[发明专利]一种套管内无级差拖动压裂工艺及压裂工具串

摘要

本发明涉及一种套管内无级差拖动压裂工艺，属油气井井下作业领域。本发明通过入井定位、坐封、射孔、压裂、反洗循环和管柱解封等步骤，可对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施多段分段压裂，解决了现有多段分段压裂工艺工序繁杂；并且压裂作业完成后，需要对压缩式封隔器磨铣钻除，这一过程不仅耗时长，成本高，且易污染地层的问题。本发明有效降低了施工能耗，具有无级差限制，压裂层间隔无限制，无需钻除，施工时间更短的优点；对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施多段分段压裂作业具有积极的推广意义。

主权项

1.一种套管内无级差拖动压裂工艺，其特征在于：它包括以下步骤：1）、入井定位：将压裂工具串通过外卡瓦连接器（2）与连续油管（1）连接，并匀速下入到待改造段，压裂工具串由外卡瓦连接器（2）、液压安全接头（3）、刚性扶正器A（4）、水力喷砂工具（5）、刚性扶正器B（6）、反循环阀（7）、压缩式封隔器（8）和接箍定位器（9）构成；外卡瓦连接器（2）、液压安全接头（3）、刚性扶正器A（4）、水力喷砂工具（5）、刚性扶正器B（6）、反循环阀（7）、压缩式封隔器（8）和接箍定位器（9）依次相互螺纹连接；这一过程中，通过压裂工具串上的刚性扶正器A（4）、刚性扶正器B（6）和压缩式封隔器（8）上的卡瓦（20）使整个压裂工具串处于套管居中位置，以降低压裂工具串与套管内壁的摩擦阻力，使压裂工具串顺利入井；并通过压裂工具串的接箍定位器（9）找正井底位置；压裂工具串下入到位后，匀速上提压裂工具串，此时注意观察井口表盘上的吨位指示，即接箍定位器（9）经过井底套管接箍时产生的载荷指示波动，以校准压缩式封隔器（8）的准确坐封深度；上提压裂工具串过程中，控制上提力在2—3T,2）、坐封：压裂工具串下入到预定深度后，上提管柱一次，上提力在2—3T，以使反循环阀（7）开启、压缩式封隔器（8）的导向销（25）换向；然后再下放压裂工具串，此时压缩式封隔器（8）的卡瓦（20）上的摩擦块（33）与套管内壁摩擦贴紧，从而提供坐封所需要的1T的初始摩擦力；压裂工具串再次下放过程中，反循环阀（7）关闭，中心管（18）向下移动，导向销（25）进入长轨道槽，卡瓦（20）在锥体的支撑下被慢慢撑开，从而卡住套管内壁；胶筒（19）随中心管（18）向下移动过程中，受到向下的坐封力作用下，胶筒（19）被压缩，外围扩张与套管内壁形成环形密封；由此完成坐封；坐封完成后，胶筒（19）隔离形成油管与套管间的环空，同时反循环阀（7）关闭隔离连续油管（1）内部上、下压力，使整个井筒在压缩式封隔器（8）及反循环阀（7）上、下隔离，便于进口泵入液体形成压力；3）、射孔：从油管内泵入砂浆，反循环阀（7）前端球阀承受来自顶端的压力，起憋压作用；砂浆通过水力喷砂工具上喷嘴（44）的节流作用，将其转化为50—60MPa的高压势能，射穿套管和地层；4）、压裂：从套管环空泵入压裂液，此时，压缩式封隔器（8）承受压力，以避免环空压力窜通；持续施加压力进行压裂，直到完全压开地层；5）、反洗循环压裂作业完成后，从套管环空注入顶替液，通过反循环阀（7）下端的旁通阀，将砂浆从套管携带到油管内，反洗出井筒，确保各工具清洁，避免解封压缩式封隔器（8）及上提管柱时出现砂卡；6）、管柱解封直接上提压裂工具串，反循环阀（7）开启，以平衡油、套管环空的压力差；继续上提压裂工具串，胶筒（19）回弹、继续上提，导向销（ 25） 卡在换向槽（ 29） 的解封位置上，卡瓦（20）失去支撑，实现解封；压缩式封隔器（8）顺利解封后，继续上提至下一段需要压裂的层位；即可进行下一压裂作业循环；紧急情况下，需要将压裂工具串起出井筒时，向连续油管（1）内投入不锈钢球到至液压安全接头（3）处，向油管内施加压力，压力达到一定值时，液压安全接头（3）上的剪切销钉（41）被剪断，弹性爪（39）与下连接头（40）成功分离，上提连续油管（1），可将液压安全接头（3）的弹性爪（39）及以上工具起出井筒，实现丢手。