一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱及使用方法

技术领域

本发明属于石油、天然气开采技术领域，具体涉及一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱及使用方法。

背景技术

分层压裂是油气井增产的主要措施。常规分层压裂技术一般需要先进行射孔作业，再下入分层压裂管柱，在高温高压深井中由于管柱长度大、内径小，施工排量受限，无法实现储层充分改造，并且由于井完整性的需要，压裂后需要压井提出压裂管柱再下入由井下安全阀、封隔器组成的完井管柱才能进行正常生产，存在施工工序复杂、压井液对储层造成污染等问题。同时常规分层压裂管柱一般采用封隔器进行机械封隔，在高温高压深井中存在对工具性能要求高、砂卡风险高、解卡处理难度大等问题。

现有技术中，专利文献CN211692429U公开了一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，提供了一种压裂完井一体化管柱，其针对高温高压超深井，采用防砂筛管和可关闭喷砂器实现替浆、改造和防砂完井的目的，但是该技术方案只可进行单层压裂改造，且需要压井提下2趟管柱才能完成压裂及生产作业，分压层数少，且再次压井存在储层污染、砂埋管柱的风险。

专利文献CN105863594B公开了一种高温高压逐级坐封解封多级压裂管柱及其使用方法，其针对高温高压井，采用多级封隔器逐级坐封、验封、解封的方式，实现坐封可靠、解封安全的目的，在分层压裂管柱时可降低砂卡风险，但是该技术方案需要压井提下3趟管柱才能完成分层压裂及生产作业，且由于多级封隔器的机械结构，其对工具性能要求高、管柱通径小，存在窜层、管柱砂埋的风险高、解卡处理难度大。

专利文献CN202338320U公开了套管滑套完井分层压裂改造管柱，其针对油气井直井，采用多级固井滑套、依次投球转层的方式进行分层压裂，该技术方案对于低压浅井可在分层压裂后带压下入油管投入生产，但是其应用于高温高压深井时，由于井完整性的要求，仍需要下入由井下安全阀、封隔器组成的完井管柱才能进行正常生产，因管柱结构复杂、施工压力高，无法进行带压下入作业，只能进行压井作业后才能下入，而再次压井无疑会存在施工工序复杂、压井液对储层造成污染等问题。

发明内容

本发明旨在解决至少一种现有技术或相关技术中存在的技术问题，提供一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱及使用方法，采用多级投球式固井滑套，不需进行射孔作业，且通过结构设计，一趟管柱即可实现高温高压深井分层压裂和完井生产两个目的，解决现有技术中需多次提下管柱、储层污染大、施工风险高等问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱，包括自上而下依次连接的油管、井下安全阀、封隔器、多级投球式固井滑套、压差式固井滑套、浮箍和浮鞋；所述井下安全阀靠近井口固定设置在油管上，所述油管的外围设置有回接套管，所述封隔器靠近油管下端坐封在回接套管和油管之间；所述多级投球式固井滑套包括若干个上下间隔排布的投球式固井滑套和对应的若干个可溶球。

进一步地，对应于自下而上的投球式固井滑套，对应投下的可溶球的直径由小到大排列。

更进一步地，所述多级投球式固井滑套的分压层数可根据需要设定，且最大分压层数以开启最上部投球式固井滑套所用可溶球大小能通过油管为上限。

进一步地，所述回接套管底端通过悬挂器固定连接油层尾管，所述油层尾管和多级投球式固井滑套相连。

本发明还提供一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱使用方法，应用上述任一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱，所述方法包括：

步骤S01：油层段裸眼完钻后，电测确定改造位置，所述改造位置为压差式固井滑套与多级投球式固井滑套的下入位置：

步骤S02：自下而上按顺序连接浮鞋、浮箍、压差式固井滑套、多级投球式固井滑套、油层尾管、悬挂器下入至井中设计位置，对各个固井滑套套管进行定位校深，井口配置调节短节，循环水泥固井、下入回接套管固井完井；

步骤S03：按顺序连接封隔器、油管、井下安全阀构成完井管柱，将完井管柱下入回接套管中设计位置，坐封封隔器；

步骤S04：油管打压至设计压力开启压差式固井滑套，按压裂设计要求进行第一层加砂压裂作业；

步骤S05：第一层压裂完成后，在油管内投入对应可溶球至第二层投球式固井滑套，提高油管压力至第二层投球式固井滑套开启，按压裂设计要求进行第二层加砂压裂作业；

步骤S06：重复步骤S05依次开启上部剩余投球式固井滑套进行分层压裂作业；

步骤S07：全井压裂结束后进行放喷投产。

进一步地，所述步骤S05和步骤S06中，多级投球式固井滑套的投球过程具体包括：依次投入从小到大的可溶球分别开启多级投球式固井滑套进行分层压裂作业。

更进一步地，所述步骤S07具体包括：全井压裂施工完成后，待多级投球式固井滑套的可溶球全部溶解，即可进行正常生产。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：

(1)本发明采用多级投球式固井滑套，不需进行射孔作业；且通过油管、井下安全阀和封隔器构成完井管柱，可实现一趟管柱完成分层压裂和完井生产两个目的，相比于现有技术需要体现管柱2～3趟，施工工序简单、作业效率高，成本低；

(2)本发明不需要压井作业，对储层污染小，见产周期短；

(3)本发明的投球固井滑套换层，无层间机械封隔器，砂卡风险小；

(4)本发明的压裂管柱可采用大通径有关，施工排量大、施工效率高、储层改造充分，具有成本低、风险小、对储层污染伤害小等优点，可实现10级以上的分压层数，尤其适用于高温高压深井储层的改造和安全生产。

附图说明

图1本发明实施例中高温高压深井分层压裂生产一体化工艺管柱结构示意图；

图中标记说明：1-油管；2-井下安全阀；3-封隔器；4-可溶球；5-投球式固井滑套；6-压差式固井滑套；7-油层尾管；8-悬挂器；9-回接套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明实施例提供一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱，如图1所示，包括自上而下依次连接的油管1、井下安全阀2、封隔器3、多级投球式固井滑套、压差式固井滑套6、浮箍和浮鞋；所述井下安全阀2靠近井口固定设置在油管1上；所述油管1的外围设置有回接套管9，所述封隔器3靠近油管1下端坐封在回接套管9和油管1之间，以保证油管1和封隔器3有较大的通径；所述多级投球式固井滑套包括若干个上下间隔排布的投球式固井滑套5和对应的若干个可溶球4，所述可溶球4的直径不等且由小到大排列；所述回接套管9底端通过悬挂器8固定连接油层尾管7，所述油层尾管7和多级投球式固井滑套相连。

所述多级投球式固井滑套的分压层数可根据需要设定，且最大分压层数以开启最上部投球式固井滑套所用可溶球大小能通过油管为上限，在本发明实施例中，如图1所示，在一层压差式固井滑套6上方共设置有两层投球式固井滑套5。

本发明实施例的油气井采用压差式固井滑套6、多级投球式固井滑套和油层尾管7连接下入固井完井，然后下入由油管1、井下安全阀2、封隔器3组成的完井管柱至多级投球式固井滑套上部。封隔器3坐封后，首先通过油管1打压的方式开启最下部压差式固井滑套6进行第一层压裂施工，然后依次投入从小到大的可溶球4分别开启多级投球式固井滑套进行分层压裂施工；全井压裂施工完成待可溶球4溶解后即可进行正常生产。

实施例2

本发明实施例提供一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱使用方法，应用实施例一中的一种高温高压深井分层压裂生产一体化管柱，所述方法包括：

步骤S01：油层段裸眼完钻后，电测确定改造位置，所述改造位置为压差式固井滑套6与多级投球式固井滑套的下入位置：

步骤S02：自下而上按顺序连接浮鞋、浮箍、压差式固井滑套6、多级投球式固井滑套、油层尾管7、悬挂器8下入至井中设计位置，对各个固井滑套套管进行定位校深，井口配置调节短节，循环水泥固井、下入回接套管9固井完井；

步骤S03：按顺序连接封隔器3、油管1、井下安全阀2构成完井管柱，将完井管柱下入回接套管中设计位置，坐封封隔器3；

步骤S04：油管1打压至设计压力开启压差式固井滑套6，按压裂设计要求进行第一层加砂压裂作业；

步骤S05：第一层压裂完成后，在油管内投入对应可溶球4至第二层投球式固井滑套5，提高油管压力至第二层投球式固井滑套5开启，按压裂设计要求进行第二层加砂压裂作业；

步骤S06：重复步骤S05，依次投入从小到大的可溶球分别开启多级投球式固井滑套进行分层压裂作业；

步骤S07：全井压裂施工完成后，待多级投球式固井滑套的可溶球全部溶解，即可进行正常生产。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。