專利名稱：天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，是一種針對天然氣井兩個氣層段不動管柱進(jìn)行分層壓裂和合層開采而設(shè)計的一體化管柱。
背景技術(shù)：
目前采用常規(guī)的橋塞對天然氣井兩氣層段進(jìn)行分層壓裂，具體施工過程為(1)下部氣層射孔；(2)下壓裂管柱、下部氣層壓裂；(3)下部氣層排液、測試；(4)壓井；(5)起壓裂管柱；(6)下橋塞、坐封、試壓、填砂；(7)上部氣層射孔；(8)下壓裂管柱、上部氣層壓裂；(9)上部氣層排液、測試；(10)壓井；(11)起壓裂管柱；(12)下沖砂打撈管柱沖砂打撈橋塞；(13)下光油管完井。采用上述常規(guī)的壓裂方法，需要多次起下管柱，需動用多次壓裂設(shè)備，施工復(fù)雜、周期長、費(fèi)用高，尤其是壓井過程對儲層傷害比較嚴(yán)重。
近年來，國內(nèi)油田針對多層氣井的分層壓裂改造，相繼開發(fā)出以可取式、永久式等不同封隔器為主的分層壓裂合層開采一體化工藝管柱。中國專利公告號2634111，名稱為一種天然氣井油套分采一次完井管柱。公開了一種由循環(huán)閥、采氣封隔器組成的管柱；并進(jìn)一步揭示了采氣封隔器的結(jié)構(gòu)與一種液力反復(fù)開閉的循環(huán)閥。
采用封隔器分層壓裂合層開采一體化其最大優(yōu)點(diǎn)在于將氣井的改造及完井管柱“合二為一”，由下到上依次壓開上、下目的層，可以實(shí)現(xiàn)不動管柱一次壓裂兩個目的層，同一目的層可重復(fù)壓裂，使目的層得到充分有效的改造。同時，壓裂時若出現(xiàn)砂堵，可及時停泵反循環(huán)解除砂堵；兩層合排，彼此間有助排作用，排液速度快。與橋塞分層壓裂改造工藝相比，簡化了作業(yè)程序，縮短了施工周期，減少了壓井作業(yè)對儲層的傷害，降低了開發(fā)成本，提高了氣田的開發(fā)水平。但由于完井后封隔器處于錨定、密封狀態(tài)，后期很難或不能動管柱，給氣井后期作業(yè)帶來很多困難。
雖然以可取式封隔器為主的分壓合采一體化管柱在設(shè)計之初就考慮到分層壓裂后起管柱的問題，但對于大多數(shù)壓裂后處于噴通狀態(tài)的氣井，在缺少不壓井作業(yè)設(shè)備和手段的條件下，壓裂后要起出管柱首先必須采取壓井措施，然后才能動管柱解除封隔器的錨定、密封狀態(tài)，再上提起出井內(nèi)管柱，這勢必造成產(chǎn)層壓井傷害，同時由于管柱本身結(jié)構(gòu)的原因，上部氣層壓裂后不可避免的有壓裂砂沉積在下水力錨、封隔器與套管的環(huán)形空間，這就使得壓裂后起管柱的難度增大；對于采用永久式封隔器為主的分壓合采一體化管柱，后期若要動管柱，其施工更為復(fù)雜、技術(shù)要求更高、難度更大、費(fèi)用也會更高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱，采用Y344封隔器為主的分層壓裂合層開采管柱來滿足對天然氣井不動管柱分兩層壓裂并合層開采的工藝要求，以便分層壓裂后或后期修井時起出管柱。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在天然氣井套管內(nèi)下入天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱。天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱自上而下結(jié)構(gòu)組成是在上部氣層的上部是油管連接水力錨和液壓封隔器I，上部氣層與下部氣層之間是油管短節(jié)連接噴砂滑套、液壓封隔器II、水力錨和液壓封隔器III，在液壓封隔器III的下部連接滑套座和節(jié)流坐封嘴。所述的連接全部為油管螺紋扣連接。
噴砂滑套既是改造上層的壓裂液(酸液)入口通道，又是液壓封隔器坐封節(jié)流嘴。所述的噴砂滑套結(jié)構(gòu)是由噴砂滑套外殼和噴砂滑芯組成，噴砂滑套外殼上有圓形開口。噴砂滑套外殼和噴砂滑芯之間滑動配合，有剪切銷釘固定。噴砂滑套外殼和噴砂滑芯之間有密封圈，密封圈分布在開口兩端，開口的數(shù)量為2個，開口直徑在20-25毫米之間。
節(jié)流坐封嘴作用是在施工時，保證封隔器坐封、水力錨坐封、錨定；施工結(jié)束后，可投鋼球打壓，將節(jié)流坐封嘴打掉，增大了整個管柱的通徑，便于氣井后期測試。將滑套座置于液壓封隔器III之下，在壓裂上部氣層時，保證全部液壓封隔器、水力錨處于坐封、錨定狀態(tài)。
下面敘述使用天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱過程，有利于理解本實(shí)用新型。
1、首先，在天然氣井內(nèi)下射孔槍，一次射開兩氣層段；2、將本實(shí)用新型天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱下入天然氣井內(nèi)；3、通過油管泵注壓裂液，壓裂液通過節(jié)流球座時產(chǎn)生節(jié)流壓差，水力錨等進(jìn)入工作狀態(tài)，上、下液壓封隔器啟動，膠筒封隔目的層和油套環(huán)形空間；4、進(jìn)行下部氣層的壓裂；5、下部氣層壓裂后從油管投入鋼球，待鋼球落入噴砂滑套后從油管加壓打開噴砂滑套，鋼球下落至節(jié)流坐封球座封堵下部氣層；6、通過油管泵注壓裂液，壓裂液通過噴砂滑套時產(chǎn)生節(jié)流壓差，液壓封隔器、水力錨等進(jìn)入工作狀態(tài)；7、進(jìn)行上部氣層的壓裂；8、上部氣層壓裂完后停泵，封隔器膠筒收縮、水力錨錨爪收回解除密封和錨定。
9、壓裂后不動管柱直接完井、排液、投產(chǎn)。(也可根據(jù)需要待井底壓力擴(kuò)散后起管柱再下光油管完井。)發(fā)明的效果與傳統(tǒng)的橋塞分層壓裂方式相比，簡化了作業(yè)程序，縮短了施工周期，減少了壓井作業(yè)對儲層的傷害，降低開發(fā)成本，提高氣田整體開發(fā)水平。
與采用其它可取式、永久式等不同封隔器為主的分層壓裂合層開采一體化工藝管柱相比，它也可以實(shí)現(xiàn)不動管柱一次壓裂兩個目的層后合層開采的目的，壓裂完后，直接排液投產(chǎn)，此時，液壓封隔器膠筒收縮、水力錨錨爪收回解除密封和錨定，有利于壓裂后或后期氣井作業(yè)起出井下管柱。另外，下層采用雙液壓封隔器，增加了層間的封隔效果，保證了分層壓裂工藝的的可靠實(shí)施。


附圖1是天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是噴砂滑套(6)的剖面示意圖。
圖中，1.油管，2.套管，3.水力錨，4.液壓封隔器I，5.油管短節(jié)，6.噴砂滑套，7.液壓封隔器II，8.油管短節(jié)，9.水力錨，10.液壓封隔器III，11.滑套座，12.節(jié)流坐封嘴，13.人工井底，14.下部氣層，15.上部氣層，16.噴砂滑套外殼，17.密封圈，18.剪切銷釘，19.噴砂滑芯。
具體實(shí)施方式
天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱自上而下結(jié)構(gòu)組成是在上部氣層(15)的上部是油管(1)連接水力錨(3)和Y344液壓封隔器(4)。Y344液壓封隔器(4)下部連接油管短節(jié)(5)。油管短節(jié)(5)連接噴砂滑套(6)。上部氣層(15)與下部氣層(14)之間連接的是噴砂滑套(6)、Y344液壓封隔器(7)、水力錨(9)和Y344液壓封隔器(10)。在Y344液壓封隔器(10)的下部連接滑套座(11)和節(jié)流坐封嘴(12)。所述的連接全部為油管螺紋扣連接。將分層壓裂合層開采一體化管柱下入套管(2)內(nèi)。距離人工井底(13)大約150米。
噴砂滑套(6)的結(jié)構(gòu)是由噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)組成，噴砂滑套外殼(16)上有2個圓形開口。噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)之間采用滑動配合，由2個剪切銷釘(18)將噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)固定在一起。剪切銷釘(18)的直徑為6毫米。噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)之間有4道密封圈(17)，密封圈(17)分布在開口兩端，每端2個。每個開口直徑為20毫米。
權(quán)利要求1.一種天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱，其特征在于自上而下結(jié)構(gòu)組成是在上部氣層(15)的上部是油管(1)連接水力錨(3)和液壓封隔器I(4)，上部氣層(15)與下部氣層(14)之間是油管短節(jié)(8)連接噴砂滑套(6)、液壓封隔器II(7)、水力錨(9)和液壓封隔器III(10)，在液壓封隔器III(10)的下部連接滑套座(11)和節(jié)流坐封嘴(12)，所述的連接全部為油管螺紋扣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣井分層壓裂合層開采一體化管柱，其特征在于所述的噴砂滑套(6)結(jié)構(gòu)是由噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)組成，噴砂滑套外殼(16)上有圓形開口，噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)之間滑動配合，有剪切銷釘(18)固定，噴砂滑套外殼(16)和噴砂滑芯(19)之間有密封圈(17)，密封圈(17)分布在開口兩端，開口的數(shù)量為2個，開口直徑在20-25毫米之間。
專利摘要本實(shí)用新型是針對天然氣井兩氣層段不動管柱進(jìn)行分層壓裂和合層開采而設(shè)計的一體化管柱。上部氣層的上部是油管連接水力錨和封隔器。上部氣層與下部氣層之間是油管短節(jié)連接噴砂滑套、封隔器、水力錨和封隔器，在封隔器的下部連接滑套座和節(jié)流坐封嘴。與傳統(tǒng)的橋塞分層壓裂方式相比，簡化了作業(yè)程序，縮短了施工周期，減少了壓井作業(yè)對儲層的傷害，降低開發(fā)成本，提高氣田整體開發(fā)水平。實(shí)現(xiàn)不動管柱一次壓裂兩個目的層后合層開采的目的，有利于壓裂后或后期氣井作業(yè)起出井下管柱。保證了分層壓裂工藝的可靠實(shí)施。
文檔編號E21B33/122GK2866812SQ200520129828
公開日2007年2月7日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者付鋼旦, 桂捷, 趙粉霞, 鄢長灝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司