[發明專利]一種井下觸發滑套

在審

• 申請號: 201710031297.1
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN107060720A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 石建國;劉亞青
• 申請（專利權）人: 成都眾智誠成石油科技有限公司
• 主分類號: E21B43/27
• 分類號: E21B43/27;E21B34/14;E21B34/16
• 代理公司: 四川君士達律師事務所51216
• 代理人: 芶忠義

技術領域

本發明屬于壓裂酸化施工技術領域，尤其涉及一種井下觸發滑套。

背景技術

國內油氣供應不足的矛盾越來越突出，石油可采、易采儲量不斷減少，勘探開發正向深層、非常規隱蔽油藏發展，地層越來越復雜，層間差異大，多數儲層在完井過程中需要壓裂酸化改造，壓裂酸化改造成為解決層間矛盾、提高油層動用程度、挖掘層間潛力最有效的措施。隨著技術發展，現有油氣井通常采用分段壓裂酸化工藝，但目前沒有一種可靠的壓裂酸化工藝技術能夠兼顧高效、全通徑和避免井下復雜情況等方面，導致目前分段壓裂酸化施工效率不高、井下復雜情況多等問題。雖然目前已研發出遠程控制智能滑套，可以極大地提高施工效率，但由于成本高昂，故障率高，難以在現場大規模應用。國內油氣供應不足的矛盾越來越突出，石油可采、易采儲量不斷減少，勘探開發正向深層、非常規隱蔽油藏發展，地層越來越復雜，層間差異大，多數儲層在完井過程中需要壓裂酸化改造，壓裂酸化改造成為解決層間矛盾、提高油層動用程度、挖掘層間潛力最有效的措施。隨著技術發展，現有油氣井通常采用分段壓裂酸化工藝，對于這種工藝，如何在快速建立井筒與地層之間溝通通道的前提下提高分段壓裂酸化工藝的施工效率，減少井下復雜情況和后期修井作業影響是一項重點要解決的問題。滑套作為一種可以溝通/隔離油氣井與地層流體的井下工具，同時射孔作為一種可以溝通/隔離油氣井與地層流體的方法，目前均廣泛應用于水平井分段壓裂酸化作業管柱中。對于滑套，目前油田水平井分段壓裂酸化采用機械式投球滑套，打開每一級滑套都需要投入對應尺寸的壓裂球，施工時從下到上逐層投球打開各層滑套，每一級滑套球座內徑及壓裂球內徑均不相同，從下到上，滑套球座和壓裂球內徑逐級增大，這種滑套結構復雜，通徑小，且壓裂級數有限；并且當儲層后期產水，滑套無法實現關閉封堵，導致油氣井產能降低甚至報廢。例如，中國專利文獻公開的“一種投球開啟自鎖滑套”，公開號：CN201972661U，公開日期：2011年09月14日，該專利闡述了在水平井段作業時投球開啟壓裂噴砂通道，并鎖定保持生產通道暢通，但仍采用投球分段，分段數受限。專利“雙打開壓差滑套”，公開號：CN201723198U，公開日期：2011年01月26日，該實用新型是利用壓差推動上、下液缸分別向上下移動，打開通道，可以解決投球滑套不能用于水平裸眼井分段壓裂、酸化工具管柱第一段的問題，但仍無法解決分段受限問題。基于此，又開發出一些新的機械式可開關滑套，這類滑套在壓裂酸化施工時，可通過投球或下入連續油管帶開關工具打開滑套，當儲層后期產水，需要關閉滑套時，下入連續油管帶開關工具關閉滑套。例如專利“一種選擇性開關滑套組件中的智能型滑套”，公開號：CN202125290U，公開日期：2012年01月25日，該實用新型是利用下入專用開關工具，打開和關閉滑套。這類滑套的最大問題在于連續油管帶開關工具開關滑套需要使用連續油管設備，作業費用高，且連續油管作業需要花費大量時間，該方法操作復雜，施工周期長，成本很非常高。基于此，又開發出可遠程控制的電動滑套，例如專利“用于水平井分段壓裂酸化改造的地面控制井下滑套”，公開號：CN104088604A，公開日期：2014年10月08日，該發明專利通過在地面發送控制指令遠程控制井下滑套的打開和關閉。這類滑套雖然操作簡便，節省時間，但是結構復雜，成本高，且易出現故障，并且受到設計尺寸限制，無法滿足管柱全通徑的要求。對于射孔，目前油氣田水平井分段壓裂酸化常采用射孔槍分簇射孔和水力噴射射孔兩種方法。射孔槍分簇射孔通常結合橋塞一起應用，實現逐層射孔和層間封隔。例如專利“一種免鉆塞的泵入式水力橋塞分段壓裂方法”，公開號：CN104564003A，公開日期：2015年04月29日，該發明專利通過射孔槍分簇射孔和橋塞聯作方式，實現每一層的射孔、壓裂、封隔聯作。但每一層都要下入聯作管柱，增加了作業時間和成本；同時如果遇到套管變形的問題，則會導致射孔槍和橋塞無法下入到位，影響后續施工。對于水力噴射射孔方式，利用水力封隔原理實現射孔和壓裂聯作，效率較高，例如專利“一種壓裂酸化用不動管柱水力噴射工藝及其管柱”，公開號：CN103075139A，公開日期：2013年05月01日，但由于壓裂施工時有油管或連續油管在井筒內，施工最大排量受到限制，難以滿足體積壓裂的需要。綜上，國外水平井分段壓裂酸化改造工藝中，最新的滑套控制方法是在施工時投球依次打開各級滑套并施工，待各層施工全部完成后，反排壓裂球并鉆掉各投球滑套中的球座，進行生產；在生產過程中，如遇某一層位或某些層位出水，則下連續油管帶滑套開關工具關閉對應層位的滑套；這種技術能夠實現開關滑套，但分段級數有限；國內水平井分段壓裂酸化改造工藝中，普遍應用的也是投球式滑套。但相較于國外同類產品，這類滑套不具備后期可關閉的功能。并且現有投球滑套操作則需要等待地面投球落到滑套球座所花費的時間，時效性上較差。而對于目前最新的射孔方法，就是采用射孔槍分簇射孔和水力噴射射孔，兩種方法也均需要下入射孔槍或射孔管柱，不僅增加作業時間，也會遇到井下復雜情況，其中水力噴射射孔還受到施工排量限制。