[发明专利]用于压裂石油和天然气井的系统和方法

说明书

本公开公开了一种井压裂系统和方法。该系统可包括基管(100)和滑动套筒(200)，基管(100)包括能够容纳止动球的插入口(101)，止动球部分在基管的室内。滑动套筒可包括具有内表面的第一套筒(202)。该内表面可包括空隙。第一套筒可被操作至两个位置。在第一位置处，该空隙可位于基管的不包括插入口的表面上。这种定位可阻止止动球(502)从基管的室离开。在第二位置处，该空隙可位于插入口上。这种定位可允许止动球从基管的室离开并进入空隙。

技术背景

本公开涉及用于获取石油和天然气的压裂系统和方法。

这些年来，天然气和石油的需求显著增长，使生产效率低的石油和天然气储层经济上可行，水力压裂在全球范围内的能源生产中扮演着重要角色。几十年来，不同的技术已被用来改善从石油和天然气中生产资源的方法。使长水平井眼具有多个裂缝是一种用于提高井中油气开采的常用工艺。该工艺开始于井已被钻好且完备件已安装在井眼之后。多阶段水力压裂方法涉及将大量加压的水或凝胶、支撑剂和/或其它化学品泵入井眼，以在沿着井眼的储层中产生多个离散裂缝。

目前正在使用的一种先进方法是在一次泵送操作中同时进行多达30个裂缝的支撑剂压裂。该方法涉及用于阻止裂缝关闭的支撑剂的使用。然而，这种做法通常会导致裂缝之间支撑剂的不均匀分布，这将降低压裂系统的效率。其结果是，这种做法也可能导致裂缝蔓延至远离目标储层的区域。因此，这样的方法可能是低效而不安全的。

此外，支撑压裂通常包括多个步骤且需要多个工具，才能成功地进行。这种做法将造成裂缝间支撑剂的不均匀分布，且高度依赖于在各压裂阶段之间设置塞或使用尺寸加大的压裂球。在这些方法中，每个裂缝被穿孔或是泵入后可设置塞，或者压裂球可从表面落入，以连续打开沿着井分布的压裂阀中。对于每一阶段，不同直径的球落入对应于特定压裂阀的阀座的井中。在油井的一点处，由于井眼直径减小，该球将不能通过。一旦球在位，压裂即可进行。压裂后，塞必须被钻出且球必须被回收。每个压裂阶段中，在设置塞时，过多的时间和精力被消耗在各阶段之间离开孔和钻出塞上。此外，陆上钻机通常按天数来付租金，任何的延迟都可能使成本增加许多。另外，在球方法中，在由于小的球直径因为大压力损失而难以压裂，使得流动区域受限制之前，仅可能约有12个不同压裂阶段。

因此，本领域急需一种改进的用于压裂油气井的系统和方法。

发明内容

本公开涉及一种改进的井压裂系统和方法。在一个实施例中，该系统可包括基管和滑动套筒，所述基管包括能够容纳止动球的插入口，所述止动球部分在所述基管的室内。所述滑动套筒可包括具有内表面的第一套筒。所述内表面可包括空隙。所述第一套筒可被操作至两个位置。在第一位置处，该空隙可位于所述基管的不包括插入口的表面上，这种定位可阻止所述止动球从所述基管的室离开。在第二位置处，该空隙可位于所述插入口上。这种定位可允许所述止动球从所述基管的室离开并进入所述空隙。

在另一个实施例中，所述方法可包括将基管连接在管柱内。所述基管可包括能够容纳止动球的插入口，所述止动球部分在所述基管的室内。该方法还可包括将滑动套筒从第一位置致动至第二位置的步骤。所述滑动套筒可包括具有内表面的第一套筒，其中所述内表面包括空隙。在所述第一位置处，所述空隙可位于所述基管的不包括所述插入口的表面上，以阻止所述止动球离开所述基管的室。在所述第二位置处，所述空隙可位于所述插入口上，所述止动球能够从所述基管的室离开并进入所述空隙。

简要附图说明

图1A示出了基管的侧视图。

图1B示出了基管的视图。

图1C示出了基管的剖面图。

图2A示出了滑动套筒。

图2B示出了滑动套筒的视图。

图2C示出了滑动套筒的剖面图。

图2D示出了滑动套筒剖面图，该滑动套筒还包括固定套筒和致动器。