可降解桥塞、定时滑套、分段压裂管柱及地层分段压裂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田勘探开发技术领域，尤其涉及一种可降解桥塞、定时滑套、分段压裂管柱及地层分段压裂方法。
【背景技术】
[0002]在油田的勘探开发过程中，由于油、气、水井的产层因分层试油、分层段压裂(简称:分段压裂)或分层段试采等技术需要，必须采取一种临时性封堵工艺，把当前的生产层封堵掉，切断生产层在井筒内的流动通道，以便于对其它产层实施工艺措施，待工艺完成后，再解除临时封堵，建立生产层与井筒的流动通道，实现对油气井的采油气生产。
[0003]桥塞封堵是目前最经济有效的井筒封堵工艺，也是在井筒作业、措施改造和试油试采技术中应用范围较广的工艺方法，困此，成为油田在勘探与开发生产过程中应用最广的工艺之一。但是，本申请人发现:现有技术至少存在以下技术问题:
[0004]一是中途坐封问题影响正常使用:不论是国外的产品和国内的产品，由于桥塞送入工具与桥塞丢手设置的自由运动态势，在桥塞送入过程中容易出现中途坐封问题，一旦出现中途坐封问题，就需要进行回收或钻除处理，影响工期和成本；
[0005]二是在回收或钻塞成本高、难度大、容易造成井下复杂:钻塞过程中受井筒内条件的限制(如沉砂、落物、井壁结垢等)，使得钻塞难度加大，需要进行其它工艺提前处理井筒，造成了施工成本增加，严重的还会导致井筒复杂情况出现，影响油气井的正常生产；同时，在钻塞过程中，不论是可钻桥塞还是复合材料易钻桥塞，一方面桥塞本身钻除需要地面动力系统，施工成本高，同时桥塞自身的卡瓦采用高强度材质制造，钻磨性能极差，成为钻塞的最大难点，卡瓦块还容易形成钻塞管柱遇卡问题，使整个钻塞工艺的成本大幅度上升。
[0006]三是井筒内采用多级桥塞封堵时，下落的桥塞和碎块沉积于下级桥塞上，钻除的难度进一步增大。
[0007]目前，油气井分层段压裂需要使用压裂管柱，处于增产的目的，通常都以套管为压裂管柱实施地层的分段压裂。
[0008]不论是那种套管压裂管柱，均存在着在压裂施工时或投产生产时井筒与地层需要建立连通的通道，对于套管完成的井眼，这些通道的形成主要是通过打开压裂喷砂滑套的侧喷砂孔或对套管进行射孔来实现，而井筒最未端的连通通道，一般采取压差式滑套或套管射孔方式实现。这种建立连通通道的套管压裂管柱都存在着一定的缺陷。以射孔为完井方式的分段压裂管柱，射孔作业工艺复杂，作业成本高，特别是水平井进行射孔作业的难度更大；同时，套管在射孔成孔过程中，由于受到高温高压聚能核的冲击，孔眼周边的不规则变形损坏，使套管的强度降低，经过长时间的生产后，容易导致射孔段套管损坏。采用压差滑套或控制滑套的管柱，地层与井筒的连通通道只有喷砂孔一个位置，井筒内的泄油气面积小，生产过程中近井带不完善导致的压降较大，直接影响到油气井的产能。
【发明内容】
[0009]本发明的其中一个目的是提出一种可降解桥塞、定时滑套、分段压裂管柱及地层分段压裂方法，解决了现有技术存在施工工艺复杂的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(成本低、施工工艺简单、可降解桥塞强度高、承压能力强等)详见下文阐述。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:
[0011]本发明实施例提供的可降解桥塞，包括丢手接头、支撑结构以及坐封部件，其中:
[0012]所述丢手接头上存在沿所述丢手接头的轴向方向贯穿所述丢手接头的桥塞内部流体通道；
[0013]所述支撑结构固定设置在所述丢手接头上，所述坐封部件套设在所述丢手接头上且抵压在所述支撑结构上；
[0014]所述坐封部件在外部挤压力与所述支撑结构的挤压下会沿所述丢手接头的径向方向移动或变形至预定的锚定位置；
[0015]所述坐封部件的至少部分构件或至少部分区域形成所述可降解桥塞的定时消失部，所述定时消失部为可降解或可溶解材料制成，所述定时消失部降解或溶解后，所述定时消失部降解或溶解前所在的位置形成至少沿所述丢手接头的径向方向或轴向方向与所述桥塞内部流体通道以及所述可降解桥塞的外部相连通的流体通道。
[0016]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述坐封部件包括复合卡瓦块、卡瓦体、变径支撑环以及弹性密封筒，其中:
[0017]所述复合卡瓦块包括锚定部以及卡环，所述锚定部包括基座以及与所述基座固定连接的锚牙；卡环套设在所述基座以及所述丢手接头之外；所述锚牙可以具有轴向1000KN以上高强度锚定特性。所述锚牙在高压锚后能够依靠锚定力释放后而分散破碎。
[0018]所述卡瓦体与所述基座之间设置有斜面滑行结构，所述斜面滑行结构包括设置在所述基座上的第一斜面以及设置在所述卡瓦体上的第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面相接触，且所述基座在挤压力的作用下能使所述第一斜面在所述第二斜面上滑动并滑动至使所述锚牙移动至预定的锚定位置；
[0019]所述变径支撑环的刚性大于所述弹性密封筒，所述弹性密封筒承受所述变径支撑环的挤压时会沿所述丢手接头的径向方向发生弹性变形以移动至预定的锚定位置；
[0020]所述弹性密封筒以及所述基座形成所述可降解桥塞的所述定时消失部。
[0021]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述复合卡瓦块包括上复合卡瓦块与下复合卡瓦块，所述卡瓦体包括上卡瓦体与下卡瓦体，所述变径支撑环包括上变径支撑环以及下变径支撑环，其中:
[0022]所述弹性密封筒介于所述上变径支撑环以及下变径支撑环两者之间；
[0023]所述上变径支撑环与所述下变径支撑环介于所述上卡瓦体与所述下卡瓦体之间；
[0024]所述上卡瓦体与所述下卡瓦体介于所述上复合卡瓦块与所述下复合卡瓦块之间；
[0025]所述上卡瓦体与所述上复合卡瓦块的基座之间以及所述下卡瓦体与所述下复合卡瓦块之间均设置有所述斜面滑行结构。
[0026]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述坐封部件还包括挤压环，所述挤压环套设在所述丢手接头上且抵压在所述上复合卡瓦块上。
[0027]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述丢手接头的所述桥塞内部流体通道的压裂液进口设置有单流阀。
[0028]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述支撑结构包括锁紧接头，所述锁紧接头为环状且其与所述丢手接头的外壁之间螺纹连接。
[0029]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述丢手接头上设置所述桥塞内部流体通道的压裂液进口的一端与连接短节通过连接剪销相连接，其中:
[0030]所述连接短节上设置有送塞工具心轴可拆卸连接部，所述连接短节能通过所述送塞工具心轴可拆卸连接部与送塞工具的心轴形成可拆卸连接；所述送塞工具的外筒抵压在所述坐封部件上且能对所述坐封部件施加所述外部挤压力，所述外部挤压力挤压所述坐封部件使所述坐封部件移动或变形至预定的锚定位置时所述连接剪销被剪断。
[0031]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述丢手接头和/或支撑结构上还设置有与所述桥塞内部流体通道相连通的防堵通道，所述防堵通道沿所述丢手接头的径向方向贯穿所述丢手接头和/或所述支撑结构。
[0032]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述丢手接头以及所述锁定接头各自的底端均具有防堵塞十字开口(防堵塞十字开口可以形成所述防堵通道)。防堵塞十字开口在平面堵塞时可以保持侧流道通畅。
[0033]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述可降解或可溶解材料为水溶性材料；和/或，
[0034]所述水溶性材料包括铝、钛以及水溶分散元素合成，所述水溶性材料的最大抗压强度达500Mpa MPa-650MPa?根据其配方与分散元素含量，能够改变水溶时间与强度，具体配方根据所述水溶性材料的用途进行调配，分散元素具体配方与加量本案不细化提示。
[0035]本发明实施例提供的定时滑套，包括接头部、筒体以及定时消失部，其中:
[0036]所述筒体的内壁形成滑套内部流体通道，所述筒体上设置有贯穿所述筒体的壁体且与所述滑套内部流体通道相连通的安装通孔；
[0037]所述定时消失部填充或遮挡所述安装通孔，且所述定时消失部为可降解或可溶解材料制成；
[0038]所述接头部设置在所述筒体轴向方向上的两端，且所述筒体通过所述接头部与套管或固井环相连接。
[0039]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述接头部上设置有螺纹连接部位，且所述接头部通过所述螺纹连接部位与所述套管或所述固井环形成螺纹连接。
[0040]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述定时消失部嵌于所述安装通孔内且与所述安装通孔之间螺纹连接，或者，所述定时消失部为筒状，所述定时消失部套设在所述筒体之外或嵌于所述筒体的内壁上，所述定时消失部遮挡所述安装通孔。
[0041]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述安装通孔的数目为至少两个，每个所述安装通孔的轴心线的延长线与所述筒体的中轴线相交且相垂直。
[0042]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，在所述筒体的周向方向上相邻的两个所述安装通孔的轴心线之间的夹角为60°或90°，在所述筒体的轴向方向上相邻的两排所述安装通孔交错分布。
[0043]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述定时消失部上还设置有盲孔。
[0044]作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述可降解或可溶解材料为水溶性材料；和/或，
[0045]所述水溶性材料包括铝、钛以及水溶分散元素合成，所述水溶性材料的最大抗压强度达500Mpa-650MPa。根据其配方与分散元素含量，能够改变水溶时间与强度，具体配方根据所述水溶性材料的用途进行调配。。
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