[發明專利]一種套管固井分段壓裂控制閥

無效

• 申請號: 201410362044.9
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104088615A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張全勝;呂瑋;張峰;李敢;李明;依西峰;董建國;劉永順;李娜;盧雅蘭;劉希明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B34/14
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

技術領域

本發明涉及石油工業水平井的油水井固井完井壓裂工具，特別是一種套管固井分段壓裂控制閥，適用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規資源開發的套管固井分段壓裂完井工藝。

背景技術

目前我國近50%的探明低滲透儲量由于產能低、開采效益差難以動用。如何高效、經濟的動用低滲透儲量是長期探索的難題。水平井分段壓裂技術是解決低滲透油藏開發的關鍵技術，而相比濁積巖，灘壩砂和砂礫巖的鉆井、完井、壓裂難度更大。針對灘壩砂、砂礫巖低滲透油藏需要固井完井以及大規模、大排量、快速高效壓裂改造的工藝需要，近年來，研發了套管固井滑套分段壓裂完井技術，但隨著技術系列化的研發和應用規模的不斷擴大，也暴露出了一些問題：一是不同區塊地層的圍壓不同，在沒有射孔措施的情況下，通過固井分段壓裂控制閥進行壓裂時，由于水泥環的影響，壓開地層時的破裂壓力會比裸眼井或射孔井的破裂壓力高很多，有時甚至高出套管及井口設備的承壓極限，難以進行正常的施工；二是為了降低水泥環的破裂壓力而采用節流設計的方案，以犧牲出砂孔的面積為代價，使出砂孔的面積之和小于套管內徑的截面積，在大規模壓裂時，會造成節流損失和出砂孔的破壞，對于一些能再次開啟、關閉的固井分段壓裂控制閥的密封性能造成損壞。因此有必要研發一種能降低破裂壓力的套管固井分段壓裂控制閥來解決上述問題，提高該工藝的技術水平和應用規模。

發明內容

　本發明的目的是提供一種套管固井分段壓裂控制閥，改變出砂孔的結構形狀，不靠節流就能達到降低破裂壓力的目的。提高套管固井分段壓裂完井工藝的技術水平和應用規模。

　　本發明的技術解決方案是：一種套管固井分段壓裂控制閥包括上接頭、噴砂體和下接頭，噴砂體與滑套之間設有鎖塊，噴砂體與滑套通過開啟剪釘連接，噴砂體上的壓裂出砂孔是螺旋孔，在噴砂體上360°全相位布孔。

　本發明與現有技術相比較具有如下顯著的效果：本發明對壓裂出砂孔的外部結構進行了優化并設計了凸臺，使壓裂出砂孔外部水泥環的厚度與原有工具相比大幅度減小，最大限度的減小了水泥環對壓裂時破裂壓力的影響；工具的壓裂出砂孔是螺旋孔，可實現360°全相位布孔，在壓裂時，保證最先找到地應力較低的點，使其最先破裂，從而達到降低破裂壓力的目的。由于本發明壓裂出砂孔的面積之和能夠大于或等于套管的截面積，使得壓裂時出砂孔的節流損失最小，不會增加壓裂施工壓力且避免了出砂孔的磨蝕破壞。由于壓裂出砂孔外周的凸臺，在孔與孔之間形成了導流槽，使工具在下井過程中下入更順利，降低了完井施工風險，在固井時，更利于水泥漿的循環，減少摩阻，提高固井質量。本工具用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規資源開發的套管固井分段壓裂完井工藝技術中，可實現低滲透油藏高效、經濟的動用以及規模化應用，具有顯著的應用效果和經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖詳述本發明，并非限制本發明的保護范圍。參見圖1，一種套管固井分段壓裂控制閥包括上接頭1、噴砂體3和下接頭8，噴砂體3與滑套6之間設有鎖塊7，噴砂體3與滑套6通過開啟剪釘2連接，噴砂體3上的壓裂出砂孔5是螺旋孔，在噴砂體3上360°全相位布孔。壓裂出砂孔5的外周設有凸臺，在噴砂體3上形成導流槽4。壓裂出砂孔5的面積之和大于或等于套管內徑的截面積。壓裂出砂孔5的螺旋角度和在噴砂體3上布置的數量相配合，滿足360°全相位布孔。即：壓裂出砂孔5的螺旋角度小的時候，噴砂體3上布置的壓裂出砂孔5的數量就多，壓裂出砂孔5的螺旋角度大的時候，噴砂體3上布置的壓裂出砂孔5的數量就少。

本工具在確定分段壓裂級數和安裝位置后配接在完井管柱中，本工具的上接頭1和下接頭8分別與套管連接。將配接好的完井管柱下入井內，泵入固井水泥固井。水泥漿在循環時，由于本工具在壓裂出砂孔5之間形成的導流槽4減少了摩阻，還能使水泥漿發生旋流，提高固井質量，降低完井施工風險。

固井完井后，安裝壓裂井口裝置，通過投球或下入專用工具將本工具的滑套6打開，從井口向套管內泵入壓裂液進行第一段套管壓裂施工。由于本發明在壓裂出砂孔5外周的凸臺結構和360°全相位布孔，壓裂出砂孔5的位置更接近地層的位置且能最先找到地應力較低的點，降低破裂壓力。因此，在壓裂時，不需要射孔措施也能壓開地層，實施壓裂。滑套6開啟后，由鎖塊7鎖緊，避免了滑套6上下滑動，保證了壓裂出砂孔5的完全打開。

用同樣的方式完成剩余各地層的壓裂施工。