专利名称：逐级导压分层压裂管柱的制作方法
技术领域：
逐级导压分层压裂管柱技术领域[0001]本实用新型涉及油田开采的储层压裂酸化技术领域，特别涉及一种逐级导压逐层 压裂酸化管柱。适用于油井多层分层压裂酸化。
背景技术：
[0002]目前，对油气井一次实施多层分层压裂酸化是油田开采常用的技术方法，常用的 方法是封隔器卡封一趟管柱分层压裂酸化。其实现方法的原理是，通过机械坐封封隔器、水 力锚、喷砂器等将每一个施工目的层或保护层分隔开，按照由下至上的顺序逐层进行压裂 酸化。在封隔器坐封后，对最下一层的压裂酸化；之后，通过从地面投入一只控制球，打开另 一层段所对应的滑套喷砂器，对其实施单层压裂酸化；完成压裂酸化后，再投入一只不同直 径的控制球，打开再一层段所对应的滑套喷砂器，并对其实施单层压裂酸化，依此完成对各 层段的压裂酸化。由于一次性坐封封隔器分层压裂酸化管柱存在无法验证最上部的封隔器 以下的各个封隔器密封状态、不能对管柱中最上部的封隔器以下的各个封隔器施加平衡压 力，不能通过油套环空压力的变化观察最上部层段以下的各压裂层在压裂过程中的窜通情 况。[0003]鉴于此，开发了采用压差扩张式封隔器或液压压缩坐封式封隔器组成的逐级坐封 逐层压裂管柱。采用滑套分别控制封隔器坐封供液口和压裂喷砂器喷砂口，通过地面投入 的控制球坐落于封隔器坐封滑套上，液压驱动坐封滑套剪断定位销钉，使坐封滑套下行，露 出封隔器坐封进液口，封隔器坐封；脱离限制的坐封滑套与控制球一同下落至下部紧邻的 压裂喷砂器的滑套上；液压驱动喷砂器滑套，剪断定位销钉，使喷砂器滑套下行，开启压裂 喷砂器出液口 ；两只滑套与控制球在重力和液体推动下，一同下落至下部紧邻的封隔器底 部，封堵下部各层的流体通道，从而实施逐层坐封逐层分层压裂酸化。由于逐级坐封逐层压 裂管柱采用压差扩张式封隔器或液压压缩式封隔器为主，为了保证封隔器的正常坐封，压 裂施工过程中必须在管柱内外建立相应的坐封压差才能达到封隔器坐封。管柱内的封隔器 坐封滑套和喷砂器滑套脱离限制后，形成的管柱内腔的大通径不能达到节流要求，坐封压 差通过缩小滑套喷砂器喷嘴而实现。目前，应用的逐级坐封逐层压裂管柱均采取这一原理 控制。由于减小管柱喷砂口喷嘴进行节流，混砂流体以较高流速喷出滑套喷砂器的喷砂口。 带有较高压力的流体从喷砂口喷出后，直接射向井内的套管内表面，给油井套管造成较大 的损伤，大液量施工时甚至导致套管开孔损坏。这种不足随着液量和液体内含砂量增高，损 害将进一步增大。[0004]典型的导压式封隔器组成的分层压裂管柱，采取投入式或固定式节流套实现管内 节流和导压坐封，逐级逐次打开喷砂口逐层压裂。压裂时下封隔器以上的导压封隔器全部 坐封，不能实现逐级坐封分层压裂。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是提供一种逐级导压分层压裂管柱，采用导压喷砂封隔器、水力锚、安全接头、端部喷砂器等组成逐级导压分层压裂管柱，充分利用导压口变径滑套的释 放控制球功能，能够在管柱内逐级节流条件下导压坐封，实现同时打开压裂酸化层上下两 个坐封滑套和封隔器中间一个喷砂滑套，达到逐级导压坐封、逐层分层压裂的目的。[0006]本实用新型采用的技术方案是逐级导压分层压裂管柱，包括安全接头、防砂水力 锚、变径滑套、导压喷砂封隔器、油管、自锁式水力锚、端部喷砂器和油层对应的压裂喷砂组 件。其特征在于与最下端的油层相对有端部喷砂器，端部喷砂器的上端通过油管连接有自 锁式水力锚；自锁式水力锚的上端通过油管连接有3 8组的压裂喷砂组件，每个压裂喷砂 组件中的变径滑套和喷砂滑套对应一个油层；在最上端的压裂喷砂组件上部通过油管连接 导压喷砂封隔器，导压喷砂封隔器的上端连接变径滑套，变径滑套上有导压通道，变径滑套 的上端连接有防砂水力锚，防砂水力锚的上端通过油管连接安全接头；安全接头的上端了 加油管，油管一直连接到井口。[0007]所述的压裂喷砂组件是由一个安全接头、一个变径滑套、一个喷砂滑套一个节流 套和一个导压喷砂封隔器组成，导压喷砂封隔器的上端连接节流套，节流套的上端连接喷 砂滑套，喷砂滑套的上端连接变径滑套，变径滑套的上端连接安全接头。[0008]逐级导压分层压裂管柱，在导压喷砂封隔器组配时，底部导压喷砂封隔器变径滑 套开启，喷砂滑套关闭；中间导压喷砂封隔器导压口变径滑套关闭，喷砂滑套关闭，顶部导 压喷砂封隔器变径滑套关闭，没有喷砂滑套。导压喷砂封隔器、变径滑套、喷砂滑套、节流套 的内径自上而下逐级减小排列。逐级分层层内的上封隔器变径滑套内径等于下封隔器喷砂 滑套内径，下封隔器节流套内径等于上封隔器喷砂滑套内径。[0009]本发明工艺控制方法按下述方案实现逐级导压分层压裂管柱的底部封隔器受管 柱底部封隔内节流压差坐封，压裂液通过端部喷砂器进行压裂施工；施工完成后，投球打开 待压层上部导压喷砂封隔器变径滑套坐封待压层上部封隔器，变径滑套到位后，控制球脱 开变径滑套继续下行，经过下部封隔器导压口变径滑套，越级打开下部封隔器喷砂滑套，并 封闭封隔器下部通道，压裂液通过导压喷砂封隔器喷砂口进行压裂施工，确保在进行压裂 时每次只有两个封隔器处于坐封状态，同理，逐级投球控制导压坐封和喷砂滑套完成多层 压裂。[0010]本实用新型的有益效果本实用新型逐级导压分层压裂管柱，实现不动管柱条件 下，以逐级导压方式选择性的坐封压裂酸化层对应的两个封隔器，封闭压裂层上下和打开 压裂喷砂口，逐层完成分层压裂施工。[0011]1、分层压裂施工时，每层只有层上、下两个封隔器坐封，其它封隔器未启动坐封。 压裂过程中能够从套管直接观察上封隔器的坐封状态，也可从套管给上封隔器施加平衡压 力，如果压裂过程中出现裂缝向上延伸窜层，从套管压力的变化能够得到判断。[0012]2、采用管内节流方式，喷砂口液体流速较低，对油井套管没有任何的冲刺损害。[0013]3、全井均采用压差扩展式或液压压缩式导压喷砂封隔器，通过对封隔器滑套的组 合方式改变，直接实现上部为无喷砂口逐级导压封隔器、中部各级为导压喷砂封隔器和下 部为变径滑套开启导压喷砂封隔器，工具单一，便于组合。[0014]4、管柱上部为防砂水力锚，管柱下部为自锁式水力锚，采用两端锚定方式减小管 柱的拉、压强度，水力锚及各级封隔器上部均装有安全接头，能够保障管柱安全和在管柱出 现砂卡时进行倒扣应急处理。
[0015]图1是本实用新型逐级导压分层压裂管柱结构示意图。[0016]图中，1-安全接头，2-防砂水力锚，3-变径滑套，4-导压通道，5-导压喷砂封隔器， 6_油管，7-自锁式水力锚，8-端部喷砂器。
具体实施方式
[0017]实施例1 :以一个对应有六个油层的逐级导压分层压裂管柱为例，对本实用新型作进一步详细说明。[0018]参阅图1。逐级导压分层压裂管柱，包括安全接头1、防砂水力锚2、变径滑套3、导压喷砂封隔器5、油管6、自锁式水力锚7、端部喷砂器8和油层对应的压裂喷砂组件。[0019]与最下端的油层相对有端部喷砂器8，端部喷砂器8的上端通过油管6连接有自锁式水力锚7 ；自锁式水力锚7的上端通过油管连接有五组的压裂喷砂组件，每个压裂喷砂组件中的变径滑套和喷砂滑套对应一个油层。在最上端的压裂喷砂组件上部通过油管连接导压喷砂封隔器5，导压喷砂封隔器5的上端连接变径滑套3，变径滑套3上有导压通道4，变径滑套3的上端连接有防砂水力锚2，防砂水力锚2的上端通过油管连接安全接头I。安全接头I的上端了加油管6，油管6—直连接到井口。[0020]所述的压裂喷砂组件是由一个安全接头、一个变径滑套、一个喷砂滑套一个节流套和一个导压喷砂封隔器组成，导压喷砂封隔器5的上端连接节流套，节流套的上端连接喷砂滑套，喷砂滑套的上端连接变径滑套，变径滑套的上端连接安全接头。[0021]按附图组合方案配套管柱，逐级导压分层压裂管柱组合中，各级的节流套、变径滑套、喷砂滑套按下表组配。[0022]
权利要求1.一种逐级导压分层压裂管柱，包括安全接头(I)、防砂水力锚(2)、变径滑套(3)、导压喷砂封隔器(5)、油管￠)、自锁式水力锚(7)、端部喷砂器(8)和油层对应的压裂喷砂组件；其特征在于与最下端的油层相对有端部喷砂器(8)，端部喷砂器(8)的上端通过油管(6)连接有自锁式水力锚(7);自锁式水力锚(7)的上端通过油管连接有3 8组的压裂喷砂组件，每个压裂喷砂组件中的变径滑套和喷砂滑套对应一个油层；在最上端的压裂喷砂组件上部通过油管连接导压喷砂封隔器(5)，导压喷砂封隔器(5)的上端连接变径滑套(3)，变径滑套(3)上有导压通道(4)，变径滑套(3)的上端连接有防砂水力锚(2)，防砂水力锚(2)的上端通过油管连接安全接头(I);安全接头(I)的上端了加油管(6)，油管(6) 一直连接到井口。
2.根据权利要求1所述的逐级导压分层压裂管柱，其特征是所述的压裂喷砂组件是由一个安全接头、一个变径滑套、一个喷砂滑套、一个节流套和一个导压喷砂封隔器组成， 导压喷砂封隔器的上端连接节流套，节流套的上端连接喷砂滑套，喷砂滑套的上端连接变径滑套，变径滑套的上端连接安全接头。
专利摘要逐级导压分层压裂管柱，应用于油田储层逐级压裂酸化。特征与最下端的油层相对有端部喷砂器，端部喷砂器的上端连接有自锁式水力锚；自锁式水力锚的上端连接有3～8组的压裂喷砂组件，每个压裂喷砂组件中的变径滑套和喷砂滑套对应一个油层；在最上端的压裂喷砂组件上部连接导压喷砂封隔器，导压喷砂封隔器的上端连接变径滑套，变径滑套上有导压通道，变径滑套的上端连接有防砂水力锚，防砂水力锚的上端通过油管连接安全接头；安全接头的上端了加油管，油管一直连接到井口。效果是实现不动管柱条件下，以逐级导压方式选择性的坐封压裂酸化层对应的两个封隔器，封闭压裂层上下和打开压裂喷砂口，完成分层压裂施工。
文档编号E21B23/01GK202832463SQ20122039960
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者郭建设, 王宗益, 赵华, 赵燕青, 潘洪振, 赵强生, 刘毅, 姜坤, 党冠, 甘孝洪 申请人:中国石油天然气股份有限公司