[发明专利]用于压裂和防砂的多位阀及相关完井方法

说明书

技术领域

本发明领域涉及完井技术，包括压裂，更特别地，能够按照希望的顺序通过专用的设有阀的端口进行砾石充填和压裂不连续的地层部分，其后配置用于过滤防砂的另一阀以开始开采。在压裂操作之后不需要用于防砂筛管的转换工具和单独下送。

背景技术

在过去，典型的完井工序包括下送具有转换工具的筛管组件和位于转换工具上方的隔离封隔器。转换工具具有挤压位置，在该挤压位置，消除了返回通路以允许沿工作钻柱向下泵送并流过封隔器的流体转移到位于筛管段以外的环形空间并通过例如加注水泥的套管和带孔套管流入地层或流到裸井中。可选地，套管可以具有伸缩构件，其可延伸到地层中，并且管子(所述伸缩构件由此延伸)可以加注水泥或不加注水泥。在任何情况下，压裂液流入筛管以外的环形空间内并挤压到由转换工具上方的封隔器和另一井下封隔器或井眼底部隔离的地层中。当层带的特殊部位以这样的方式压裂时，转换工具复位以允许产生返回通路，通常是通过位于隔离封隔器上方和工作钻柱以外的环形空间，使得随后可以开始砾石充填操作。在砾石充填操作中，砂砾从转换工具排出到筛管以外的环形空间内。载流流体流过筛管并流回转换工具以流过位于上方的封隔器、流入工作钻柱以外的环形空间并返回地面。

如果井内的另一层带在其可以开采之前需要压裂和砾石充填的话，整个步骤重复进行。当给定层带进行砾石充填时，开采钻柱伸入封隔器中并且对层带进行开采。

利用这种方法存在许多问题，最主要的是用于下钻和进行不连续操作的钻井时间。其它问题涉及砾石充填步骤中的砾石沉积期间的砾石砂浆的腐蚀性。如果层带特别长的话，转换工具的一部分在井底刻痕(fracking)操作或随后的砾石充填操作期间会发生磨损。如果一个以上的层带需要压裂和砾石充填的话，需要将与转换工具和隔离封隔器相关的多个筛管在井内进行额外的起下钻，并且重复该工艺。利用这种方法的操作顺序通常受限于从下到上加工井孔。可选地，已经研发了一次起下钻多层带系统，其需要流过转换工具的大量支撑剂泥浆，增大了腐蚀风险。

本发明使操作优化以减少钻井时间并且提高可供发生压裂的位置层序的选择。此外，通过独特的阀系统，在操作另一个阀以将过滤介质放在孔眼位置之后可以在多个层带中以任何希望的顺序进行压裂，从而在不必将筛管或转换工具下送到井中的情况下利用开采钻柱进行开采。通过下文结合附图对各个实施例的描述，本发明的这些及其它优点对于本领域的技术人员来说变得更加显而易见，同时认识到权利要求限定了本发明的范围。

发明内容

完井管放置在与要进行压裂和开采的层带邻近的位置。优选地，它的特征在于滑动套阀，滑动套阀中的一部分可以在下送到砾石充填和压裂层带之后一次一个或以任何希望的顺序达到最大打开位置。这些阀随后关闭，另一组阀可以最大程度地打开，但是在流动通道内具有并置的筛管材料，以便从一个或多个压裂层带中进行开采。通过偏置筛管而提供位于砾石后面的环形通道，从而有助于流体流向过滤开采端口。所述通道可以是未达到开采端口或越过它的封闭环形空间。简而言之，为具有可以串联打开的多个过滤端口的滑动套筒而取消了下送外部筛管或管套。

附图说明

图1是支撑剂控制管套处于下送位置的实施例的剖视图；

图2是图1中的阀为了支撑剂沉积和压裂而打开的视图；

图3是图2中的压裂阀关闭、开采阀打开并且筛管位于开采阀的流动通路中的视图；

图4是图1中的支撑剂管套覆盖开采阀的可选实施例的视图；

图5是图4中的压裂和支撑剂沉积阀打开的视图；

图6是图5中的压裂和支撑剂沉积阀关闭、开采阀打开并且筛管位于流动通路中的视图；

图7是没有支撑剂管套的可选实施例，作为代替，具有套管以打开多个开采端口，其中，筛孔和压裂阀全部显示为用于下送的关闭位置；

图8是图7中的压裂阀处于最大打开压裂位置的视图；

图9是图8中的压裂阀关闭，开采滑动套筒处于打开位置的视图；

图10是压裂阀处于关闭位置的视图；

图11是图10中的压裂阀处于打开位置的视图；

图12是图11中的压裂阀处于打开位置，可插入筛管处于开采位置的视图；

图13是图12所示可插入筛管的视图。

具体实施方式