多级压裂及开采控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种多级压裂及开采控制方法，在井下的n个产层处均设置开关滑套，相邻开关滑套之间通过封隔器连接，并在最上端通过一封隔器连接至完井管套，当需要在某产层作业时打开该产层处的开关滑套，并在作业完成后关闭该滑套。通过本发明，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。
【专利说明】多级压裂及开采控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻探【技术领域】，具体而言，涉及一种多级压裂及开采控制方法。
【背景技术】
[0002]国内外油气藏开采方式主要有裸眼开采、尾管射孔开采和筛管+裸眼封隔器开采等，这些开采方式的共同缺陷是，不能分段控制和作业，即使采用分段射孔、桥塞和封隔器等手段勉强分段，各层段之间始终也是互相影响的，而且都是一次性的，后期无任何手段可以再次控制开采，一旦某一层段出现问题，通常导致整井报废，造成重大损失。另外，尤其对于油气井生产层段多、各产层压力不同、产能不确定、生产周期不一样，而又具有各自单独油气顶和油水界面的复杂油气藏开采所需的单一井眼多层段或单层段分层段选择性封隔、封堵和开采等作业，更是没有相应的开采措施。
[0003]国内外现有分段压裂技术也都是只能一次性逐级压裂、压裂后各层段合并开采，其缺陷是，不可重复一次性作业，各层合采互相影响，也无法再压裂和再完井而导致一旦某一段出现问题，就会严重影响该井的整体产量，甚至导致该井报废，无法长期增产。
[0004]因此，需要一种新的方案，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种开关滑套，可实现对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种多级压裂及开采控制方法，包括:在井下的η个产层处均设置开关滑套，相邻开关滑套之间通过封隔器连接，并在最上端通过一封隔器连接至完井管套、在最末端的开关滑套后连接球座引鞋，当需要在某产层作业时打开该产层处的开关滑套，并在作业完成后关闭该滑套。
[0007]具体而言，由悬挂器、封隔器、选择性滑套等组成的完井尾管串，后期根据作业和开采的需要，下入开关工具管串，有选择性地打开或关闭任意层段滑套，实现各产层任意选择性压裂、酸化、作业和控制开采。在油气井各相应的产层安装开关滑套，需要对该层压裂、酸化、作业和控制开采时，可以下入开关工具管串打开或关闭滑套。其中，开关工具管串是实践中常用的工具，在开关槽上着力即可控制密封套轴向运动，实现开关的控制，而且滑套既可以硬开关，也可以软开关，即用生产油管或连续油管开关。油气井可以分为无限级段，而且完井管串全通径，各层段的滑套都是可以独立开关的，从而可以实现对任意产层的“一对一”操作。无论是应用分段压裂，还是用于控制开采，滑套都是可以任意重复开关的，能够满足多次压裂增产作业需要。最终实现了对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。
[0008]优选地，多级压裂及开采控制方法，包括:[0009]步骤SI，在由上至下的第η个产层进行压裂作业，具体包括:
[0010]步骤Sla，控制滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套下方，上提所述滑套开关工具管串打开该开关滑套；
[0011]步骤Slb，取出开关工具管串；
[0012]步骤Slc，在该产层进行压裂作业；
[0013]步骤Sld，压裂作业完成后，下入所述滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套上方，下放滑套开关工具管串关闭该产层对应的开关滑套；
[0014]步骤S2,在由上至下的第η-1个产层重复步骤Sla?Sld ；
[0015]......[0016]步骤Sn,在由上至下的第I个产层重复步骤Sla?Sld。
[0017]在该技术方案中，实现了由下至上依次对各产层进行压裂作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例中开关滑套关闭状态的结构示意图；
[0019]图2是本发明实施例中开关滑套打开状态的结构示意图；
[0020]图3是根据本发明实施例的多级压裂及开采控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]根据本发明的实施例的多级压裂及开采控制方法，包括:在井下的η个产层处均设置开关滑套，相邻开关滑套之间通过封隔器连接，并在最上端通过一封隔器连接至完井管套、在最末端的开关滑套后连接球座引鞋，当需要在某产层作业时打开该产层处的开关滑套，并在作业完成后关闭该滑套。
[0023]其中，开关滑套的实现方式可以如图1和图2所示，其结构如下:
[0024]开关滑套包括密封套2和壳体，壳体包括依次通过螺纹连接的上本体1、中本体9和下本体15，中本体9的中部开有外循环孔7，上本体I内壁的预设位置上分别设有打开槽17和关闭槽18，密封套2安装在壳体内，密封套2的中部沿圆周方向开有多个内循环孔10、上部设置有定位爪3，上本体I的上端、下本体9的下端均设有可用于连接封隔器的螺纹结构以及用于限制密封套I最大位移的凸起16 ;当密封套2向上移动、至式定位爪3与打开槽17配合时，外循环孔7通过内循环孔10与壳体内部连通，当密封套2向下移动至定位爪3与关闭槽18配合时，密封套2将外循环孔7与壳体内部隔开；密封套2的内壁上设有开关槽11，用于为驱动密封套2在壳体内移动提供着力点。
[0025]开关滑套还包括两个密封筒5，分别安装在上本体I与中本体9之间的连接处、中本体9与下本体15之间的连接处；上本体I与中本体9之间的连接处、中本体9与下本体15之间的连接处均安装有密封圈4 ;外循环孔7的两侧、在中本体9与密封套2之间均安装有密封圈4。
[0026]开关滑套还包括开关座12和固定座13，均为中空结构，下本体15的内壁上设有一限位凸起6，固定座13与下本体15的底部通过螺纹连接、并将开关座12顶在限位凸起6的下缘上。其中，开关座12也当作开关套使用，也可以当作球座使用，可以满足油气井上层生产管柱小于完井管柱尺寸的条件下，实现对选择性多级压裂及控制开采滑套的开关操作。当开关座12当作球座使用时，选择性多级压裂及控制开采滑套的首次压裂时类似于常规的投球滑套，依次投入匹配的球，可以依次打开各个可滑套，然后可以钻铣掉球座，再实现改造增产完井管柱的全通径，和后期各产层开关控制。
[0027]固定座13的底部设有防转牙块14，可以更好地保证开关座12当作球座使用时的快速闻效钻除。
[0028]开关滑套还包括两个剪销8，中本体9与密封套2之间通过剪销8固定，可以在滑套处于初始的关闭状态时更好地对密封套2进行定位。
[0029]具体而言，由悬挂器、封隔器、选择性滑套等组成的完井尾管串，后期根据作业和开采的需要，下入开关工具管串，有选择性地打开或关闭任意层段滑套，实现各产层任意选择性压裂、酸化、作业和控制开采。在油气井各相应的产层安装开关滑套，需要对该层压裂、酸化、作业和控制开采时，可以下入开关工具管串打开或关闭滑套。其中，开关工具管串是实践中常用的工具，在开关槽11上着力即可控制密封套2轴向运动，实现开关的控制，而且滑套既可以硬开关，也可以软开关，即用生产油管或连续油管开关。油气井可以分为无限级段，而且完井管串全通径，各层段的滑套都是可以独立开关的，从而可以实现对任意产层的“一对一”操作。无论是应用分段压裂，还是用于控制开采，滑套都是可以任意重复开关的，能够满足多次压裂增产作业需要。最终实现了对相应产层的增产作业或开采控制，有效地避免各层段之间的互相影响，实现各层段的产能最大化，延长井眼寿命，降低钻井成本。
[0030]综上，采用本发明中的控制方法，具有以下优点:
[0031]1.完井及压裂完成后，管内是同一直径，可以进行再作业，不是一次性的；
[0032]2.根据需要开启和关闭任意一段或几段地层，实现层段的合采、分采和控制开米;
[0033]3.可实现无限级压裂和分段；
[0034]4.滑套可反复开关，能进行二次或多次增产作业，实现长期稳产；
[0035]5.可以不用下测试管柱，就可进行各层段的产能情况测试；
[0036]6.根据产能情况可以分析各层段的压裂作业效果；
[0037]7.大尺寸的管柱可以进行管内再完井，并下生产和作业管串；
[0038]8.无固井、射孔作业，对产层无污染；
[0039]9.枯竭、非生产层或出水层可以直接关闭，不需下桥塞和挤注封闭。
[0040]优选地，如图3所示，利用本发明中的多级压裂及开采控制方法进行压裂作业可以通过如下方式实施:
[0041]步骤SI，在由上至下的第η个产层进行压裂作业，具体包括:
[0042]步骤Sla，控制滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套下方，上提所述滑套开关工具管串打开该开关滑套；
[0043]步骤Slb，取出开关工具管串；
[0044]步骤Slc，在该产层进行压裂作业；
[0045]步骤Sld，压裂作业完成后，下入所述滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套上方，下放滑套开关工具管串关闭该产层对应的开关滑套；[0046]步骤S2，在由上至下的第η-1个产层重复步骤Sla?Sld ；
[0047]......[0048]步骤Sn，在由上至下的第I个产层重复步骤Sla?Sld。
[0049]以三个产层为例，管串下到设计位置后，从井口投入坐封球，坐挂悬挂器、坐封封隔器。需要压裂时，一般自下而上依次压裂，当然也可以任意选择性顺序压裂各层，本例以自下而上依次压裂为例说明，下入开关工具管串至开关滑套III以下位置，上提开关工具管串，打开开关滑套III，对第三层实施压裂作业，压裂完成后，第二次下入开关工具管串至开关滑套III以上位置，下放开关工具管串，关闭开关滑套III，完成第三层压裂。上提开关工具管串至开关滑套II位置，打开开关滑套II，实时第二层压裂，压裂完成后，第三次下入开关工具管串至开关滑套II以上位置，下放开关工具管串，关闭开关滑套II，完成第二层压裂。上提开关工具管串至开关滑套I以下位置，继续上提打开开关滑套I，实施第一层压裂，压裂完成后，下入开关工具管串分别打开开关滑套II和开关滑套III，实现三层合采，当然，也可以根据实际开采的需要，有选择性地关闭或打开开关滑套1、开关滑套II或开关滑套III，实现三层任意选择性多级压裂和控制开采。依次类推，如果需要更多的层实施选择性多级压裂及控制开采作业，只需按照以上步骤，依次重复，即可实施无限级选择性多级压裂及控制开采作业，实现各产层产能最大化。
[0050]在该技术方案中，实现了由下至上依次对各产层进行压裂作业。
[0051]综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种多级压裂及开采控制方法，其特征在于，在井下的η个产层处均设置开关滑套，相邻开关滑套之间通过封隔器连接，并在最上端通过一封隔器连接至完井管套、在最末端的开关滑套后连接球座引鞋，当需要在某产层作业时打开该产层处的开关滑套，并在作业完成后关闭该滑套。
2.根据权利要求1所述的多级压裂及开采控制方法，其特征在于，包括: 步骤SI，在由上至下的第η个产层进行压裂作业，具体包括: 步骤Sla，控制滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套下方，上提所述滑套开关工具管串打开该开关滑套； 步骤Slb，取出开关工具管串； 步骤Slc，在该产层进行压裂作业； 步骤Sld，压裂作业完成后，下入所述滑套开关工具管串至该产层对应的开关滑套上方，下放滑套开关工具管串关闭该产层对应的开关滑套； 步骤S2,在由上至下的第η-l个产层重复步骤Sla?Sld ； 步骤Sn,在由上至下的第I个产层重复步骤Sla?Sld。
【文档编号】E21B43/26GK103883300SQ201410113732
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】王益山, 王合林, 周俊然, 高森, 郭超, 董赵朋, 田晓勇, 于怀彬 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司