[發明專利]多級井隔離和斷裂

在審

• 申請號: 201380066289.0
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104968888A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 約翰·休斯;瑞恩·D·拉斯馬森;詹姆斯·W·施密特
• 申請（專利權）人: 資源成套設備公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B33/122;E21B33/124;E21B33/128;E21B43/26
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本發明涉及用于多級、水平井的隔離和壓裂的設備。

發明背景

在石油和天然氣井的生產中的面臨的一個重要挑戰是取出鎖定在巖層不容易流動的烴，在這種情況下，巖層的處理或刺激有必要壓裂巖層并為烴通到井眼提供通道，從那里可以將它們帶到地面并生產。

通過水平井眼對巖層壓裂通常是指通過套管或井眼的裸眼部分泵送刺激液到巖層以壓裂巖層并從中生產烴。

在許多情況下，多部分巖層希望同時或階段性壓裂。用于多級壓裂巖層管柱通常包括由一個或者多個封隔器分隔的一個或者多個壓裂工具。

在某些情況下，壓裂系統部署在套管井眼中，在這種情況下，在系統內的注水泥部分設置穿孔允許刺激液通過壓裂工具及多孔水泥套管刺激遠處的巖層。另外一種情況，以無套管、裸眼的方式進行壓裂。

在多級壓裂的情況下，多壓裂閥工具按連續順序用于壓裂巖層部分，通常開始于井眼的趾端并逐漸移向鉆井眼的跟部端。

在本領域中已經形成很多配置來壓裂多級巖層，然而，在多級壓裂巖層中仍然需要能確保巖層從鉆井眼的趾端到跟端的刺激，同時構?造簡單，尺寸小，效率高的壓裂閥系統。

發明概要

提供了一種用于井隔離和刺激管柱激活工具，激活工具具有一個用于接收布置在下管柱的圓珠固定座，固定內體，固定外體和位于固定內體和固定外體之間的移動套筒及套筒通過圓珠對座的力從打開位置到關閉位置可移動。

也提供了第一級壓裂閥工具，所述第一級壓裂閥工具包括固定主體和在關閉位置和打開位置之間可移動的內部活塞。

還提供了一個單獨工具，包括浮鞋，激活工具，包括用于接收布置在下管柱的圓珠的固定座，固定內體，固定外體，及位于固定內體和固定外體之間的移動套筒及套筒通過圓珠對座的力從打開位置到關閉位置可移動及與浮鞋集成設置，和第一級壓裂閥工具，包括固定主體和在關閉位置和打開位置之間可移動的內部活塞，及與激活工具集成設置。

還提供套管孔封隔器，具有集成設置工具。

附圖簡述

圖1一種符合本發明工具的水平井示意圖；

圖2是本發明的激活工具在不同級別使用時的一個實施例的剖視圖；

圖3是本發明的第一級壓裂閥在不同級別使用時的一個實施例的剖視圖；

圖4是本發明的套管孔封隔器的一個實施例的剖視圖；

圖5是本發明的套管孔封隔器的一個實施例的剖視圖；示出了第?一布置方式。

圖6是本發明的套管孔封隔器的一個實施例的剖視圖；示出了套爪型存鎖器密封組件。

圖7是可被布置在套管柱上的套管孔封隔器的剖視圖；

圖8是本發明的套孔錨定中心的一個實施例的剖視圖；及

圖9是在一個井中鉆雙水平襯套的示意圖。

具體實施方式

提供一系列工具來改善存在的水平隔離和斷裂工具，通過提供增加在安裝過程中的安全性，降低鉆井時間和部署工具更大的可靠性至井眼水平截面的末端。

結合細長外直徑和短長度，本工具省去了處理短節的需要，從而減少了襯套的剛性。這些特征允許更大的自由度，減小外部直徑的工具管柱，以使更容易部署在鉆井眼中。

本發明包括一系列工具策略性地沿襯套設置并部署在井眼的開口裸孔部分里。該工具提供了隔離不同級水平井眼的手段。隔離各級后，刺激液可從表面并通過按順序打開的閥工具泵送至多級壓裂巖層。

參考圖1，在部署的一個優選方法中，本發明工具系統包括一個套管孔封隔器500錨定至襯套并在套管柱和裸孔之間形成密封。一個浮鞋或導向器50在襯套趾端運行。激活工具100位于離導向鞋50預定距離的位置。接下來是第一級壓裂閥工具200，然后一個系列包括一個裸孔封隔器300，交替一個或多個后續級別壓裂閥工具400。對于本領域技術人員可以理解的是圖1僅僅是代表了工具管狀壓裂管柱的一個例子，在不脫離本發明范圍的情況下可以增加、省去和替代?來解釋柱及其組件。

浮鞋50優選設置有具有折翼覆蓋的開口端。開口端允許襯套壓力至少在某種程度上與巖層壓力均衡而折翼防止巖層液體進入所述襯套。

對于本領域技術人員可以理解的是本領域中已知的任何浮鞋或類似設備在不脫離本發明的范圍的情況下，可以用于本發明的工具。