[發(fā)明專利]一種壓差滑套及油氣井壓裂施工方法

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• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113323627A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林永茂;趙偉;胡丹;崔警宇;陳晨;周怡君;劉濤;滕汶江;錢江;李騰飛
• 申請（專利權(quán)）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西南油氣分公司
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08;E21B43/26
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯(lián)

本發(fā)明提出了壓差滑套一種壓差滑套，包括：外筒，所述外筒的側(cè)壁上設(shè)有若干導流孔；設(shè)置在所述外筒的兩端且分別設(shè)有用于連接井下管柱的上接頭和下接頭；設(shè)置在所述外筒的內(nèi)部且用于封閉所述導流孔的內(nèi)筒；設(shè)置在所述下接頭與所述內(nèi)筒之間的承載環(huán)，所述承載環(huán)能夠在工作液的作用下溶解；其中，所述內(nèi)筒的上端面的面積設(shè)置成大于下端面的面積，以使工作液能夠在所述內(nèi)筒的軸向端面之間形成壓力差而給所述內(nèi)筒提供向下的壓力，從而使所述內(nèi)筒能夠在所述承載環(huán)溶解后在所述壓力的作用下下行以打開所述導流孔。本發(fā)明還提供了一種使用上述壓差滑套的油氣井壓裂施工方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣完井與儲層改造技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種壓差滑套。本發(fā)明還涉及一種油氣井壓裂施工方法。

背景技術(shù)

近年來，油氣井勘探開發(fā)工程發(fā)展迅速。目前，在大力開發(fā)頁巖氣井，頁巖氣井首段壓裂改造方式一般有兩種，一種是采用連續(xù)油管射孔，一種是采用壓差滑套。連續(xù)油管射孔方式主要用于打開井筒首段，目前在打開井筒首段應用中為較為成熟的技術(shù)方式。但是，連續(xù)油管射孔方式在頁巖氣井中應用時，其施工時效低，且施工成本較高。并且，隨著頁巖氣井鉆井數(shù)量及壓裂規(guī)模的增加，連續(xù)油管射孔作業(yè)打開首段的方式無法滿足施工作業(yè)需求。

壓差滑套是通過憋壓直接開啟，能夠省略連續(xù)油管射孔步驟，從而提高施工時效，節(jié)約施工成本。然而，現(xiàn)有的壓差滑套仍然存在一些問題。例如，開啟成功率低，留給壓差滑套施工作業(yè)的窗口較小。目前頁巖氣井全井筒試壓都在90MPa以上，井口裝置的壓力級別為105MPa，這使得允許開啟壓差滑套壓力作業(yè)范圍較小，導致普通壓差滑套在上述壓力范圍內(nèi)難以開啟。開啟壓差滑套的壓力需要高于全井筒試壓壓力，這存在較大的風險。此外，普通的延時壓差滑套采用延時結(jié)構(gòu)，其進液孔較小，容易造成堵塞，從而不易開啟，且延時壓差滑套還存在延時時間短，無法多次重復試壓等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種壓差滑套，其能夠以低于全井筒試壓壓力開啟壓差滑套，從而能夠用較小的壓力開啟壓差滑套，并能保證開啟性能穩(wěn)定可靠，降低了壓差滑套的開啟難度和施工風險。該壓差滑套能夠簡化施工作業(yè)步驟，降低施工成本，提高施工效率，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

為此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種壓差滑套，包括：外筒，所述外筒的側(cè)壁上設(shè)有若干導流孔；設(shè)置在所述外筒的兩端且分別設(shè)有用于連接井下管柱的上接頭和下接頭；設(shè)置在所述外筒的內(nèi)部且用于封閉所述導流孔的內(nèi)筒；設(shè)置在所述下接頭與所述內(nèi)筒之間的承載環(huán)，所述承載環(huán)能夠在工作液的作用下溶解；其中，所述內(nèi)筒的上端面的面積設(shè)置成大于下端面的面積，以使工作液能夠在所述內(nèi)筒的軸向端面之間形成壓力差而給所述內(nèi)筒提供向下的壓力，從而使所述內(nèi)筒能夠在所述承載環(huán)溶解后在所述壓力的作用下下行以打開所述導流孔。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述內(nèi)筒的上端設(shè)有徑向向外延伸的環(huán)形凸臺以使所述內(nèi)筒的上端面的面積大于下端面的面積，從而使所述內(nèi)筒的兩端能夠在工作液的作用下形成壓力差。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述外筒的內(nèi)表面設(shè)有徑向向內(nèi)延伸的臺肩部分，所述環(huán)形凸臺的外徑與所述外筒的內(nèi)徑相同，所述臺肩部分的內(nèi)徑與所述內(nèi)筒的外徑相同。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述環(huán)形凸臺的軸向延伸長度設(shè)置成小于所述臺肩部分的軸向內(nèi)端面到所述導流孔的軸向距離，以使所述內(nèi)筒能夠完全打開所述導流孔。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述承載環(huán)采用鎂鋁合金或聚四氟乙烯或可溶解纖維材料制成。

在一個優(yōu)選的實施例中，在所述內(nèi)筒的外周表面且處于兩端端面的軸向內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一密封槽，在所述第一密封槽內(nèi)安裝有第一密封件以使所述內(nèi)筒與所述外筒之間形成密封。

在一個優(yōu)選的實施例中，在所述上接頭和所述下接頭與所述外筒的連接面之間分別設(shè)有第二密封件，以使所述上接頭和下接頭與所述外筒之間形成密封。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種使用如上所述的壓差滑套的油氣井壓裂施工方法，包括以下步驟：