一种开启压裂通道的施工方法与流程

本发明涉及油气田开发领域，特别涉及一种开启压裂通道的施工方法。

背景技术：

在油气田开发中，为了改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，一般需要进行压裂作业。而在压裂作业前，在油井内建立压裂通道是十分重要的。

相关技术在进行压裂作业时，通过在压裂管柱上射孔，以在油井内建立压裂通道。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

如果需要在较深的水平井中进行压裂作业，那么，需要采用连续油管在压裂管柱上射孔，以在油井内建立第一段压裂通道，不仅周期长，成本高，而且受井深及水平段长度限制。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种开启压裂通道的施工方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种开启压裂通道的施工方法，所述施工方法是利用滑套开启压裂通道的，所述滑套包括：自左向右顺次连接的左连接短节、接头、阀体、右连接短节，以及内筒、剪钉、定压阀；

所述阀体上设置有压裂孔，且所述阀体与所述内筒通过所述剪钉连接；

所述内筒套设在所述阀体内，并与所述阀体形成有环形空间，且，所述内筒位于所述左连接短节与所述右连接短节之间；

所述内筒的外壁上设置有凸台，所述凸台用于将所述环形空间分割为左腔室和右腔室；

所述定压阀设置在所述内筒上，用于控制所述内筒内部与所述右腔室的通断；

所述开启压裂通道的施工方法包括：

获取测井资料，并根据所述测井资料完成固井管串设计；

确定所述固井管串中的所述滑套的开启压力、所述剪钉的安装数量；

将所述固井管串下入井眼，完成固井作业；

进行井口打压，使所述剪钉剪断，并在井口打压至预设压力后，利用所述滑套完成井筒试压作业；

继续进行井口打压，直至所述滑套完全开启，完成压裂通道的建立；

所述压裂孔通过可溶性结构封堵。

在一种可能的设计中，所述左腔室和所述右腔室内设置有高温固体黄油。

在一种可能的设计中，所述凸台与所述阀体之间设置有第一密封圈。

在一种可能的设计中，所述阀体与所述内筒之间设置有用于密封所述剪钉两侧的第二密封圈。

在一种可能的设计中，所述阀体与所述内筒之间设置有用于密封所述压裂孔两侧的第三密封圈。

在一种可能的设计中，所述阀体与所述内筒之间设置有用于密封所述左腔室两侧的第四密封圈。

在一种可能的设计中，所述井筒内设置有碰压总成，所述滑套设置在所述碰压总成上方至少20m处。

在一种可能的设计中，在所述固井管串下入井眼的过程中，所述滑套处的循环压力低于设定开启压力10mpa-15mpa。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的开启压裂通道的施工方法，通过使用上述滑套，可以满足建立第一段压裂通道施工要求，操作简单，作业周期短，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的滑套的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的阀体的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的内筒的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的滑套的应用示意图。

附图标记分别表示：

1左连接短节，

2接头，

3阀体，

301压裂孔，

4右连接短节，

5内筒，

6剪钉，

7定压阀，

8凸台，

9可溶性结构，

1001第一密封圈，

1002第二密封圈，

1003第三密封圈，

1004第四密封圈，

11碰压总成，

x左腔室，

y右腔室。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种开启压裂通道的施工方法，如附图1、附图2、附图3所示，该施工方法是利用滑套开启压裂通道的，该滑套包括：自左向右顺次连接的左连接短节1、接头2、阀体3、右连接短节4，以及内筒5、剪钉6、定压阀7。其中，阀体3上设置有压裂孔301，且该阀体3与内筒5通过剪钉6连接。内筒5套设在阀体3内，并与阀体3形成有环形空间，且，内筒5位于左连接短节1与右连接短节4之间。内筒5的外壁上设置有凸台8，凸台8用于将环形空间分割为左腔室x和右腔室y。定压阀7设置在内筒5上，用于控制内筒5内部与右腔室y的通断。

开启压裂通道的施工方法包括：

获取测井资料，并根据测井资料完成固井管串设计。

确定固井管串中的滑套的开启压力、剪钉6的安装数量。

将固井管串下入井眼，完成固井作业。

进行井口打压，使剪钉6剪断，并在井口打压至预设压力后，利用滑套完成井筒试压作业。

继续进行井口打压，直至滑套完全开启，完成压裂通道的建立。

具体地，当需要在较深的水平井中进行压裂作业时，将左连接短节1、右连接短节4分别与套管连接，并随套管一起下入井眼内，完成固井作业。随后，进行试压作业，自井口向套管内泵入高压流体，当定压阀7的前后压差达到预设值时，定压阀7开启，内筒5内部与右腔室y连通，高压流体通过定压阀7进入右腔室y。在高压流体的推动力下，剪钉6剪断，使内筒5向左移动，直至内筒5的内部与压裂孔301连通，此时，滑套开启，完成了压裂通道的建立。

本发明实施例提供的开启压裂通道的施工方法，通过使用滑套，可以满足建立第一段压裂通道施工要求，操作简单，作业周期短，成本低。通过使用可溶性结构9将压裂孔301封堵，可以防止本发明实施例提供的滑套在入井及固井作业过程中，会有固体颗粒滑入，影响后续试压作业以及建立压裂通道工作的顺利进行。

其中，“可溶塞”指的是：利用可溶性材料制作的堵塞，可溶性材料为本领域所常见的，举例来说，其可以为可溶性镁铝合金。

进一步地，为了防止在完井作业过程中，有部分残余水泥进入到左腔室x和右腔室y内，可以在左腔室x和右腔室y内设置高温固体黄油。

为了提高凸台8与阀体3之间的密封性，防止高压流体自凸台8与阀体3之间的缝隙泄漏，可以在凸台8与阀体3之间设置第一密封圈1001，参见附图1。

为了提高剪钉6两侧的密封性，防止高压流体自剪钉6两侧的缝隙泄漏，可以在阀体3与内筒5之间设置用于密封剪钉6两侧的第二密封圈1002，参见附图1。

为了提高压裂孔301两侧的密封性，防止高压流体自压裂孔301两侧的缝隙泄漏，可以在阀体3与内筒5之间设置用于密封压裂孔301两侧的第三密封圈1003，参见附图1。

为了提高左腔室x两侧的密封性，防止高压流体自左腔室x两侧的缝隙泄漏，可以在阀体3与内筒5之间设置用于密封左腔室x两侧的第四密封圈1004，参见附图1。

在步骤1中，测井资料包括：地层压力、井温、最大垂深、生产套管参数、井筒内液体性能等资料，通过获取上述资料，可以在后续作业中选择相应温度、压力、尺寸的滑套，并根据上述资料完成固井管串的设计。在此过程中，为了确保滑套内表面无水泥残留，使滑套能够顺利打开，可以将该滑套设置在碰压总成11上方至少20m处，参见附图4。

其中，碰压总成11的下部呈锥形结构，锥度与滑套相适配，打顶替液前，向碰压总成11内投入碰压定位胶阀，用以隔离水泥浆与顶替液，水泥浆顶替到位后，有碰压显示，从而实现水泥塞的准确定位。

为了能够准确地确定固井管串中的滑套的开启压力、延时时间、以及液压油的加注量、剪钉6的安装数量，需要提前获取地层压力、固井时预计最大施工泵压及排量、固井碰压压力、井筒试压压力、井筒内液体性能等资料。

此外，在入井前，还需要检查滑套的结构尺寸、连接扣型和开关状态，确认是否与现场使用的套管相匹配，同时完成固井胶塞现场通过测试，确保固井施工顺利。

为了保证固井管串能够顺利下入，可以开展模拟通井施工作业。其中，模拟通井工具的有效长度不小于滑套长度的1.2倍，最大外径大于滑套最大外径2mm～3mm(如2.2mm、2.5mm等)。

为保证固井管串的顺利下入，在技术套管段时，管串的下入速度控制在30～40s/根，在裸眼段时，管串的下入速度控制在60～120s/根。

在进行固井作业时，滑套处产生的循环压力应低于设定启动压力10mpa～15mpa；向井筒内投入胶塞，并追加缓凝液体，延迟固井水泥浆在滑套处的固结时间，以便更好地完成固井水泥浆的顶替，减少滑套内表面残留的水泥；当胶塞到达碰压总成11时，产生的碰压压力应小于滑套设定启动压力10mpa～15mpa。

此外，在滑套开启作业前，可以开展通井、刮削套管等工作，以确保滑套不被提前打开，通井工具外径应小于滑套内径4mm～6mm，通井深度应至滑套以下10m～15m位置；若采用通井规、刮管器一体管柱施工时，刮管器应不通过滑套。

为了满足日常施工设计要求，在通过井口打压的方式剪断剪钉6后，可以继续向井口打压至井筒试压压力值，并稳压30min，如果压降不超过0.7mpa，则视为合格，完成井筒试压作业。

随后，按照滑套开启设计要求，持续打压，直至滑套打开，为了确保滑套完全开启，可以继续提高排量至1.5方每分，并密切关注泵压变化。

综上，采用本发明实施例提供的滑套建立深层长水平段页岩气井第一段(即前端)压裂通道作业时，可以满足建立第一段压裂通道施工要求，操作简单，作业周期短，成本低。

此外，本发明中所涉及的剪钉6可用启动环或破裂盘等方式代替。此处的销钉、启动环和破裂盘均指的是滑套的开启方式，即该滑套可以通过销钉开启，也可以通过启动环或者破裂盘开启。

该滑套在天然气井、煤层气井、页岩气井等垂直井、大斜度井、水平井中均适用，同时适用于裸眼完井、套管完井等多种完井方式，特别适用于深层长水平段页岩气井第一段压裂增产改造施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。