球座封隔多簇射孔压裂管柱及施工方法
【专利摘要】本发明提供一种球座封隔多簇射孔压裂管柱及施工方法。本发明的球座封隔多簇射孔压裂管柱，包括：完井套管、射孔管串、球座及溶解球；完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处设置有限位部件；射孔管串、球座及溶解球均位于完井套管内；射孔管串与球座连接，用于控制和投送球座；球座用于容纳溶解球，且球座压紧限位部件以固定在完井套管内形成相邻改造层之间的封堵层，其中，溶解球遇水达到预设时间后才可溶解。本发明不需要用钻头将封堵层上球座与溶解球钻除，杜绝了卡钻、钻头损伤套管的情况。另外，还节省了施工时间和施工费用。
【专利说明】
球座封隔多簇射孔压裂管柱及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及油气田压裂改造技术，尤其涉及一种球座封隔多簇射孔压裂管柱及施工方法。
【背景技术】
[0002]目前，油气田多层的压裂方式主要有不动管柱水力喷砂压裂，裸眼封隔器压裂，拖动管柱的连续油管底封、填砂压裂以及水力栗送可钻式桥塞压裂等。
[0003]其中，水力栗送可钻式桥塞压裂的方法是:使用水力栗将射孔枪以及可钻式桥塞水力栗送至井筒内，将可钻式桥塞进行坐封并封隔井筒后，再进行射孔、压裂作业，后期将可钻式桥塞钻除来实现井筒内不同油气层的上下通径。
[0004]在对可钻式桥塞进行钻除作业时不仅耗费时间长，而且还容易出现卡钻、钻头损伤套管的情况。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种球座封隔多簇射孔压裂管柱及施工方法，以克服现有技术所存在的缺陷。
[0006]本发明提供一种球座封隔多簇射孔压裂管柱，包括:完井套管、射孔管串、球座及溶解球；
[0007]所述完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处设置有限位部件；
[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内；
[0009]所述射孔管串与所述球座连接，用于控制和投送所述球座；
[0010]所述球座用于容纳所述溶解球，且所述球座压紧所述限位部件以固定在所述完井套管内形成所述相邻改造层之间的封堵层，其中，所述溶解球遇水达到预设时间后才可溶解。
[0011]进一步的，包括2个所述限位部件，所述2个限位部件以所述完井套管的中心轴对称设置。
[0012]进一步的，所述球座的截面呈圆形，且从所述球座的一端至另一端的截面面积逐渐增大，其中截面面积小的一端与所述限位部件压紧，截面面积大的一端设置有弧形凹槽以容纳所述溶解球。
[0013]进一步的，所述射孔管串由电缆、鱼雷、马笼头、磁定位器、加重杆、射孔枪、球座扩径工具、球座投送工具依次连接组成。
[0014]进一步的，所述射孔枪为多簇射孔枪。
[0015]进一步的，所述球座投送工具与所述球座连接，用于投送所述球座。
[0016]进一步的，所述球座扩径工具与所述球座连接，用于控制所述球座扩径。
[0017]进一步的，所述限位部件上设置有连接件，在与所述相邻改造层之间对应的所述完井套管处的内壁上设置有所述连接件的容纳槽；
[0018]所述连接件卡接在所述容纳槽内。
[0019]进一步的，所述限位部件上设置有螺栓，在与所述相邻改造层之间对应的所述完井套管处的内壁上设置有螺孔；
[0020]所述螺栓螺接在所述螺孔内。
[0021]本发明提供一种球座封隔多簇射孔压裂管柱的施工方法，适用于上述所述球座封隔多簇射孔压裂管柱，该方法包括:
[0022]将完井套管下入井筒内，并加固所述井筒，所述井筒内有g段改造层，其中，g为自然数；
[0023]清洗所述井筒；
[0024]对第η段改造层进行压裂作业，其中，η小于等于g，η为自然数；
[0025]利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的限位部件前；
[0026]所述射孔管串控制所述球座扩径，并投放扩径后的球座；
[0027]利用所述射孔管串对所述第η+1段改造层进行射孔；
[0028]将所述射孔管串提出所述井筒；
[0029]利用所述地面水力栗将溶解球栗送至所述扩径后的球座上，再将溶解球与所述扩径后的球座一同栗送至所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的所述限位部件上，形成封隔层，将所述第η段改造层封隔；
[0030]重复上述的操作，直到所述g段改造层全部压裂作业完成。
[0031]进一步的，所述压裂作业为光套管压裂作业或水力喷射压裂作业。
[0032]进一步的，所述射孔为多簇射孔。
[0033]本发明的球座封隔多簇射孔压裂管柱，通过在完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处分别设置有限位部件；利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内相邻改造层之间的限位部件前；通过地面控制单元控制射孔管串的球座扩径工具将当前的球座扩径，然后再控制射孔管串的球座投送工具将当前扩径后的球座投放脱离；通过地面控制单元将射孔管串从井筒内的完井套管中提出；利用地面水力栗将溶解球栗送到扩径后的球座上，再将溶解球与扩径后的球座一同栗送到相邻改造层之间的限位部件上，形成封隔层，将当前改造层封隔住。其中，球座的材料可以与溶解球的材料一致，等待改造层全部改造完后，球座与溶解球随井筒内的水温恢复逐渐溶解，残渣随返排液返出地面，井筒内流体通道建立。不需要用钻头将封堵层上球座与溶解球钻除，杜绝了卡钻、钻头损伤套管的情况。另外，还节省了施工时间和施工费用。
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1a为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的一结构示意图；
[0036]图1b为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的又一结构示意图；
[0037]图2为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的射孔管串结构示意图；
[0038]图3为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱的施工方法实施例的流程图。
[0039]附图标记说明:
[0040]11:完井套官；
[0041]12:射孔管串；
[0042]121:电缆；
[0043]122:鱼雷；
[0044]123:马笼头；
[0045]124:磁定位器；
[0046]125:加重杆；
[0047]126:射孔枪；
[0048]127:球座扩径工具；
[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:地面控制单元。
【具体实施方式】
[0054]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]图1a为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的一结构示意图，图1b为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的又一结构示意图。如图la、图1b所示，本实施例的球座封隔多簇射孔压裂管柱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内壁上在相邻改造层之间对应的位置处设置有限位部件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内；所述射孔管串12与所述球座13连接，用于控制和投送所述球座13 ;所述球座13用于容纳所述溶解球14，且所述球座13压紧所述限位部件15以固定在所述完井套管11内形成所述相邻改造层之间的封堵层，其中，所述溶解球14遇水达到预设时间后才可溶解。
[0056]例如，所述溶解球14在小于等于70°C的水中，5小时内能够稳压70MPa，满足光套管压裂或者水力喷射压裂作业对压力的需求，在大于等于70°C的水中，15天内完全溶解。等待改造层全部改造完后，溶解球14随井筒内的水温恢复逐渐溶解，残渣随返排液返出地面。这里需要说明的是，溶解球14的材料可以根据实际需要进行设置，在此不加以限定。
[0057]可选的是，在相邻改造层之间对应的位置处的所述完井套管11内壁上设置有2个所述限位部件15，所述2个限位部件15以所述完井套管11的中心轴对称设置，如图la、图1b中的101或者102处对应的限位部件15。
[0058]其中，所述限位部件15与所述完井套管11内壁可以通过焊接固定、卡接固定、螺接固定。
[0059]具体的卡接固定为:在所述限位部件15上设置有连接件，在与相邻改造层之间对应的所述完井套管11处的内壁上设置有连接件容纳槽。所述限位部件15上的连接件卡接在与相邻改造层之间对应的所述完井套管11处的内壁上的容纳槽内。
[0060]具体的螺接固定为:在所述限位部件15上设置有螺栓，在与相邻改造层之间对应的所述完井套管11处的内壁上设置有螺孔。所述限位部件15上的螺栓螺接在与相邻改造层之间对应的所述完井套管11处的内壁上的螺孔内。
[0061]所述球座13的截面呈圆形，且从所述球座13的一端至另一端的截面面积逐渐增大，其中截面面积小的一端与所述限位部件15压紧，截面面积大的一端设置有弧形凹槽以容纳所述溶解球14，如图1b所示。另外，所述球座13的材料可以与所述溶解球14的材料一致，等待改造层全部改造完后，球座13与溶解球14随井筒内的水温恢复逐渐溶解，残渣随返排液返出地面。
[0062]图2为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱实施例的射孔管串结构示意图。如图2所示，射孔管串12由电缆121、鱼雷122、马笼头123、磁定位器124、加重杆125、射孔枪126、球座扩径工具127、球座投送工具128依次连接组成。
[0063]其中，所述球座扩径工具127与所述球座13连接，用于控制所述球座13扩径；
[0064]球座投送工具128与所述球座13连接，用于将扩径后的球座13投送到完井套管11内的指定位置，该指定位置由地面控制单元16控制磁定位器124来确定；
[0065]地面控制单元16控制射孔枪126对改造层进行单簇射孔作业或者多簇射孔作业。
[0066]本实施例的球座封隔多簇射孔压裂管柱，通过在完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处分别设置有限位部件；利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内相邻改造层之间的限位部件前；通过地面控制单元控制射孔管串的球座扩径工具将当前的球座扩径，然后再控制射孔管串的球座投送工具将当前扩径后的球座投放脱离；通过地面控制单元将射孔管串从井筒内的完井套管中提出；利用地面水力栗将溶解球栗送到扩径后的球座上，再将溶解球与扩径后的球座一同栗送到相邻改造层之间的限位部件上，形成封隔层，将当前改造层封隔住。其中，球座的材料可以与溶解球的材料一致，等待改造层全部改造完后，球座与溶解球随井筒内的水温恢复逐渐溶解，残渣随返排液返出地面，井筒内流体通道建立。不需要用钻头将封堵层上球座与溶解球钻除，杜绝了卡钻、钻头损伤套管的情况。另外，还节省了施工时间和施工费用。
[0067]图3为本发明球座封隔多簇射孔压裂管柱的施工方法实施例的流程图，如图3所示，本方法适用于上述实施例中的球座封隔多簇射孔压裂管柱，包括如下步骤:
[0068]步骤301、将完井套管下入井筒内，并加固所述井筒，所述井筒内有g段改造层，其中，g为自然数。
[0069]例如，将完井套管下入井筒内，并加固井筒。其中，需要改造的井筒内的改造层为3层。
[0070]步骤302、清洗所述井筒。
[0071]步骤303、对第η段改造层进行压裂作业，其中，η小于等于g，η为自然数。
[0072]对第I段改造层进行压裂作业。其中，压裂作业可以为光套管压裂作业或者水力喷射压裂作业。
[0073]步骤304、利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的限位部件前。
[0074]利用地面水里栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内第I段改造层与第2段改造层之间的限位部件前。其中，射孔管串由电缆、鱼雷、马笼头、磁定位器、加重杆、射孔枪、球座扩径工具、球座投送工具依次连接组成。
[0075]球座扩径工具与球座连接，用于控制所述球座扩径；球座投送工具也与球座连接，用于将扩径后的球座投送到完井套管内的指定位置，该指定位置由磁定位器来确定。
[0076]步骤305、所述射孔管串控制所述球座扩径，并投放扩径后的球座。
[0077]通过地面控制单元控制射孔管串的球座扩径工具将当前的球座扩径，使其变大。然后再控制射孔管串的球座投送工具将当前扩径后的球座投放脱离。
[0078]步骤306、利用所述射孔管串对所述第η+1段改造层进行射孔。
[0079]通过地面控制单元控制射孔管串的射孔枪对第2段改造层进行单簇射孔或者多簇射孔。
[0080]步骤307、将所述射孔管串提出所述井筒。
[0081 ] 通过地面控制单元将射孔管串从井筒内的完井套管中提出。
[0082]步骤308、利用所述地面水力栗将溶解球栗送至所述扩径后的球座上，再将溶解球与所述扩径后的球座一同栗送至所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的所述限位部件上，形成封隔层，将所述第η段改造层封隔。
[0083]利用地面水力栗将溶解球栗送到扩径后的球座上，再将溶解球与扩径后的球座一同栗送到第I段改造层与第2段改造层之间的限位部件上，形成封隔层，这样就将第I段改造层封隔住。
[0084]步骤309、重复步骤303至步骤308的操作，直到所述g段改造层全部压裂作业完成。
[0085]对第2段改造层进行压裂作业；利用地面水里栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内第2段改造层与第3段改造层之间的限位部件前；通过地面控制单元控制射孔管串的球座扩径工具将当前的球座扩径，使其变大；通过地面控制单元控制射孔管串的射孔枪对第3段改造层进行射孔；通过地面控制单元将射孔管串从井筒内的完井套管中提出；利用地面水力栗将溶解球栗送到扩径后的球座上，再将溶解球与扩径后的球座一同栗送到第2段改造层与第3段改造层之间的限位部件上，形成封隔层，这样就将第2段改造层封隔住；对第3段改造层进行压裂作业。这样就将井筒内的3层待改造层全部压裂作业完毕。
[0086]在施工结束后，井筒内的全部溶解球和球座随井内水温恢复逐渐溶解，溶解后的残渣经放喷返排出地面，完井管柱内通径一致，井筒完整便于后期作业。
[0087]本实施例的球座封隔多簇射孔压裂管柱的施工方法，通过在完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处分别设置有一个限位部件；利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内相邻改造层之间的限位部件前；通过地面控制单元控制射孔管串的球座扩径工具将当前的球座扩径，然后再控制射孔管串的球座投送工具将当前扩径后的球座投放脱离；利用射孔管串对下一改造层进行射孔；通过地面控制单元将射孔管串从井筒内的完井套管中提出；利用地面水力栗将溶解球栗送到扩径后的球座上，再将溶解球与扩径后的球座一同栗送到相邻改造层之间的限位部件上，形成封隔层，将当前改造层封隔住。其中，球座的材料可以与溶解球的材料一致，等待改造层全部改造完后，球座与溶解球随井筒内的水温恢复逐渐溶解，残渣随返排液返出地面，井筒内流体通道建立。不需要用钻头将封堵层上球座与溶解球钻除，杜绝了卡钻、钻头损伤套管的情况。另外，还节省了施工时间和施工费用。
[0088]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，包括:完井套管、射孔管串、球座及溶解球； 所述完井套管内壁上在相邻改造层之间对应的位置处设置有限位部件； 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内； 所述射孔管串与所述球座连接，用于控制和投送所述球座； 所述球座用于容纳所述溶解球，且所述球座压紧所述限位部件以固定在所述完井套管内形成所述相邻改造层之间的封堵层，其中，所述溶解球遇水达到预设时间后才可溶解。2.根据权利要求1所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，包括2个所述限位部件，所述2个限位部件以所述完井套管的中心轴对称设置。3.根据权利要求2所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述球座的截面呈圆形，且从所述球座的一端至另一端的截面面积逐渐增大，其中截面面积小的一端与所述限位部件压紧，截面面积大的一端设置有弧形凹槽以容纳所述溶解球。4.根据权利要求1所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述射孔管串由电缆、鱼雷、马笼头、磁定位器、加重杆、射孔枪、球座扩径工具、球座投送工具依次连接组成。5.根据权利要求4所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述射孔枪为多簇射孔枪。6.根据权利要求4所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述球座投送工具与所述球座连接，用于投送所述球座。7.根据权利要求4所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述球座扩径工具与所述球座连接，用于控制所述球座扩径。8.根据权利要求1-7任一所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述限位部件上设置有连接件，在与所述相邻改造层之间对应的所述完井套管处的内壁上设置有所述连接件的容纳槽； 所述连接件卡接在所述容纳槽内。9.根据权利要求1-7任一所述的球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，所述限位部件上设置有螺栓，在与所述相邻改造层之间对应的所述完井套管处的内壁上设置有螺孔； 所述螺栓螺接在所述螺孔内。10.一种球座封隔多簇射孔压裂管柱的施工方法，适用于如权利要求1-9任一所述球座封隔多簇射孔压裂管柱，其特征在于，包括: 将完井套管下入井筒内，并加固所述井筒，所述井筒内有g段改造层，其中，g为自然数； 清洗所述井筒； 对第η段改造层进行压裂作业，其中，η小于等于g，η为自然数； 利用地面水力栗组将射孔管串和球座水力栗送至完井套管内所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的限位部件前； 所述射孔管串控制所述球座扩径，并投放扩径后的球座； 利用所述射孔管串对所述第η+1段改造层进行射孔； 将所述射孔管串提出所述井筒； 利用所述地面水力栗将溶解球栗送至所述扩径后的球座上，再将溶解球与所述扩径后的球座一同栗送至所述第η段改造层与第η+1段改造层之间的所述限位部件上，形成封隔层，将所述第η段改造层封隔； 重复上述的操作，直到所述g段改造层全部压裂作业完成。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述压裂作业为光套管压裂作业或水力喷射压裂作业。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述射孔为多簇射孔。
【文档编号】E21B43/116GK105986799SQ201510090783
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月28日
【发明人】赵粉霞, 慕立俊, 邵媛, 胡相君, 任国富, 冯长青, 冯飞, 蒙鑫, 薛晓伟
【申请人】中国石油天然气股份有限公司