受到拉力作用，使其在中心管53的薄壁處斷開(kāi)，完成水力橋塞5的座封。同時(shí)，利用射孔工具在套管上射孔，在壓裂施工前將密封球52投入水平井中、本發(fā)明提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱內(nèi)，密封球52會(huì)落在橋塞本體51的中心管53內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)密封的功能。
[0076]本實(shí)施例中的水力橋塞，通過(guò)采用密封球封堵橋塞本體中的中心管，在分段壓裂過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)隔離液體的作用。
[0077]可選的，在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述多個(gè)水力橋塞5為可溶解橋塞，所述密封球52為可溶解球。
[0078]詳細(xì)地，水力橋塞5的膠筒座5108、短膠筒5109、長(zhǎng)膠筒5110和銷(xiāo)釘5111采用丁晴橡膠材料制成，卡瓦5106采用球墨鑄鐵材料制成，其余部件也均采用可溶解材料時(shí)，該水力橋塞在60攝氏度以下的水中，16小時(shí)內(nèi)初溶，48小時(shí)內(nèi)可以完全溶解?？蛇x的，在本實(shí)施例提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中，可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇制作水力橋塞5和密封球52的材料。
[0079]由于水力橋塞5在壓裂施工的過(guò)程中只是起暫時(shí)封堵的作用，壓裂完畢后，主要的部件自動(dòng)溶解，并不需要對(duì)水力橋塞進(jìn)行鉆磨作業(yè)，在利用本實(shí)施例中的水力橋塞進(jìn)行分段壓裂時(shí)，不僅省去了鉆磨時(shí)間，還減少了等停時(shí)間，使得在利用本發(fā)明提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱進(jìn)行分段壓裂時(shí)，減小了分層壓裂的施工周期，極大的提高了施工效率，同時(shí)，降低了施工需要的設(shè)備，減少了油氣田開(kāi)發(fā)費(fèi)用。
[0080]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的快速壓裂方法的流程示意圖。本發(fā)明提供的一種快速壓裂方法，采用圖1至圖3中的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂，具體部件的連接關(guān)系參見(jiàn)圖1?3對(duì)應(yīng)實(shí)施例中的詳細(xì)說(shuō)明，此處不再贅述。
[0081 ] 如圖4所示，所述快速壓裂方法包括:
[0082]SlOO:將所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱下入到水平井中，使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層；
[0083]SlOl:當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂。
[0084]本發(fā)明實(shí)施例提供的快速壓裂方法，采用套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，不僅減少了水力橋塞的使用個(gè)數(shù)、壓裂過(guò)程中需要的等停時(shí)間以及后續(xù)鉆磨橋塞的作業(yè)工序，而且還克服了單純用有限級(jí)套管滑套存在的長(zhǎng)水平段分段不足的使用瓶頸，滿足了油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0085]進(jìn)一步地，所述使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，包括:
[0086]采用磁定位的方式將所述多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)所述水平井中的較厚儲(chǔ)油層，將所述多個(gè)水力橋塞對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。
[0087]采用磁定位的方式分別將多級(jí)套管滑套和多個(gè)復(fù)合橋塞對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，具體為:當(dāng)套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱下入到水平井中，通過(guò)磁定位調(diào)整多級(jí)套管滑套和多個(gè)復(fù)合橋塞的位置，使多級(jí)套管滑套和多個(gè)復(fù)合橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的待改造層段，例如，多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)水平井中的較厚儲(chǔ)油層，多個(gè)復(fù)合橋塞對(duì)應(yīng)水平井中的較薄儲(chǔ)油層。
[0088]本發(fā)明實(shí)施例采用磁定位的方式能夠使多級(jí)套管滑套和多個(gè)復(fù)合橋塞更準(zhǔn)確的定位到相應(yīng)儲(chǔ)油層，并且，利用本發(fā)明提供的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂時(shí)，能夠充分發(fā)揮套管滑套和水力橋塞壓裂方法兩者的優(yōu)勢(shì)，極大地提高了油氣田施工效率，減少了油氣田開(kāi)發(fā)費(fèi)用，使常規(guī)和非常規(guī)低滲透和特低滲透油藏的開(kāi)采變得更加經(jīng)濟(jì)和高效。
[0089]在上述實(shí)施例中，所述當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂，包括:當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，采用專(zhuān)用固井工具固井，采用電纜下入射孔工具，對(duì)準(zhǔn)待壓裂的儲(chǔ)油層進(jìn)行射孔；依次投入大小不同的密封球，所述大小不同的密封球用于打開(kāi)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞；壓裂所述儲(chǔ)油層。
[0090]具體的，利用磁定位的方式將多級(jí)套管滑套對(duì)準(zhǔn)水平井中的較厚儲(chǔ)油層，多個(gè)復(fù)合橋塞對(duì)準(zhǔn)水平井中的較薄儲(chǔ)油層之后，首先，采用專(zhuān)用固井膠塞固井，借助于電纜將射孔槍下入到固定的水平井中，對(duì)準(zhǔn)待壓裂的儲(chǔ)油層進(jìn)行射孔操作，然后向完井管柱中投入待改造儲(chǔ)油層對(duì)應(yīng)套管滑套或水力橋塞對(duì)應(yīng)的可溶解球，進(jìn)而采用液壓的方式打開(kāi)相應(yīng)的套管滑套或水力橋塞，最后在所述套管滑套或水力橋塞對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)油層位處進(jìn)行壓裂，實(shí)現(xiàn)改造相應(yīng)儲(chǔ)油層的目的。在所述待改造儲(chǔ)油層壓裂改造完成后，繼續(xù)投入下一級(jí)套管滑套或水力橋塞對(duì)應(yīng)的可溶解球，逐段進(jìn)行套管滑套或水力橋塞的壓裂改造，直到水平井所有層段的油氣藏壓裂改造完成。
[0091]上述所述的固井，是指為了加固井壁，保證改造油氣田的安全鉆進(jìn)，需要首先封隔儲(chǔ)油層和水層，以保證在勘探期間的封層測(cè)試及整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)合理的油氣生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0092]本發(fā)明提供的快速壓裂方法，根據(jù)油藏物性和儲(chǔ)油層的特征，采用套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂的方法，不僅施工過(guò)程簡(jiǎn)單，而且集聚了有限級(jí)套管滑套完井管柱分段壓裂快速、可靠以及水力橋塞分段可靠，可多簇射孔、大排量體積壓裂的優(yōu)點(diǎn)，不僅減少了水力橋塞的使用個(gè)數(shù)、壓裂過(guò)程中需要的等停時(shí)間以及后續(xù)鉆磨橋塞的作業(yè)工序，而且還克服了單純用有限級(jí)套管滑套存在的長(zhǎng)水平段分段不足的使用瓶頸，提高了水平井的產(chǎn)能，更高效地增加了水平井分段壓裂對(duì)低滲地層產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)了油氣田的穩(wěn)量增產(chǎn)，滿足了油氣田水平井在長(zhǎng)水平段上進(jìn)行安全、可靠、快速的壓裂改造要求。
[0093]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，包括:浮鞋、浮箍、多級(jí)套管滑套、多級(jí)套管短節(jié)和多個(gè)水力橋塞； 所述多級(jí)套管滑套通過(guò)所述多級(jí)套管短節(jié)依次連接，所述完井管柱的末端通過(guò)所述套管短節(jié)連接所述浮箍，所述浮箍的下端連接所述浮鞋； 所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，具體包括:所述多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)所述水平井中的較厚儲(chǔ)油層；所述多個(gè)水力橋塞對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的頂端設(shè)有內(nèi)螺紋，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的末端設(shè)有外螺紋，所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套的中部筒壁上開(kāi)設(shè)有徑向槽孔，所述徑向槽孔上方設(shè)有剪釘； 所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套，還包括芯筒，所述芯筒通過(guò)所述剪釘連接于所述多級(jí)套管滑套中每一級(jí)套管滑套內(nèi)，所述芯筒連接面的兩端設(shè)有密封圈，且每級(jí)芯筒的內(nèi)通徑均大于其上一級(jí)芯筒的內(nèi)通徑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述多級(jí)套管滑套包括N級(jí)套管滑套，所述多級(jí)套管短節(jié)包括N級(jí)套管短節(jié)，N為正整數(shù)； 所述多級(jí)套管滑套通過(guò)所述多級(jí)套管短節(jié)依次進(jìn)行連接，具體包括: 第N級(jí)套管滑套與第N-1級(jí)套管滑套通過(guò)第N-1級(jí)套管短節(jié)連接，所述第N級(jí)套管滑套頂端的內(nèi)螺紋連接所述第N-1級(jí)套管短節(jié)，所述第N級(jí)套管滑套末端的外螺紋連接第N級(jí)套管短節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述多個(gè)水力橋塞中的每個(gè)水力橋塞包括:橋塞本體、密封球和位于所述橋塞本體中的中心管； 所述密封球設(shè)置在所述橋塞本體中，所述密封球用于封堵所述橋塞本體中的所述中心管。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述橋塞本體，包括:上接頭、錐帽、鎖環(huán)套、螺釘、座環(huán)、卡瓦、支撐套、膠筒座、短膠筒、長(zhǎng)膠筒、銷(xiāo)釘、下接頭和螺栓； 所述上接頭的下端有內(nèi)螺紋，所述下接頭的上端有外螺紋，通過(guò)所述上接頭下端的內(nèi)螺紋連接所述中心管的上端，所述中心管的下端通過(guò)所述下接頭上端的外螺紋連接所述下接頭；所述錐帽設(shè)置在所述中心管上，所述密封球卡在所述錐帽和所述鎖環(huán)套之間的所述中心管上； 所述長(zhǎng)膠筒為圓周形，所述長(zhǎng)膠筒套在所述中心管外壁的中部；在所述長(zhǎng)膠筒的上部并在所述中心管的外壁自下而上套有所述短膠筒、所述膠筒座、所述支撐套、所述卡瓦和所述座環(huán)，所述座環(huán)的上端面與所述上接頭的下端面接觸，在所述支撐套上設(shè)有徑向孔，所述螺釘穿過(guò)所述徑向孔固定在所述中心管上； 所述下接頭上對(duì)稱(chēng)固定有所述螺栓，所述螺栓用于將所述下接頭固定在所述橋塞本體上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述多個(gè)水力橋塞為可溶橋塞。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述密封球?yàn)榭扇芙馇颉?.根據(jù)權(quán)利要求8所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱，其特征在于，所述膠筒座、所述短膠筒、所述長(zhǎng)膠筒和所述銷(xiāo)釘采用丁晴橡膠材料制成，所述卡瓦采用球墨鑄鐵材料制成。10.一種快速壓裂方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱對(duì)水平井進(jìn)行壓裂，所述快速壓裂方法，包括: 將所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱下入到水平井中，使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層； 當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓m O11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速壓裂方法，其特征在于，所述使所述套管滑套和水力橋塞組合式完井管柱中的多級(jí)套管滑套和多個(gè)水力橋塞分別對(duì)應(yīng)水平井中的相應(yīng)儲(chǔ)油層，包括: 采用磁定位的方式將所述多級(jí)套管滑套對(duì)應(yīng)所述水平井中的較厚儲(chǔ)油層，將所述多個(gè)水力橋塞對(duì)應(yīng)所述水平井中的較薄儲(chǔ)油層。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的快速壓裂方法，其特征在于，所述當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，對(duì)所述儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂，包括: 當(dāng)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的儲(chǔ)油層后，采用專(zhuān)用固井工具固井，采用電纜下入射孔工具，對(duì)準(zhǔn)待壓裂的儲(chǔ)油層進(jìn)行射孔； 依次投入大小不同的密封球，所述大小不同的密封球用于打開(kāi)所述多級(jí)套管滑套和所述多個(gè)水力橋塞； 壓裂所述儲(chǔ)油層。
【文檔編號(hào)】E21B34/14GK105822253SQ201510005737
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月6日
【發(fā)明人】張安康, 胡相君, 王效明, 李旭梅, 白小佩, 趙敏琦, 郭思文, 張燕明, 胡開(kāi)斌, 張彥軍, 安杰, 彭長(zhǎng)江, 曹宗熊
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司