[發明專利]一種壓差滑套及油氣井壓裂施工方法

在審

• 申請號: 202010126828.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113323627A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）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）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: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明提出了壓差滑套一種壓差滑套，包括：外筒，所述外筒的側壁上設有若干導流孔；設置在所述外筒的兩端且分別設有用于連接井下管柱的上接頭和下接頭；設置在所述外筒的內部且用于封閉所述導流孔的內筒；設置在所述下接頭與所述內筒之間的承載環，所述承載環能夠在工作液的作用下溶解；其中，所述內筒的上端面的面積設置成大于下端面的面積，以使工作液能夠在所述內筒的軸向端面之間形成壓力差而給所述內筒提供向下的壓力，從而使所述內筒能夠在所述承載環溶解后在所述壓力的作用下下行以打開所述導流孔。本發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。

技術領域

本發明涉及石油天然氣完井與儲層改造技術領域，具體地涉及一種壓差滑套。本發明還涉及一種油氣井壓裂施工方法。

背景技術

近年來，油氣井勘探開發工程發展迅速。目前，在大力開發頁巖氣井，頁巖氣井首段壓裂改造方式一般有兩種，一種是采用連續油管射孔，一種是采用壓差滑套。連續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方式。但是，連續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量及壓裂規模的增加，連續油管射孔作業打開首段的方式無法滿足施工作業需求。

壓差滑套是通過憋壓直接開啟，能夠省略連續油管射孔步驟，從而提高施工時效，節約施工成本。然而，現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范圍較小，導致普通壓差滑套在上述壓力范圍內難以開啟。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構，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。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發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步驟，降低施工成本，提高施工效率，其結構簡單，操作方便。

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

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

在一個優選的實施例中，所述外筒的內表面設有徑向向內延伸的臺肩部分，所述環形凸臺的外徑與所述外筒的內徑相同，所述臺肩部分的內徑與所述內筒的外徑相同。

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

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

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

在一個優選的實施例中，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。

根據本發明的第二方面，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：