球座封隔多簇射孔壓裂管柱及施工方法
【專利摘要】本發明提供一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱及施工方法。本發明的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，包括：完井套管、射孔管串、球座及溶解球；完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處設置有限位部件；射孔管串、球座及溶解球均位于完井套管內；射孔管串與球座連接，用于控制和投送球座；球座用于容納溶解球，且球座壓緊限位部件以固定在完井套管內形成相鄰改造層之間的封堵層，其中，溶解球遇水達到預設時間后才可溶解。本發明不需要用鉆頭將封堵層上球座與溶解球鉆除，杜絕了卡鉆、鉆頭損傷套管的情況。另外，還節省了施工時間和施工費用。
【專利說明】
球座封隔多簇射孔壓裂管柱及施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及油氣田壓裂改造技術，尤其涉及一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱及施工方法。
【背景技術】
[0002]目前，油氣田多層的壓裂方式主要有不動管柱水力噴砂壓裂，裸眼封隔器壓裂，拖動管柱的連續油管底封、填砂壓裂以及水力栗送可鉆式橋塞壓裂等。
[0003]其中，水力栗送可鉆式橋塞壓裂的方法是:使用水力栗將射孔槍以及可鉆式橋塞水力栗送至井筒內，將可鉆式橋塞進行坐封并封隔井筒后，再進行射孔、壓裂作業，后期將可鉆式橋塞鉆除來實現井筒內不同油氣層的上下通徑。
[0004]在對可鉆式橋塞進行鉆除作業時不僅耗費時間長，而且還容易出現卡鉆、鉆頭損傷套管的情況。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱及施工方法，以克服現有技術所存在的缺陷。
[0006]本發明提供一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱，包括:完井套管、射孔管串、球座及溶解球；
[0007]所述完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處設置有限位部件；
[0008]所述射孔管串、所述球座及所述溶解球均位于所述完井套管內；
[0009]所述射孔管串與所述球座連接，用于控制和投送所述球座；
[0010]所述球座用于容納所述溶解球，且所述球座壓緊所述限位部件以固定在所述完井套管內形成所述相鄰改造層之間的封堵層，其中，所述溶解球遇水達到預設時間后才可溶解。
[0011]進一步的，包括2個所述限位部件，所述2個限位部件以所述完井套管的中心軸對稱設置。
[0012]進一步的，所述球座的截面呈圓形，且從所述球座的一端至另一端的截面面積逐漸增大，其中截面面積小的一端與所述限位部件壓緊，截面面積大的一端設置有弧形凹槽以容納所述溶解球。
[0013]進一步的，所述射孔管串由電纜、魚雷、馬籠頭、磁定位器、加重桿、射孔槍、球座擴徑工具、球座投送工具依次連接組成。
[0014]進一步的，所述射孔槍為多簇射孔槍。
[0015]進一步的，所述球座投送工具與所述球座連接，用于投送所述球座。
[0016]進一步的，所述球座擴徑工具與所述球座連接，用于控制所述球座擴徑。
[0017]進一步的，所述限位部件上設置有連接件，在與所述相鄰改造層之間對應的所述完井套管處的內壁上設置有所述連接件的容納槽；
[0018]所述連接件卡接在所述容納槽內。
[0019]進一步的，所述限位部件上設置有螺栓，在與所述相鄰改造層之間對應的所述完井套管處的內壁上設置有螺孔；
[0020]所述螺栓螺接在所述螺孔內。
[0021]本發明提供一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱的施工方法，適用于上述所述球座封隔多簇射孔壓裂管柱，該方法包括:
[0022]將完井套管下入井筒內，并加固所述井筒，所述井筒內有g段改造層，其中，g為自然數；
[0023]清洗所述井筒；
[0024]對第η段改造層進行壓裂作業，其中，η小于等于g，η為自然數；
[0025]利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的限位部件前；
[0026]所述射孔管串控制所述球座擴徑，并投放擴徑后的球座；
[0027]利用所述射孔管串對所述第η+1段改造層進行射孔；
[0028]將所述射孔管串提出所述井筒；
[0029]利用所述地面水力栗將溶解球栗送至所述擴徑后的球座上，再將溶解球與所述擴徑后的球座一同栗送至所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的所述限位部件上，形成封隔層，將所述第η段改造層封隔；
[0030]重復上述的操作，直到所述g段改造層全部壓裂作業完成。
[0031]進一步的，所述壓裂作業為光套管壓裂作業或水力噴射壓裂作業。
[0032]進一步的，所述射孔為多簇射孔。
[0033]本發明的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，通過在完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處分別設置有限位部件；利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內相鄰改造層之間的限位部件前；通過地面控制單元控制射孔管串的球座擴徑工具將當前的球座擴徑，然后再控制射孔管串的球座投送工具將當前擴徑后的球座投放脫離；通過地面控制單元將射孔管串從井筒內的完井套管中提出；利用地面水力栗將溶解球栗送到擴徑后的球座上，再將溶解球與擴徑后的球座一同栗送到相鄰改造層之間的限位部件上，形成封隔層，將當前改造層封隔住。其中，球座的材料可以與溶解球的材料一致，等待改造層全部改造完后，球座與溶解球隨井筒內的水溫恢復逐漸溶解，殘渣隨返排液返出地面，井筒內流體通道建立。不需要用鉆頭將封堵層上球座與溶解球鉆除，杜絕了卡鉆、鉆頭損傷套管的情況。另外，還節省了施工時間和施工費用。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1a為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的一結構示意圖；
[0036]圖1b為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的又一結構示意圖；
[0037]圖2為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的射孔管串結構示意圖；
[0038]圖3為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱的施工方法實施例的流程圖。
[0039]附圖標記說明:
[0040]11:完井套官；
[0041]12:射孔管串；
[0042]121:電纜；
[0043]122:魚雷；
[0044]123:馬籠頭；
[0045]124:磁定位器；
[0046]125:加重桿；
[0047]126:射孔槍；
[0048]127:球座擴徑工具；
[0049]128:球座投送工具；
[0050]13:球座；
[0051]14:溶解球；
[0052]15:限位部件；
[0053]16:地面控制單元。
【具體實施方式】
[0054]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0055]圖1a為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的一結構示意圖，圖1b為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的又一結構示意圖。如圖la、圖1b所示，本實施例的球座封隔多簇射孔壓裂管柱01可以包括:完井套管11、射孔管串12、球座13及溶解球14。所述完井套管11內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處設置有限位部件15 ;所述射孔管串12、所述球座13及所述溶解球14均位于所述完井套管11內；所述射孔管串12與所述球座13連接，用于控制和投送所述球座13 ;所述球座13用于容納所述溶解球14，且所述球座13壓緊所述限位部件15以固定在所述完井套管11內形成所述相鄰改造層之間的封堵層，其中，所述溶解球14遇水達到預設時間后才可溶解。
[0056]例如，所述溶解球14在小于等于70°C的水中，5小時內能夠穩壓70MPa，滿足光套管壓裂或者水力噴射壓裂作業對壓力的需求，在大于等于70°C的水中，15天內完全溶解。等待改造層全部改造完后，溶解球14隨井筒內的水溫恢復逐漸溶解，殘渣隨返排液返出地面。這里需要說明的是，溶解球14的材料可以根據實際需要進行設置，在此不加以限定。
[0057]可選的是，在相鄰改造層之間對應的位置處的所述完井套管11內壁上設置有2個所述限位部件15，所述2個限位部件15以所述完井套管11的中心軸對稱設置，如圖la、圖1b中的101或者102處對應的限位部件15。
[0058]其中，所述限位部件15與所述完井套管11內壁可以通過焊接固定、卡接固定、螺接固定。
[0059]具體的卡接固定為:在所述限位部件15上設置有連接件，在與相鄰改造層之間對應的所述完井套管11處的內壁上設置有連接件容納槽。所述限位部件15上的連接件卡接在與相鄰改造層之間對應的所述完井套管11處的內壁上的容納槽內。
[0060]具體的螺接固定為:在所述限位部件15上設置有螺栓，在與相鄰改造層之間對應的所述完井套管11處的內壁上設置有螺孔。所述限位部件15上的螺栓螺接在與相鄰改造層之間對應的所述完井套管11處的內壁上的螺孔內。
[0061]所述球座13的截面呈圓形，且從所述球座13的一端至另一端的截面面積逐漸增大，其中截面面積小的一端與所述限位部件15壓緊，截面面積大的一端設置有弧形凹槽以容納所述溶解球14，如圖1b所示。另外，所述球座13的材料可以與所述溶解球14的材料一致，等待改造層全部改造完后，球座13與溶解球14隨井筒內的水溫恢復逐漸溶解，殘渣隨返排液返出地面。
[0062]圖2為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱實施例的射孔管串結構示意圖。如圖2所示，射孔管串12由電纜121、魚雷122、馬籠頭123、磁定位器124、加重桿125、射孔槍126、球座擴徑工具127、球座投送工具128依次連接組成。
[0063]其中，所述球座擴徑工具127與所述球座13連接，用于控制所述球座13擴徑；
[0064]球座投送工具128與所述球座13連接，用于將擴徑后的球座13投送到完井套管11內的指定位置，該指定位置由地面控制單元16控制磁定位器124來確定；
[0065]地面控制單元16控制射孔槍126對改造層進行單簇射孔作業或者多簇射孔作業。
[0066]本實施例的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，通過在完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處分別設置有限位部件；利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內相鄰改造層之間的限位部件前；通過地面控制單元控制射孔管串的球座擴徑工具將當前的球座擴徑，然后再控制射孔管串的球座投送工具將當前擴徑后的球座投放脫離；通過地面控制單元將射孔管串從井筒內的完井套管中提出；利用地面水力栗將溶解球栗送到擴徑后的球座上，再將溶解球與擴徑后的球座一同栗送到相鄰改造層之間的限位部件上，形成封隔層，將當前改造層封隔住。其中，球座的材料可以與溶解球的材料一致，等待改造層全部改造完后，球座與溶解球隨井筒內的水溫恢復逐漸溶解，殘渣隨返排液返出地面，井筒內流體通道建立。不需要用鉆頭將封堵層上球座與溶解球鉆除，杜絕了卡鉆、鉆頭損傷套管的情況。另外，還節省了施工時間和施工費用。
[0067]圖3為本發明球座封隔多簇射孔壓裂管柱的施工方法實施例的流程圖，如圖3所示，本方法適用于上述實施例中的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，包括如下步驟:
[0068]步驟301、將完井套管下入井筒內，并加固所述井筒，所述井筒內有g段改造層，其中，g為自然數。
[0069]例如，將完井套管下入井筒內，并加固井筒。其中，需要改造的井筒內的改造層為3層。
[0070]步驟302、清洗所述井筒。
[0071]步驟303、對第η段改造層進行壓裂作業，其中，η小于等于g，η為自然數。
[0072]對第I段改造層進行壓裂作業。其中，壓裂作業可以為光套管壓裂作業或者水力噴射壓裂作業。
[0073]步驟304、利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的限位部件前。
[0074]利用地面水里栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內第I段改造層與第2段改造層之間的限位部件前。其中，射孔管串由電纜、魚雷、馬籠頭、磁定位器、加重桿、射孔槍、球座擴徑工具、球座投送工具依次連接組成。
[0075]球座擴徑工具與球座連接，用于控制所述球座擴徑；球座投送工具也與球座連接，用于將擴徑后的球座投送到完井套管內的指定位置，該指定位置由磁定位器來確定。
[0076]步驟305、所述射孔管串控制所述球座擴徑，并投放擴徑后的球座。
[0077]通過地面控制單元控制射孔管串的球座擴徑工具將當前的球座擴徑，使其變大。然后再控制射孔管串的球座投送工具將當前擴徑后的球座投放脫離。
[0078]步驟306、利用所述射孔管串對所述第η+1段改造層進行射孔。
[0079]通過地面控制單元控制射孔管串的射孔槍對第2段改造層進行單簇射孔或者多簇射孔。
[0080]步驟307、將所述射孔管串提出所述井筒。
[0081 ] 通過地面控制單元將射孔管串從井筒內的完井套管中提出。
[0082]步驟308、利用所述地面水力栗將溶解球栗送至所述擴徑后的球座上，再將溶解球與所述擴徑后的球座一同栗送至所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的所述限位部件上，形成封隔層，將所述第η段改造層封隔。
[0083]利用地面水力栗將溶解球栗送到擴徑后的球座上，再將溶解球與擴徑后的球座一同栗送到第I段改造層與第2段改造層之間的限位部件上，形成封隔層，這樣就將第I段改造層封隔住。
[0084]步驟309、重復步驟303至步驟308的操作，直到所述g段改造層全部壓裂作業完成。
[0085]對第2段改造層進行壓裂作業；利用地面水里栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內第2段改造層與第3段改造層之間的限位部件前；通過地面控制單元控制射孔管串的球座擴徑工具將當前的球座擴徑，使其變大；通過地面控制單元控制射孔管串的射孔槍對第3段改造層進行射孔；通過地面控制單元將射孔管串從井筒內的完井套管中提出；利用地面水力栗將溶解球栗送到擴徑后的球座上，再將溶解球與擴徑后的球座一同栗送到第2段改造層與第3段改造層之間的限位部件上，形成封隔層，這樣就將第2段改造層封隔住；對第3段改造層進行壓裂作業。這樣就將井筒內的3層待改造層全部壓裂作業完畢。
[0086]在施工結束后，井筒內的全部溶解球和球座隨井內水溫恢復逐漸溶解，溶解后的殘渣經放噴返排出地面，完井管柱內通徑一致，井筒完整便于后期作業。
[0087]本實施例的球座封隔多簇射孔壓裂管柱的施工方法，通過在完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處分別設置有一個限位部件；利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內相鄰改造層之間的限位部件前；通過地面控制單元控制射孔管串的球座擴徑工具將當前的球座擴徑，然后再控制射孔管串的球座投送工具將當前擴徑后的球座投放脫離；利用射孔管串對下一改造層進行射孔；通過地面控制單元將射孔管串從井筒內的完井套管中提出；利用地面水力栗將溶解球栗送到擴徑后的球座上，再將溶解球與擴徑后的球座一同栗送到相鄰改造層之間的限位部件上，形成封隔層，將當前改造層封隔住。其中，球座的材料可以與溶解球的材料一致，等待改造層全部改造完后，球座與溶解球隨井筒內的水溫恢復逐漸溶解，殘渣隨返排液返出地面，井筒內流體通道建立。不需要用鉆頭將封堵層上球座與溶解球鉆除，杜絕了卡鉆、鉆頭損傷套管的情況。另外，還節省了施工時間和施工費用。
[0088]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，包括:完井套管、射孔管串、球座及溶解球； 所述完井套管內壁上在相鄰改造層之間對應的位置處設置有限位部件； 所述射孔管串、所述球座及所述溶解球均位于所述完井套管內； 所述射孔管串與所述球座連接，用于控制和投送所述球座； 所述球座用于容納所述溶解球，且所述球座壓緊所述限位部件以固定在所述完井套管內形成所述相鄰改造層之間的封堵層，其中，所述溶解球遇水達到預設時間后才可溶解。2.根據權利要求1所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，包括2個所述限位部件，所述2個限位部件以所述完井套管的中心軸對稱設置。3.根據權利要求2所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述球座的截面呈圓形，且從所述球座的一端至另一端的截面面積逐漸增大，其中截面面積小的一端與所述限位部件壓緊，截面面積大的一端設置有弧形凹槽以容納所述溶解球。4.根據權利要求1所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述射孔管串由電纜、魚雷、馬籠頭、磁定位器、加重桿、射孔槍、球座擴徑工具、球座投送工具依次連接組成。5.根據權利要求4所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述射孔槍為多簇射孔槍。6.根據權利要求4所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述球座投送工具與所述球座連接，用于投送所述球座。7.根據權利要求4所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述球座擴徑工具與所述球座連接，用于控制所述球座擴徑。8.根據權利要求1-7任一所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述限位部件上設置有連接件，在與所述相鄰改造層之間對應的所述完井套管處的內壁上設置有所述連接件的容納槽； 所述連接件卡接在所述容納槽內。9.根據權利要求1-7任一所述的球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，所述限位部件上設置有螺栓，在與所述相鄰改造層之間對應的所述完井套管處的內壁上設置有螺孔； 所述螺栓螺接在所述螺孔內。10.一種球座封隔多簇射孔壓裂管柱的施工方法，適用于如權利要求1-9任一所述球座封隔多簇射孔壓裂管柱，其特征在于，包括: 將完井套管下入井筒內，并加固所述井筒，所述井筒內有g段改造層，其中，g為自然數； 清洗所述井筒； 對第η段改造層進行壓裂作業，其中，η小于等于g，η為自然數； 利用地面水力栗組將射孔管串和球座水力栗送至完井套管內所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的限位部件前； 所述射孔管串控制所述球座擴徑，并投放擴徑后的球座； 利用所述射孔管串對所述第η+1段改造層進行射孔； 將所述射孔管串提出所述井筒； 利用所述地面水力栗將溶解球栗送至所述擴徑后的球座上，再將溶解球與所述擴徑后的球座一同栗送至所述第η段改造層與第η+1段改造層之間的所述限位部件上，形成封隔層，將所述第η段改造層封隔； 重復上述的操作，直到所述g段改造層全部壓裂作業完成。11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述壓裂作業為光套管壓裂作業或水力噴射壓裂作業。12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述射孔為多簇射孔。
【文檔編號】E21B43/116GK105986799SQ201510090783
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發明人】趙粉霞, 慕立俊, 邵媛, 胡相君, 任國富, 馮長青, 馮飛, 蒙鑫, 薛曉偉
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司