一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法与流程

本发明涉及石油天然气钻采领域，尤其涉及一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法。

背景技术：

压裂技术作为一种增产的重要手段，广泛应用于石油天然气的开采。为了产生更多有效的压裂缝网，形成更多石油与天然气有效的流通通道，分段压裂技术应运而生。固井完成后，必须对井筒进行试压，测试井筒密封性能和固井质量，但是传统的趾端滑套为了后续压裂的需要必须预先开启，因此无法进行全井筒的试压作业。

在现有专利技术方案中，专利申请号为201220389849.9的中国专利公开了采用特殊材料变形让压裂球通过的工具，专利申请号为201820152248.3的中国专利公开了采用破裂盘的方式实现井筒试压和趾端滑套的开启，专利申请号为201811289313.8、201821782468.0的中国专利采用了延时启动的方法进行趾端滑套的控制，201921238429.9的中国专利采用了导流槽的方式，上述专利方案结构繁琐，操作复杂，可靠性低。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述问题，本发明的目的是提供一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，可以实现井筒试压和趾端滑套开启流程，井筒试压作业不受井下滑套影响，趾端滑套开启过程可控，实现精确、高效压裂的目的。

一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，在水平井井筒试压之后的泄压过程中，根据预先设定的编码方式调整控制井筒内压力变化，井下智能趾端滑套采集井筒内压力变化信号，解码得到对应的操作信息并由智能趾端滑套执行对应动作。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制井筒内压力变化的步骤是通过：控制地面阀门根据预先设定的编码方法，以压裂液或者其他液体作为介质，将信息转化为液体压力波动的形式。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制地面阀门采用计算机控制、工控机控制、单片机控制或者人工控制的方式根据预先设定的编码方式执行。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制地面阀门的操作包括打开地面阀门、关闭地面阀门、增加阀门开度、减小阀门开度或上述操作的任意组合。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的预先设定的编码方式采用相对编码技术，所述相对编码技术即发送编码0时，采用关闭、减小阀门开度的方法；发送编码1时，采用打开、增加阀门开度方法；或者采用相反的方式实现编码，进而产生包含编码信息的压力波信号。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的智能趾端滑套包括：压力检测单元、解码单元以及执行单元，其中压力检测单元用于检测井筒内的压力变化信号，解码单元对压力变化信号中动作信息进行解码，并向执行单元发送压力变化信号中的操作信息的指令，使得包含在压力变化信号中的操作信息在智能压裂滑套中得到解析与执行体现。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的解码单元还包括一个地址匹配步骤：解码单元对压力变化信号中所包含的地址信息进行解码，并匹配压力波中的地址和本地地址，匹配成功后即可向执行单元发送压力变化信号中的操作信息的指令。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的执行单元为用于驱动滑套的执行机构，包括内置的液压运动系统或机械运动系统（例如液压推动或丝杆推动，包括但不限于此）以及独立电源。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述解码单元依据浮动判别条件对包含编码信息的压力变化信号进行解码，即若当前时刻压力值比上一采样时刻压力值相差在一定范围内，判决为1，若当前时刻压力值比上一采样时刻压力值相差大于一定范围，判决为0，或者采用相反的方式实现解码。

本发明的有益效果：1、本发明在井筒试压结束后的泄压过程中，控制地面阀门通过预先设定的编码方法，以压裂液或者其他液体作为介质，将信息转化为液体压力波动的形式传递至井下智能趾端滑套，避免使用线缆、管线或者投球的方式进行信息传送，降低了压裂作业前期工作的复杂程度；2、本发明的智能趾端滑套包括:压力检测单元、解码单元以及执行单元，其中压力检测单元用于检测井筒内的压力波动，解码单元对压力波信号中的所包含的地址信息和动作信息进行解码，并匹配压力波中的地址和本地地址，匹配成功后向动作执行单元发送压力波中的操作信息的指令，使得包含在压力波中的操作信息在智能压裂滑套中得到解析与动作体现；3、本发明的智能压裂滑套中的动作执行单元包含内置的液压或机械运动系统（例如液压推动或丝杆推动，包括但不限于此）以及独立电源，使得滑套的运动更易被操作，同时也方便施工人员对多个滑套独立控制；4、本发明根据预设的编码方法，自动控制控制阀开度变化进而产生压力波序列，压力波中携带着信息包括地址信息和操作信息传播至井下的智能滑套，使得施工人员可以在远程精确控制每个智能压裂滑套的运动和状态。

附图说明

图1是本发明的整体控制方案示意图。

图2是本发明的整体控制流程图。

图3是本发明的井下智能趾端滑套控制方案示意图。

图4是智能趾端滑套压力波变化及浮动判决示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，在水平井井筒试压之后的泄压过程中，根据预先设定的编码方式调整控制井筒内压力变化，井下智能趾端滑套采集井筒内压力变化信号，解码得到对应的操作信息并由智能趾端滑套执行对应动作。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制井筒内压力变化的步骤是通过：控制地面阀门根据预先设定的编码方法，以压裂液或者其他液体作为介质，将信息转化为液体压力波动的形式。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制地面阀门采用计算机控制、工控机控制、单片机控制或者人工控制的方式根据预先设定的编码方式执行。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的控制地面阀门的操作包括打开地面阀门、关闭地面阀门、增加阀门开度、减小阀门开度或上述操作的任意组合。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的预先设定的编码方式采用相对编码技术，所述相对编码技术即发送编码0时，采用关闭、减小阀门开度的方法；发送编码1时，采用打开、增加阀门开度方法；或者采用相反的方式实现编码，进而产生包含编码信息的压力波信号。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的智能趾端滑套包括：压力检测单元、解码单元以及执行单元，其中压力检测单元用于检测井筒内的压力变化信号，解码单元对压力变化信号中动作信息进行解码，并向执行单元发送压力变化信号中的操作信息的指令，使得包含在压力变化信号中的操作信息在智能压裂滑套中得到解析与执行体现。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的解码单元还包括一个地址匹配步骤：解码单元对压力变化信号中所包含的地址信息进行解码，并匹配压力波中的地址和本地地址，匹配成功后即可向执行单元发送压力变化信号中的操作信息的指令。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述的执行单元为用于驱动滑套的执行机构，包括内置的液压运动系统或机械运动系统（例如液压推动或丝杆推动，包括但不限于此）以及独立电源。

进一步的，一种页岩气水平井井筒试压与趾端滑套启动联作方法，所述解码单元依据浮动判别条件对包含编码信息的压力变化信号进行解码，即若当前时刻压力值比上一采样时刻压力值相差在一定范围内，判决为1，若当前时刻压力值比上一采样时刻压力值相差大于一定范围，判决为0，或者采用相反的方式实现解码。

具体的，如图1-4所示，试压与趾端滑套启动联作方法如下：

在智能趾端滑套最初处于关闭状态，随着套管下入井中并进行固井作业。固井结束侯凝时间结束后，进行井口打压，并进行试压作业。控制井口阀门按照一定规律进行打开和关闭，发送压力波信号。井下智能趾端滑套，处于长周期采样，即低功耗阶段。当检测压力大于设定阈值时，唤醒系统，进行密集采样阶段。检测压力变化下降沿，确定系统时间，按照设置周期和采样个数进行采样。基于浮动判决标准进行译码，对照预先设置的地址码和动作码。最后由对应地址码的智能趾端滑套进行对应动作码的动作执行。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。