[发明专利]套管固井全通径无限级分段压裂完井装置及其压裂完井方法

说明书

本发明公开了一种套管固井全通径无限级分段压裂完井装置及其压裂完井方法，适用于水平井及直井的压裂完井工艺。本装置包括套管串、液压套管扶正器、压裂完井滑套、压差式压裂完井滑套、长翼固井胶塞、碰压坐落阀和底部循环阀，液压套管扶正器与压裂完井滑套均为多个并配接在套管串上形成套管固井全通径无限级分段压裂完井装置，压裂完井滑套为全通径设计，打开工具与压裂完井滑套为一一匹配完成开启滑套动作；本发明分段压裂级数不受限制；既可实现任意定点压裂完井滑套的一匙一开，也可实现一级多簇压裂完井滑套的一匙多开，压后实现完井管柱全通径，满足连续快速、大规模、多级多簇的压裂施工需求，提高压裂效率。

技术领域

本发明涉及石油工业油水井的一种压裂完井装置，具体涉及一种套管固井全通径无限级分段压裂完井装置及其压裂完井方法。

背景技术

目前，国内外用于低渗透及致密油藏的压裂完井技术主要分为裸眼多级分段压裂完井技术和套管固井多级分段压裂完井技术两大类。其主流技术涵盖了投球滑套式多级分段压裂完井、泵送桥塞多级分段压裂完井等方式。

其中，投球滑套式多级分段压裂完井技术，无论是在裸眼压裂完井还是套管固井压裂完井中应用，均是采用不同级差的球和球座进行组合，通过投送不同级差的球开启相应级差的压裂完井滑套来完成逐级分段压裂。该技术受分级排列球座尺寸的影响，其分段数量和压裂规模都受到很大限制，影响了改造效果，后期生产需钻磨球座形成全通径，作业费用高。泵送桥塞多级分段压裂完井技术应用于套管固井压裂完井中，该技术对于分段级数没有限制，但射孔压裂联作的工艺，不能保持压裂的连续性，作业周期长，作业完成后需进行钻塞，作业费用高，且后期不能进行选择性生产或者二次压裂。

近年来，各大油公司相继开发了各种投送式开启压裂滑套的压裂技术。如2016年3月2日授权的中国专利CN103556971B“用于油气井作业的全通径分层压裂滑套”，其公开了一种包含阶跃式移动机构的新型投球滑套，该滑套技术可实现依次投相同尺寸球逐级开启滑套的功能，原理上可实现不限级数和保持所有滑套全通径，但该滑套在实际使用中存在砂卡风险，导致滑套无法正常开启，丢失压裂层段；此外，由于其结构上未涉及密封机构，压裂施工易发生上下窜漏；后期该工艺中的启动球仍需返排出，工序复杂。

另外，在2020年3月24日公开的中国专利申请CN110905448A“一种无限分级全通径压裂滑套组件系统”，其公开了一种包括通过管道串联连接且与多个开启机构一一对应的多个子压裂滑套的压裂系统，该系统可实现所有层段压裂完成后，整个管柱无需钻除作业即为全通径，从而有利于后期生产管理，多级滑套串联可实现无限级，但该压裂滑套系统中开启机构的定位弹性件在过多级压裂滑套的过程中易产生塑性变形，造成开启失败，丢失压裂层段；同时定位槽为上接头和内套之间的环形间隙，后期无法进行选择性开关。

因此，急需一种能在水平井、直斜井等实现不限级数、多级多簇、大规模、连续快速实施的全通径无限级压裂完井装置，且根据需要可实现后期选择性打开或关闭任意滑套。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种套管固井全通径无限级分段压裂完井装置。它能将打开工具与压裂完井滑套一一匹配，满足套管固井的全通径、无极限、连续快速、多级多簇压裂完井施工需求，提高施工规模、分段级数和压裂效率。

本发明还提供一种使用上述压裂完井装置的压裂完井方法。

本发明的技术方案是：套管固井全通径无限级分段压裂完井装置，包括套管串、液压套管扶正器、压裂完井滑套、压差式压裂完井滑套、长翼固井胶塞、碰压坐落阀和底部循环阀，所述液压套管扶正器为多个并配接在套管串上，所述压裂完井滑套为多个并配接在套管串上形成套管固井全通径无限级分段压裂完井装置，且每级压裂完井滑套的两端均设置有液压套管扶正器，所述压差式压裂完井滑套、碰压坐落阀和底部循环阀由上至下依次设置在套管串的下端，所述长翼固井胶塞活动设置在套管串内并在固井后与碰压坐落阀碰压密封；

其中，每个压裂完井滑套均包括：