[發明專利]一種復合滑套、壓裂裝置及增加油氣井壓裂層段的方法

有效

• 申請號: 201210043505.7
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102606110A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李根生;田守嶒;黃中偉;史懷忠;宋先知;王海柱;蔡承政;遲煥鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B34/10
• 分類號: E21B34/10;E21B43/26;E21B43/114;E21B43/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明涉及在油氣井中地層進行水力壓裂中增加壓裂層段的方法及裝置，尤其是一種復合滑套、壓裂裝置及增加油氣井壓裂層段的方法，利用在滑套中安裝襯套組成的復合滑套實現使用同一尺寸的球壓裂兩個層段。

背景技術

隨著勘探的深入，我國低滲透油氣藏在新探明儲量中所占的比例越來越高，如何動用和提高低滲透儲量的開采效益已迫在眉睫。壓裂改造已成為提高油氣井的產量和經濟效益的主要手段。如何盡可能多的形成獨立裂縫是油氣井壓裂改造的關鍵，鑒于此，油氣井往往需要分段壓裂改造。目前，現場常用的油氣井分段壓裂方法主要有：限流法壓裂、暫堵劑分段壓裂、機械封隔器分段壓裂、填砂分段壓裂、水力噴射分段壓裂等。其中機械封隔器分段壓裂和水力噴射分段壓裂雖然在很大程度上增加了油氣井分段的段數，但是由于受到井眼尺寸和工具尺寸的限制，其分段能力已經很難滿足油氣井增產改造段數不斷增長的要求。

本案申請人在中國專利第200910082408.7號中闡述了一種帶有滑套的磨料射流噴射分層壓裂裝置，該裝置具有多級滑套，除第一級噴槍外，其余每級噴槍內均安裝一級滑套，下井時滑套處于關閉狀態，需要壓裂對應的層位時，投球打開滑套、露出噴嘴，壓裂液自該噴嘴噴出，同時，投入的球打開滑套后封堵滑套內流道，壓裂液不再流經滑套下部的噴槍，確保壓裂液和支撐劑不進入已壓開層段，避免了壓裂不同層段時移動井下管柱。但在該常規的投球打滑套壓裂中，一種尺寸的球往往代表一個壓裂層段。采用該公知技術時，為了增加壓裂段數，則必須提高加工精度以增加球尺寸的級差，從而導致生產成本不斷提高。

此外，在實際生產過程中，這種單純靠增加球尺寸的辦法來增加壓裂層段已無法滿足當前油氣井增產改造的要求。

有鑒于上述公知技術存在的缺陷，本發明人根據多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出本發明的復合滑套、壓裂裝置及增加油氣井壓裂層段的方法，通過將本發明的復合滑套裝置與公知的壓裂滑套裝置聯合使用，可以通過使用同一尺寸的球依次打開兩個滑套，壓裂兩個層段，在很大程度上增加了壓裂的段數。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合滑套、壓裂裝置及增加油氣井壓裂層段的方法，以解決因井眼和工具尺寸導致油氣井壓裂段數受限的問題，將本發明的復合滑套與公知的常規滑套結合使用，以提高油氣井分段壓裂的壓裂段數。

為此，本發明提出一種復合滑套，其包括：主體滑套、襯套，所述主體滑套為中空柱狀體，其內具有襯套容置腔，所述容置腔的下部設有一縮徑的凸臺；所述襯套為中空柱狀體，其兩端分別具有上球座和下球座；所述上球座能卡合于所述容置腔，在受到外力作用時，能向下移動，且在所述容置腔內壁的作用下能使所述上球座的內徑減小；所述下球座的外徑小于所述凸臺的內徑，在外力作用下，所述襯套能卡止于所述凸臺，并使所述下球座的內徑增大。

本發明還提供一種壓裂裝置，所述壓裂裝置具有串聯連接的底部噴射工具和多組上部噴射工具，每組所述上部噴射工具由相互串聯連接的第一噴射工具和第二噴射工具構成，所述第二噴射工具設置在所述第一噴射工具的上部；所述第一噴射工具、第二噴射工具均具有中空柱狀的本體，每個所述本體的側壁上均設有至少兩個噴嘴；所述第一噴射工具的本體內設有能夠封閉該級噴嘴的第一滑套，所述第二噴射工具的本體內設有能夠封閉該級噴嘴的如權利要求1至8任一項所述的復合滑套，所述第一滑套、復合滑套均能在外力作用下滑移至被封閉的所述噴嘴的下部，打開該級噴嘴；且能驅動每一組所述上部噴射工具內的第一滑套和復合滑套移動的閥球直徑相等。

本發明進一步還提供一種增加油氣井壓裂層段的方法，包括：

1)通過油管將如權利要求9至10任一項所述的壓裂裝置沿套管送入到井內規定作業層位；

2)底部噴射工具完成壓裂作業后，從油管投入第一閥球，所述第一閥球進入位于上部的一組上部噴射工具的第二噴射工具的本體內，所述第一閥球貫穿復合滑套的主體滑套和襯套進入第一噴射工具的本體內，并坐封于第一滑套，向油管內泵注液體以第一壓力加壓，剪斷連接所述第一滑套與第一噴射工具的第一剪切銷釘，使第一滑套下滑，打開第一噴射工具上設置的噴嘴，對第一層位進行噴射和壓裂作業；

3)完成該第一層位的壓裂后，自所述油管向下投入第二閥球，所述第二閥球坐封于所述襯套的上球座，向油管內泵注液體以第二壓力加壓，剪斷連接所述復合滑套與所述第二噴射工具的第二剪切銷釘，使所述第二噴射工具內的主體滑套和襯套一起向下移動，打開所述第二噴射工具上設置的噴嘴，對位于所述第一層位上部的第二層位進行噴射和壓裂作業；其中，所述第二閥球的直徑與第一閥球的直徑相等；