[发明专利]一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统

说明书

本发明提供了一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统，属于油气井的完井及生产技术领域。该方法包括：(1)下入管柱：将管柱下入到预定位置，固井或憋压坐封封隔器；(2)第一级压裂：套管内憋压，打开第一级开关滑套，进行压裂，压裂完毕后，憋压使得开关滑套在静压力下保持开启状态；(3)下入井下滑套开关系统，关闭前一级滑套，打开后一级滑套，进行压裂；(4)重复步骤(3)直到完成各级压裂；(5)投产：下入井下滑套开关系统，打开各级开关滑套，进行投产；(6)控水：当后期某个压裂段出水后，下入井下滑套开关系统将对应的开关滑套关闭，继续生产其余层段，从而实现分段完井功能。

技术领域

本发明属于油气井的完井及生产技术领域，具体涉及一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统。

背景技术

随着页岩气、页岩油等非常规油气资源的勘探开发，水平井分段压裂改造技术被有效实施。储层压裂改造技术是将页岩油气、致密岩层等水平井分成多段，然后将地层压裂成多条裂缝，扩大油气产层的泄油面积，提高油气采收率，从而提高单井产量。水平井裸眼分段压裂技术是储层压裂改造中的一种并在国内外非常规油气田广泛地推广应用，其中，通过滑套与每一段层段建立过流通道。该项技术中能否按施工设计对不同层位进行压裂，完井管柱中与地层建立过流通道的滑套工具是关键技术之一。

目前的分段完井用滑套主要采用的多级投球滑套，采用直径不同的低密度压裂球投送到滑套球座后通过井口打压从而控制各段滑套的开启，从而实现多级逐段分层压裂，具有施工方便的优点，目前已经在7″×4¹/₂″套管实现最大分压级数25级，在9⁵/₈″×5¹/₂″套管实现最大分压级数30级，封堵球级差0.125″,目前最新已经实现1/16″的级差。

泵送复合电缆桥塞分段压裂工艺技术采用电缆快速下入非金属桥塞进行分段，并可一次完成桥塞下入、坐封、丢手、多级射孔，可以实现任意段的分段压裂，但是工艺相对复杂。

斯伦贝谢的TAP分段压裂完井工艺在套管上安装预置压裂滑套，套管外用液压管线连接各滑套，通过投入飞镖逐级打开各级滑套，从而实现分段压裂。该工艺技术理论上可以实现任意级数的分段压裂，但工艺复杂，对钻井、下套管水平要求较高。

针对边底水油藏延缓边底水锥进速度，国内外均进行了深入的理论研究，并配套了倾斜布井法、变密度射孔、变盲筛比筛管、中心管法、ICD调流控水筛管等控水技术，但这些技术主要都是针对水平段变质量流动造成的生产压差差异，通过控制局部生产压差来达到水平段流入剖面均衡，从而防止局部锥进的目的，这些技术在一定程度上限制了油井产能，较适宜于高产油井

在智能滑套方面，国外威德福研制的智能滑套，可以实现利用RFID标签来控制滑套开关，从而实现分段压裂和分段堵水功能，但由于其每个智能滑套带智能控制系统、通信系统、机械执行系统、电源系统等，外径较大，而内通径较小，且单个滑套成本较高，每口井应用多个滑套成本过高，因此只是作为储备技术，并未进入现场应用。

综上所述，针对低渗透油藏水平井自然产能低的问题，国外普遍开展多级分段压裂改造措施，特别是随着页岩气得开发，多级大规模分段压裂工艺得到迅猛发展，目前最高压裂级数已经达到40级，成为页岩气开发的主体关键技术。目前主要的多级分段压裂技术有多级投球滑套分段压裂工艺技术、水力喷射分段压裂工艺技术、泵送复合电缆桥塞分段压裂工艺技术以及斯伦贝谢的TAP分段压裂工艺技术等，但都存在分段级数有限、管内通径受限、施工规模受限施工速度慢、无法在增产施工后进行后期控制生产等不同问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统，尽可能多的分段数或任意级分段，多级分段压裂施工连续进行，工艺简单可靠，完井成本低，能够同时实现分段压裂、分段控水，分支水平井的多级分段完井。

本发明是通过以下技术方案实现的：