專利名稱：定位限流壓裂封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田壓裂用的井下工具，稱為定位限流壓裂封隔器。
油田油、水井壓裂施工中，每一個吸收壓裂液的炮眼都相當(dāng)于一個節(jié)流咀，當(dāng)炮眼數(shù)量一定時，排量越大，摩阻越大。
限流法壓裂完井改造是一套較成熟的技術(shù)，它是通過嚴(yán)格的低密度射孔，盡可能高的施工排量，利用最先被壓開層吸收壓裂液時產(chǎn)生的炮眼摩阻，大幅度提高井底壓力，進(jìn)而迫使壓裂液分流，使破壓接近的其它層相繼被壓開，達(dá)到一次加砂，能同時處理幾個層的目的。
而常規(guī)射孔井，射孔密度高，每米10孔或12孔，通過炮眼的液體流速不大，井底壓力不會因炮眼摩阻的影響而明顯升高，因此單獨一個層能夠吸收全部壓裂液，一般一次加砂只處理一個層。
目前對常規(guī)射孔井的限流壓裂改造，國外先用水泥封堵已射孔炮眼，然后再按嚴(yán)格的低密度射孔，采用限流壓裂的方法來改造低滲透層，該方法施工復(fù)雜，成本高，易造成油層污染，且注完水泥后，還必須鉆掉水泥塞，易損害套管。
國內(nèi)對常規(guī)高密度射孔的井，一般都用常規(guī)壓裂和蠟球暫堵劑多裂縫壓裂方法進(jìn)行油層改造，這兩種方法要求目的層間夾層大于3米。常規(guī)壓裂一般一次加砂只能處理一層；蠟球暫堵劑多裂縫壓裂方法雖可以產(chǎn)生多條裂縫，但難以控制目的層的處理部位和強(qiáng)度，當(dāng)目的層與高含水層間夾層較薄時，容易壓串。以上方法都難于針對油層性質(zhì)有選擇性的、不同強(qiáng)度的壓裂改造低滲透油層，也難以保護(hù)目的層之間的薄夾層。
針對上述已有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供了一種非均質(zhì)砂巖油田，已按常規(guī)射孔的油、水井壓裂改造用的定位限流壓裂封隔器，它適用于非均質(zhì)砂巖油田，常規(guī)高密度射孔井的非均質(zhì)水淹厚油層中，存在穩(wěn)定物性夾層的低含水部位的壓裂挖潛，也可用于與水淹厚油層相鄰，夾層較薄的多個低滲透薄油層的壓裂改造。
本實用新型分內(nèi)、外體兩大部分，包括節(jié)流、封隔、噴砂三大部件，其特征在于該種封隔器封隔件(16)的長度和數(shù)量由處理目的層的厚度和層數(shù)決定；兩個封隔件(16)之間有一個噴砂部件；固定式節(jié)流咀。節(jié)流咀位于內(nèi)體上部，可使油管內(nèi)、外產(chǎn)生壓差，液壓通過內(nèi)、外體之間的導(dǎo)壓空間，使封隔件擴(kuò)張，該封隔器可根據(jù)油層厚度及油層改造的需要組裝不同數(shù)量、不同長度的封隔件，為了強(qiáng)化目的層的處理強(qiáng)度，也可有2個噴砂部件，封隔件可覆蓋常規(guī)射孔井中目的層非吸液炮眼，利用封隔件和噴砂部件控制目的層吸液炮眼的數(shù)量和分布，從而達(dá)到限流壓裂所需的低密度射孔數(shù)，然后使用限流壓裂方法，達(dá)到一次加砂同時處理幾個油層的目的。該封隔器既可封隔地層，又可覆蓋目的層非吸液炮眼，噴砂部件對準(zhǔn)需要處理的油層部位。由該封隔器組成的壓裂管柱，可控制目的層吸液炮眼的位置及處理強(qiáng)度，使其在該部位形成有效裂縫，壓裂時目的層處在一個壓力系統(tǒng)下，封隔件同時坐封，噴砂部件同時噴液。整個工具的長度根據(jù)油層厚度確定，但由于井下作業(yè)提升系統(tǒng)高度限制，可使用導(dǎo)壓密封段將幾個封隔器連在一起使用。
附圖的圖面說明如下


圖1定位限流壓裂封隔器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、
圖1中的A－A剖面視圖。
圖3、導(dǎo)壓密封段結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、現(xiàn)場使用壓裂管柱示意圖。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。
圖1所示本實用新型封隔部件具有由上接頭(1)、短節(jié)(11)、接頭(12)、上鋼碗(14)、封隔件(16)、噴砂碗(21)、下鋼碗(25)、下接頭(26)、密封圈(13、22)組成的封隔器外體，兩個封隔件(16)之間為噴砂碗(21)，上述各件均由絲扣連為一體；封隔器內(nèi)體由節(jié)流部件、中心管、密封圈(6、7、9、17、20)組成，內(nèi)、外體間有導(dǎo)壓空間，兩者通過中心管與接頭絲扣相連。節(jié)流部件位于內(nèi)體最上部，由濾網(wǎng)罩(2)、節(jié)流咀(3)、剪斷銷釘(4)、密封銷釘(5)、堵咀(8)、密封段(10)組成。
濾網(wǎng)罩(2)開有48道細(xì)槽，置于上接頭(1)與節(jié)流咀(3)之間，有濾砂和傳壓作用。
節(jié)流咀(3)上端有一臺階，濾網(wǎng)罩下端定位于此處，靠中上部有一內(nèi)螺孔，下端有一段內(nèi)扣；堵咀(8)有一銷釘槽和兩道密封槽，密封圈(7)置于槽內(nèi)；剪斷銷釘(4)將節(jié)流咀(3)與堵咀(8)連在一起；密封銷釘(5)與節(jié)流咀(3)絲扣連接；密封段(10)上端與節(jié)流咀(3)絲扣連接，下端定位于上中心管(15)的上臺階處，它的上、下端各有兩道密封槽，密封圈(9)置于槽內(nèi)，使接觸面密封。該封隔器節(jié)流咀為固定式，使用時當(dāng)管柱液壓升高，剪斷銷釘(4)被剪斷，使油管內(nèi)、外產(chǎn)生節(jié)流壓差，液壓通過導(dǎo)壓通道使封隔件擴(kuò)張。堵咀(8)作業(yè)時起防噴作用。
中心管由上中心管(15)、內(nèi)中心管總成、內(nèi)連中心管(23)、下中心管(24)組成，各件絲扣連成一體；上中心管(15)上部有8個均布的導(dǎo)壓孔(29)，上、下端分別與接頭(12)、內(nèi)管(18)絲扣相連；下中心管(24)下端與下接頭(26)絲扣相連。
圖1.2所示噴砂部件由內(nèi)中心管總成及噴砂碗(21)組成，內(nèi)中心管總成由內(nèi)管(18)、套環(huán)(19)焊接而成，兩者間有導(dǎo)壓通道(28)、中部開有3個噴砂孔(30)，套環(huán)(19)上、下端各有兩個密封槽，它與封隔件(16)尺寸配合，噴砂碗(21)中間部位開有4個噴液孔(27)。噴砂部件對準(zhǔn)要處理的目的層，可控制吸液炮眼數(shù)量及分布。
該封隔器可根據(jù)油層厚度及油層改造的需要組裝不同數(shù)量、不同長度的封隔件(16)，為了強(qiáng)化目的層的處理強(qiáng)度也可在目的層內(nèi)有2個噴砂部件。
圖3、4所示導(dǎo)壓密封段由導(dǎo)壓體(31)、密封圈(32)組成，導(dǎo)壓體(31)上、下端各有2個密封槽，它與上中心管尺寸配合，導(dǎo)壓體(31)外側(cè)中間部位有凹槽，可與連接短接(36)之間形成導(dǎo)壓空間。由于井下作業(yè)時提升系統(tǒng)高度限制，為了方便施工，可用導(dǎo)壓密封段將幾個封隔器連在一起，使用時將上級封隔器的下中心管(24)換成帶有導(dǎo)壓孔的上中心管(15)，導(dǎo)壓密封段置于兩級封隔器的上中心管(15)之間，上、下級封隔器的下接頭(26)與接頭(12)之間用連接短節(jié)(36)連結(jié)。
圖4所示，現(xiàn)場使用時由定位短節(jié)(33)、工作筒(34)、定位限流壓裂封隔器(35)、連接短節(jié)(36)、導(dǎo)壓密封段(37)、絲堵(38)、油管(39)、套管(40)組成壓裂管柱。施工時，將封隔器(35)分級下入井內(nèi)目的層的預(yù)定位置，管柱下完后，向管柱內(nèi)打液壓，當(dāng)液壓升高時，剪斷銷釘(4)被剪斷，堵咀(8)沿著管柱下至尾管內(nèi)，當(dāng)施工排量達(dá)到一定值后，節(jié)流咀(3)使油管內(nèi)、外產(chǎn)生壓差，油管內(nèi)液壓從濾網(wǎng)罩(2)細(xì)槽流出，經(jīng)導(dǎo)壓空間進(jìn)入導(dǎo)壓孔(29)傳入封隔件(16)內(nèi)腔，再經(jīng)導(dǎo)壓通道(28)、導(dǎo)壓密封段與連接短節(jié)間形成的導(dǎo)壓空間，使多級封隔器的封隔件同時坐封，封隔件(16)覆蓋目的層非吸液炮眼(42)，噴砂部件對準(zhǔn)予處理油層(41)同時噴液，壓裂時目的層處在一個壓力系統(tǒng)下，使目的層之間的夾層上、下壓差相同，有利于保護(hù)薄夾層，并且達(dá)到一次施工可處理多層的目的。
該實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點該封隔器可根據(jù)油層厚度及油層改造的需要，組裝不同數(shù)量、不同長度的封隔件，封隔器本身不但可以封隔地層，還可覆蓋目的層非吸液炮眼，并有噴砂部件；該封隔器與其它配件組成的壓裂管柱，可控制目的層吸液炮眼的位置及處理強(qiáng)度，壓裂時具有選擇性強(qiáng)的特點。封隔器本身有導(dǎo)壓空間和導(dǎo)壓通道，使管柱上的封隔件可同時坐封，噴砂部件同時噴液，壓裂時目的層處在同一個壓力系統(tǒng)下，可保護(hù)目的層間的薄夾層，并可達(dá)到一次施工處理多層的目的。
本實用新型為高密度射孔井使用限流法壓裂提供了一種新型的封隔器。
權(quán)利要求1.一種油田壓裂用的封隔器，分內(nèi)、外體兩大部分，包括節(jié)流、封隔、噴砂三大部件，其特征在于該封隔器中封隔件(16)的長度和數(shù)量由處理目的層的厚度和層數(shù)決定；兩個封隔件(16)之間有一個噴砂部件；固定式節(jié)流咀。
2.如權(quán)利要求1所述的封隔器，其特征在于封隔部件具有由上接頭(1)、短節(jié)(11)、接頭(12)、上鋼碗(14)、封隔件(16)、噴砂碗(21)、下鋼碗(25)、下接頭(26)及密封圈(13、22)組成的封隔器外體，兩個封隔件(16)之間為噴砂碗(21)，上述各件均由絲扣連為一體；封隔器內(nèi)體由節(jié)流部件、中心管及密封圈(6、7、9、17、20)組成；內(nèi)、外體間有導(dǎo)壓空間。
3.如權(quán)利要求1、2所述的封隔器，其特征在于節(jié)流部件位于內(nèi)體最上部，由濾網(wǎng)罩(2)、節(jié)流咀(3)、剪斷銷釘(4)、密封銷釘(5)、堵咀(8)、密封段(10)組成，濾網(wǎng)罩(2)開有48道細(xì)槽，置于上接頭(1)與節(jié)流咀(3)之間；剪斷銷釘(4)將節(jié)流咀(3)與堵咀(8)連在一起，密封銷釘(5)與節(jié)流咀(3)絲扣連接；密封段(10)上端與節(jié)流咀(3)絲扣連接，下端定位于上中心管(15)上部。
4.如權(quán)利要求2所述的封隔器，其特征在于中心管由上中心管(15)、內(nèi)中心管總成、內(nèi)連中心管(23)、下中心管(24)組成，各件絲扣連成一體；上中心管(15)上部有8個均布的導(dǎo)壓孔(29)，上、下端分別與接頭(12)、內(nèi)管(18)絲扣相連；下中心管(24)下端與下接頭(26)相連。
5.如權(quán)利要求1、4所述的封隔器，其特征在于噴砂部件由內(nèi)中心管總成及噴砂碗(21)組成；內(nèi)中心管總成由內(nèi)管(18)、套環(huán)(19)焊接而成，兩者間有導(dǎo)壓通道(28)，中部開有3個噴砂孔(30)，套環(huán)(19)上、下端各有兩個密封槽，它與封隔件(16)尺寸配合；噴砂碗(21)中間部位開有4個噴液孔(27)。
專利摘要一種油田限流壓裂用的封隔器，它解決了常規(guī)高密度射孔井，如何采用限流法壓裂的技術(shù)問題，其特征是該封隔器可根據(jù)油層厚度及油層改造的需要組裝不同數(shù)量、不同長度的封隔件，封隔器本身不但可以封隔地層，還可覆蓋目的層的非吸液炮眼，并具有噴砂部件。它適用于非均質(zhì)砂巖油田常規(guī)高密度射孔井的非均質(zhì)水淹厚油層中，存在穩(wěn)定物性夾層的低含水部位的壓裂挖潛，也可用于與水淹厚油層相鄰，夾層較薄的多個低滲透薄油層的壓裂改造。
文檔編號E21B33/12GK2156283SQ9320092
公開日1994年2月16日 申請日期1993年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月7日
發(fā)明者劉崇江, 潘時景, 謝朝陽, 劉永喜 申請人:大慶石油管理局采油工藝研究所