压裂用滑套、多段压裂管柱及油气田压裂改造方法与流程

本发明涉及油气田的压裂改造，特别涉及压裂用滑套、多段压裂管柱及油气田压裂改造方法。

背景技术：

1、多段压裂改造完井技术越来越广泛地应用于油气田投产开发中，可有效扩大油气产层的泄油面积、提高油气采收率和单井产量，尤其是开发页岩油/气、致密油/气等非常规储层时的关键技术。

2、多段压裂改造完井技术应用于特殊气藏时，如高压气井和高含硫气井投产开发过程中，压裂完井管柱的中上部必须配置永久封隔器和井下安全阀，来封隔油套环空通道、开启/关闭油管内生产通道，实现此类气井的安全生产。由于永久封隔器封隔了油套环空，该限制条件使得只能采用滑套+生产封隔器多段压裂完井改造技术及配套多段压裂完井管柱，通过滑套与地层建立流体通道，对两封隔器之间卡封的地层分段进行压裂施工。

3、现有技术中，多段压裂完井管柱的压裂用滑套例如授权公告号为cn109267982b的中国发明专利公开的一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统中采用的滑套，包括滑套主体，滑套主体由外套和设置在外套两端的上接头和下接头形成，外套上沿周向布设有供压裂流体通过的流通孔；滑套主体内转动装配有筒状的滑套丝杠，滑套丝杠上设有丝杠过液孔，滑套丝杠与滑套主体的内壁之间设有流通孔封堵套(即上述发明专利中的密封内套)，流通孔封堵套下部设有与滑套丝杠上的外螺纹啮合的内螺纹。滑套丝杠能够与相应的电控滑套开关工具适配，电控滑套开关工具具有操作爪，操作爪张开后能够分别咬住套管内壁和滑套内壁，从而驱动滑套丝杠实现正反向转动，进而驱动流通孔封堵套上下活动，流通孔封堵套运动到上方时封堵所述流通孔，运动到下方时暴露所述流通孔。流通孔暴露时，管柱内的压裂液能够依次从滑套丝杠上的丝杠过液孔、流通孔封堵套上的流通孔通过，实现压裂功能。

4、另外，现有技术中也有一些其他结构形式能够实现滑套的开启，例如授权公告号为cn202370447u的中国实用新型专利公开的滑套式投球多级酸化工艺管柱中的滑套，其滑套本体上设有沿周向排布的流通孔(即上述实用新型专利中的出液孔)，滑套本体内导向设置有滑芯，滑芯与滑套本体的内壁滑动密封配合，能够在移动时封堵和暴露滑套本体上的出液孔。滑芯与滑套本体之间设有剪切销钉，酸化作业前，滑芯在剪切销钉的作用下保持在能够封堵出液孔的位置，进行酸化作业时，剪切销钉能够通过投球和憋压被剪断，使得出液孔暴露，实现管柱内外空间的连通。

5、现有的上述压裂管柱虽然能够实现压裂功能，但是压裂液的作用范围较大，因此裂缝产生位置不可控，无法有效压裂薄储层。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种压裂用滑套，解决现有的压裂用滑套无法有效控制压裂位置的问题。本发明的另一个目的是提供一种多段压裂管柱，解决现有的压裂用滑套无法有效控制压裂位置的问题。本发明的再一个目的是提供一种油气田压裂改造方法，解决现有的油气田压裂改造方法无法有效控制压裂位置的问题。

2、本发明中压裂用滑套采用如下技术方案：

3、压裂用滑套，包括滑套本体，滑套本体的侧壁上设有供压裂液排出的流通孔；滑套本体内设置有流通孔封堵套，流通孔封堵套具有用于封堵流通孔的通流封堵位，还具有在相应工具的作用下沿轴向移动以暴露流通孔的通流解堵位；滑套本体的侧壁上还设有射流喷嘴，用于依靠高速液流在地层破岩造缝，流通孔封堵套上设有在流通孔封堵套处于封堵位时与射流喷嘴相通的射流过液孔；流通孔封堵套内设有射流封堵套，射流封堵套具有用于封堵所述射流过液孔的射流封堵位，还具有在相应工具的作用下沿轴向移动以暴露所述射流过液孔的射流解堵位。

4、上述技术方案的有益效果是，滑套本体的侧壁上的射流喷嘴能够依靠高速液流在地层破岩造缝，从而在地层的设定深度形成薄弱部位，压裂作业时能够在破岩造缝处首先压裂，从而精准地控制压裂位置；同时，射流封堵套能够控制射流喷嘴的喷射时机，而流通孔封堵套能够控制压裂作业的时机，从而能够满足正常作业需求，与现有技术中直接压裂相比，能够有效控制压裂位置。

5、作为一种进一步限定的技术方案：所述射流过液孔封堵套的一端与流通孔封堵套导向配合，另一端设有外凸缘，外凸缘与滑套本体的内壁导向配合。

6、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，射流孔封堵套相对于流通孔封堵套移动时与流通孔封堵套之间的配合长度将会缩短，设置与滑套本体适配的外凸缘能够保证射流孔封堵套与流通孔封堵套之间的配合长度缩短时仍能够保持良好导向，有利于提高工作可靠性。

7、作为一种进一步限定的技术方案：流通孔封堵套与滑套本体之间设有用于使流通孔封堵套保持在通流封堵位的通流控制剪钉；流通孔封堵套上端设有第一球座，第一球座供第一密封球坐封以剪断通流控制剪钉，进而驱动流通孔封堵套向下朝着通流解堵位移动。

8、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用剪钉和密封球能够方便地控制流通孔封堵套的动作，结构简单，技术成熟。

9、作为一种进一步限定的技术方案：射流封堵套与流通孔封堵套之间设有用于使射流封堵套保持在射流封堵位的射流控制剪钉；射流封堵套上端设有第二球座，第二球座供第二密封球坐封以剪断射流控制剪钉，进而驱动射流封堵套向下朝着射流解堵位移动；通流控制剪钉的剪切强度大于射流控制剪钉，第一球座的内径大于第二球座的内径，能够供第二密封球通过。

10、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用剪钉和密封球能够方便地控制射流封堵套的动作，结构简单，技术成熟，并且通流控制剪钉的剪切强度大于射流控制剪钉，第一球座的内径大于第二球座的内径，能够与流通孔封堵套协同动作。

11、作为一种进一步限定的技术方案：射流喷嘴位于流通孔的上方。

12、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，便于采用投球的方式驱动相应封堵套下移，从而依次暴露射流喷嘴和流通孔。

13、作为一种进一步限定的技术方案：所述射流封堵套、第二密封球和第一密封球均由可溶解的合金材料制成。

14、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够使该完井管柱的内通道畅通，便于后期进行其它作业。

15、本发明中多段压裂管柱采用如下技术方案：

16、多段压裂管柱，包括至少两处上下间隔布置的压裂用滑套，相邻两压裂用滑套之间设有封隔器，压裂用滑套包括滑套本体，滑套本体的侧壁上设有供压裂液排出的流通孔；滑套本体内设置有流通孔封堵套，流通孔封堵套具有用于封堵流通孔的通流封堵位，还具有在相应工具的作用下沿轴向移动以暴露流通孔的通流解堵位；滑套本体的侧壁上还设有射流喷嘴，用于依靠高速液流在地层破岩造缝，流通孔封堵套上设有在流通孔封堵套处于封堵位时与射流喷嘴相通的射流过液孔；流通孔封堵套内设有射流封堵套，射流封堵套具有用于封堵所述射流过液孔的射流封堵位，还具有在相应工具的作用下沿轴向移动以暴露所述射流过液孔的射流解堵位。

17、上述技术方案的有益效果是，滑套本体的侧壁上的射流喷嘴能够依靠高速液流在地层破岩造缝，从而在地层的设定深度形成薄弱部位，压裂作业时能够在破岩造缝处首先压裂，从而精准地控制压裂位置；同时，射流封堵套能够控制射流喷嘴的喷射时机，而流通孔封堵套能够控制压裂作业的时机，满足正常作业需求，与现有技术中直接压裂相比，能够有效控制压裂位置。

18、作为一种进一步限定的技术方案：所述射流过液孔封堵套的一端与流通孔封堵套导向配合，另一端设有外凸缘，外凸缘与滑套本体的内壁导向配合。

19、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，射流孔封堵套相对于流通孔封堵套移动时与流通孔封堵套之间的配合长度将会缩短，设置与滑套本体适配的外凸缘能够保证射流孔封堵套与流通孔封堵套之间的配合长度缩短时仍能够保持良好导向，有利于提高工作可靠性。

20、作为一种进一步限定的技术方案：流通孔封堵套与滑套本体之间设有用于使流通孔封堵套保持在通流封堵位的通流控制剪钉；流通孔封堵套上端设有第一球座，第一球座供第一密封球坐封以剪断通流控制剪钉，进而驱动流通孔封堵套向下朝着通流解堵位移动。

21、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用剪钉和密封球能够方便地控制流通孔封堵套的动作，结构简单，技术成熟。

22、作为一种进一步限定的技术方案：射流封堵套与流通孔封堵套之间设有用于使射流封堵套保持在射流封堵位的射流控制剪钉；射流封堵套上端设有第二球座，第二球座供第二密封球坐封以剪断射流控制剪钉，进而驱动射流封堵套向下朝着射流解堵位移动；通流控制剪钉的剪切强度大于射流控制剪钉，第一球座的内径大于第二球座的内径，能够供第二密封球通过。

23、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用剪钉和密封球能够方便地控制射流封堵套的动作，结构简单，技术成熟，并且通流控制剪钉的剪切强度大于射流控制剪钉，第一球座的内径大于第二球座的内径，能够与流通孔封堵套协同动作。

24、作为一种进一步限定的技术方案：射流喷嘴位于流通孔的上方。

25、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，便于采用投球的方式驱动相应封堵套下移，从而依次暴露射流喷嘴和流通孔。

26、作为一种进一步限定的技术方案：所述射流封堵套、第二密封球和第一密封球均由可溶解的合金材料制成。

27、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够使该完井管柱的内通道畅通，便于后期进行其它作业。

28、本发明中油气田压裂改造方法采用如下技术方案：

29、油气田压裂改造方法，包括使滑套本体上的流通孔封堵套移动至通流解堵位以通过滑套本体的侧壁上的流通孔向地层注入压裂液的步骤，在使滑套本体上的流通孔封堵套移动至通流解堵位之前，还包括使滑套本体侧壁上的射流喷嘴与压裂用滑套的内腔连通、依靠射流喷嘴射出的高速液流在地层破岩造缝的步骤。

30、上述技术方案的有益效果是，使滑套本体侧壁上的射流喷嘴与压裂用滑套的内腔连通、依靠射流喷嘴射出的高速液流在地层破岩造缝的步骤能够利用射流喷嘴在地层的设定深度形成薄弱部位，压裂作业时能够在破岩造缝处首先压裂，从而精准地控制压裂位置，与现有技术中直接压裂相比，能够有效控制压裂位置。

31、作为一种进一步限定的技术方案：流通孔封堵套上设有在流通孔封堵套处于封堵位时与射流喷嘴相通的射流过液孔，滑套本体侧壁上的射流喷嘴与压裂用滑套的内腔连通是通过设置在流通孔封堵套内的射流封堵套的移动实现。

32、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，流通孔封堵套与射流封堵套采用嵌套的方式布置能够减少轴向空间占用，从而能够减小压裂用滑套的轴向尺寸，便于适应厚度较小的地层分段。

33、作为一种进一步限定的技术方案：向多段压裂管柱内投入第二密封球，使第二密封球坐封到射流封堵套顶部的第二球座上并进行憋压，使得射流封堵套与流通孔封堵套之间的射流控制剪钉被剪断，实现射流封堵套的移动；向多段压裂管柱内投入第一密封球，使第一密封球坐封到流通孔封堵套顶部的第一球座上并进行憋压，使得流通孔封堵套与滑套本体之间的通流控制剪钉被剪断，实现流通孔封堵套的移动。

34、上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用剪钉和密封球能够方便地控制相应封堵套的动作，结构简单，技术成熟。