一种井下触发滑套控制系统及控制方法技术方案

技术编号:15741782 阅读:303 留言:0更新日期:2017-07-02 11:00
本发明专利技术公开了一种井下触发滑套控制系统及控制方法,所述井下触发滑套控制方法在地面发送电磁波的方式向井下触发滑套发送控制指令;通过火药燃爆的方式开启滑套;火药燃爆的方式推动活塞杆,使之向上运动,打开井下触发滑套。本发明专利技术通过在地面发送电磁波的方式向井下触发滑套发送控制指令;通过在喷射孔外端安装弹性膜,在由喷射孔和活塞杆通过两端的密封圈构成的腔体内注满平衡液的方式,确保固井水泥浆在固井过程中不会通过喷射孔进入井下触发滑套腔体内。本发明专利技术操作简单、可靠,成本低,能够极大地提高压裂酸化施工效率,同时不需要下入任何开启工具,最大程度的避免了井下复杂事故。

Downhole trigger slip sleeve control system and control method

The invention discloses a downhole trigger slip control system and control method of the downhole trigger trigger control method of sliding sleeve sliding sleeve to send control command to the underground in the mode of transmission of electromagnetic waves through the ground; propellant burning and explosion mode opening the sleeve; powder burning and explosion mode to drive the piston rod, make up open the underground movement, triggering a sliding sleeve. The present invention by triggering a sliding sleeve to send control command to the underground in the way of transmission of electromagnetic waves through the ground; in the spray hole end installation elastic membrane filled with equilibrium liquid in the cavity is composed of injection hole and piston rod through both ends of the sealing ring in the way to ensure that the cement slurry in cementing process will not enter through a spray hole the trigger sliding sleeve cavity. The invention has the advantages of simple operation, reliability and low cost, can greatly improve the construction efficiency of the fracturing and acidizing, and does not need to be put in any opening tool at the same time, and can avoid the underground complicated accidents to the maximum extent.

【技术实现步骤摘要】
一种井下触发滑套控制系统及控制方法
本专利技术属于油气田增产改造
,尤其涉及一种井下触发滑套控制系统及控制方法。
技术介绍
国内油气供应不足的矛盾越来越突出,石油可采、易采储量不断减少,勘探开发正向深层、非常规隐蔽油藏发展,地层越来越复杂,层间差异大,多数储层在完井过程中需要压裂酸化改造,压裂酸化改造成为解决层间矛盾、提高油层动用程度、挖掘层间潜力最有效的措施。随着技术发展,现有油气井通常采用分段压裂酸化工艺,但目前没有一种可靠的压裂酸化工艺技术能够兼顾高效、全通径和避免井下复杂情况等方面,导致目前分段压裂酸化施工效率不高、井下复杂情况多等问题。虽然目前已研发出远程控制智能滑套,可以极大地提高施工效率,但由于成本高昂,故障率高,难以在现场大规模应用。国内油气供应不足的矛盾越来越突出,石油可采、易采储量不断减少,勘探开发正向深层、非常规隐蔽油藏发展,地层越来越复杂,层间差异大,多数储层在完井过程中需要压裂酸化改造,压裂酸化改造成为解决层间矛盾、提高油层动用程度、挖掘层间潜力最有效的措施。随着技术发展,现有油气井通常采用分段压裂酸化工艺,对于这种工艺,如何在快速建立井筒与地层之间沟通通道的前提下提高分段压裂酸化工艺的施工效率,减少井下复杂情况和后期修井作业影响是一项重点要解决的问题。滑套作为一种可以沟通/隔离油气井与地层流体的井下工具,同时射孔作为一种可以沟通/隔离油气井与地层流体的方法,目前均广泛应用于水平井分段压裂酸化作业管柱中。对于滑套,目前油田水平井分段压裂酸化采用机械式投球滑套,打开每一级滑套都需要投入对应尺寸的压裂球,施工时从下到上逐层投球打开各层滑套,每一级滑套球座内径及压裂球内径均不相同,从下到上,滑套球座和压裂球内径逐级增大,这种滑套结构复杂,通径小,且压裂级数有限;并且当储层后期产水,滑套无法实现关闭封堵,导致油气井产能降低甚至报废。例如,中国专利文献公开的“一种投球开启自锁滑套”,公开号:CN201972661U,公开日期:2011年09月14日,该专利阐述了在水平井段作业时投球开启压裂喷砂通道,并锁定保持生产通道畅通,但仍采用投球分段,分段数受限。专利“双打开压差滑套”,公开号:CN201723198U,公开日期:2011年01月26日,该技术是利用压差推动上、下液缸分别向上下移动,打开通道,可以解决投球滑套不能用于水平裸眼井分段压裂、酸化工具管柱第一段的问题,但仍无法解决分段受限问题。基于此,又开发出一些新的机械式可开关滑套,这类滑套在压裂酸化施工时,可通过投球或下入连续油管带开关工具打开滑套,当储层后期产水,需要关闭滑套时,下入连续油管带开关工具关闭滑套。例如专利“一种选择性开关滑套组件中的智能型滑套”,公开号:CN202125290U,公开日期:2012年01月25日,该技术是利用下入专用开关工具,打开和关闭滑套。这类滑套的最大问题在于连续油管带开关工具开关滑套需要使用连续油管设备,作业费用高,且连续油管作业需要花费大量时间,该方法操作复杂,施工周期长,成本很非常高。基于此,又开发出可远程控制的电动滑套,例如专利“用于水平井分段压裂酸化改造的地面控制井下滑套”,公开号:CN104088604A,公开日期:2014年10月08日,该专利技术专利通过在地面发送控制指令远程控制井下滑套的打开和关闭。这类滑套虽然操作简便,节省时间,但是结构复杂,成本高,且易出现故障,并且受到设计尺寸限制,无法满足管柱全通径的要求。对于射孔,目前油气田水平井分段压裂酸化常采用射孔枪分簇射孔和水力喷射射孔两种方法。射孔枪分簇射孔通常结合桥塞一起应用,实现逐层射孔和层间封隔。例如专利“一种免钻塞的泵入式水力桥塞分段压裂方法”,公开号:CN104564003A,公开日期:2015年04月29日,该专利技术专利通过射孔枪分簇射孔和桥塞联作方式,实现每一层的射孔、压裂、封隔联作。但每一层都要下入联作管柱,增加了作业时间和成本;同时如果遇到套管变形的问题,则会导致射孔枪和桥塞无法下入到位,影响后续施工。对于水力喷射射孔方式,利用水力封隔原理实现射孔和压裂联作,效率较高,例如专利“一种压裂酸化用不动管柱水力喷射工艺及其管柱”,公开号:CN103075139A,公开日期:2013年05月01日,但由于压裂施工时有油管或连续油管在井筒内,施工最大排量受到限制,难以满足体积压裂的需要。综上,国外水平井分段压裂酸化改造工艺中,最新的滑套控制方法是在施工时投球依次打开各级滑套并施工,待各层施工全部完成后,反排压裂球并钻掉各投球滑套中的球座,进行生产;在生产过程中,如遇某一层位或某些层位出水,则下连续油管带滑套开关工具关闭对应层位的滑套;这种技术能够实现开关滑套,但分段级数有限;国内水平井分段压裂酸化改造工艺中,普遍应用的也是投球式滑套。但相较于国外同类产品,这类滑套不具备后期可关闭的功能。并且现有投球滑套操作则需要等待地面投球落到滑套球座所花费的时间,时效性上较差。而对于目前最新的射孔方法,就是采用射孔枪分簇射孔和水力喷射射孔,两种方法也均需要下入射孔枪或射孔管柱,不仅增加作业时间,也会遇到井下复杂情况,其中水力喷射射孔还受到施工排量限制。综上所述,目前远程控制智能滑套存在成本高昂,故障率高,难以在现场大规模应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种井下触发滑套控制系统及控制方法,旨在解决当前油气井增产改造采用分段压裂+射孔桥塞连作工艺由于套管变形带来的施工进度严重滞后问题,并省去下桥塞和射孔的时间和成本,极大地提高油气井增产改造效率的问题。本专利技术是这样实现的,一种井下触发滑套控制方法,所述井下触发滑套控制方法在地面发送电磁波的方式向井下触发滑套发送控制指令;通过火药燃爆的方式开启滑套;火药燃爆的方式推动活塞杆,使之向上运动,打开井下触发滑套。本专利技术能够远程实时控制井下触发滑套的打开,省去了现有井下滑套需要投球或者下入连续油管打开的程序,节省了大量时间和成本;同时,井下触发滑套是一种全通径滑套,不会为后续作业和生产产生任何干扰。进一步,所述井下触发滑套控制方法通过在喷射孔外端安装弹性膜,在由喷射孔和活塞杆通过两端的密封圈构成的腔体内注满平衡液的方式,确保固井水泥浆在固井过程中不会通过喷射孔进入井下触发滑套腔体内。进一步,所述火药燃爆包括固体、液体、气体、气液混合物、固液混合物、气固混合物、气液固混合物通过点火燃烧产生高压气体的方式。进一步,所述的地面电磁波发送方式,当现场只有一口油气井时,选择油气井的套管或油管以及另一根接地金属杆分别作为垂直偶极子天线发射方式的两个电极,井口和金属杆作为电极接口;当现场满足双井眼条件时,可选择任意两口井的套管(主要指油层套管)或油管作为垂直偶极子天线发射方式的两个电极,两口井的井口作为电极接口。本专利技术的另一目的在于提供一种所述井下触发滑套控制方法的井下触发滑套控制系统,所述井下触发滑套控制系统包括:信号发送系统,用于发送电磁波;地面信号发送系统采用垂直偶极子天线方式,包括地面电磁波信号控制及激励设备、电极等,当现场只有一口油气井时,选择油气井的套管或油管以及另一根接地金属杆分别作为垂直偶极子天线发射方式的两个电极,井口和金属杆电极作为电极接口,如图2所示;当井场有2口或更多井本文档来自技高网
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一种井下触发滑套控制系统及控制方法

【技术保护点】
一种井下触发滑套控制方法,其特征在于,所述井下触发滑套控制方法在地面发送电磁波的方式向井下触发滑套发送控制指令;通过火药燃爆的方式开启滑套;火药燃爆的方式推动活塞杆,使之向上运动,打开井下触发滑套。

【技术特征摘要】
1.一种井下触发滑套控制方法,其特征在于,所述井下触发滑套控制方法在地面发送电磁波的方式向井下触发滑套发送控制指令;通过火药燃爆的方式开启滑套;火药燃爆的方式推动活塞杆,使之向上运动,打开井下触发滑套。2.如权利要求1所述的井下触发滑套控制方法,其特征在于,所述井下触发滑套控制方法通过在喷射孔外端安装弹性膜,在由喷射孔和活塞杆通过两端的密封圈构成的腔体内注满平衡液的方式,确保固井水泥浆在固井过程中不会通过喷射孔进入井下触发滑套腔体内。3.如权利要求1所述的井下触发滑套控制方法,其特征在于,所述火药燃爆包括固体、液体、气体、气液混合物、固液混合物、气固混合物、气液固混合物通过点火燃烧产生高压气体的方式。4.如权利要求1所述的井下触发滑套控制方法,其特征在于,所述的地面电磁波发送方式,当现场只有一口油气井时,选择油气井的套管或油管以及另一根接地金属杆分别作为垂直偶极子天线发射方式的两个电极,井口和金属杆作为电极接口;当现场满足双井眼条件时,可选择任意两口井的套管或油管作为垂直偶极子天线发射方式的两个电极,两口井的井口作为电极接口。5.一种如权利要求1所述井下触发滑套控制方法的井下触发滑套控制系统,其特征在于,所述井下触发滑套控制系统包括:信号发送系统,用于发送电磁波;井下信号接收系统,通过电磁波与信号发送系统通信;用于接收信号发送系统发射的电磁波信号;井下信号处理及控制系统,用于实现电磁波信...

【专利技术属性】
技术研发人员:石建国刘亚青
申请(专利权)人:成都众智诚成石油科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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