使用缓和用压裂阀探测脱砂的系统和方法技术方案

本公开涉及一种使用缓和用压裂阀探测脱砂的系统和方法。该压裂方法可包括当井下压力小于预定阈值时，使用压裂阀压裂井。该方法可还包括当井眼中的压力传感器探测到井眼压力已达到所述预定阈值时，通过自动化过程将压裂阀从压裂位置致动至非压裂位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用缓和用压裂阀探测脱砂的系统和方法背景本公开涉及使用缓和用压裂阀(fracturingvalveformitigation)探测脱砂(screen-out)的系统和方法。多年来，具有多裂缝的水力压裂是由水平井生产天然气和石油的常用方法。水力压裂包括通过井眼注入高度加压的压裂液，这会导致岩层断裂。一旦裂缝形成，支撑剂会被引入到注入液体以防止裂缝闭合。支撑剂使用渗透性足够好的微粒(例如谷物砂或陶瓷)以允许地层液体流入到通道或井中。然而，在压裂操作期间，可能发生主要的问题(例如脱砂)。当向裂缝连续注入液体需要高于井眼和地面设备的安全限制的压力时，会发生脱砂。这个条件发生，是由于高液体泄漏，支撑剂的浓度过高，以及阻碍支撑剂流动的不足的垫尺寸。其结果是，压力迅速积聚。脱砂会破坏压裂操作且恢复操作之前需要清洗井眼。压裂操作延迟可能会导致后续裂缝完井和生产的中断。脱砂的结果可取决于在压裂中使用的完井类型。用于水平井的常见完井之一是裸眼衬管完井。这涉及将套管直接运行进入地层，使得没有套管或衬管被放置在整个生产区。这种压裂方法可以是快捷和廉价的。裸眼衬管完井还可包括使用球致动滑动套筒系统，通常用于多级压裂。然而，如果脱砂在水平井眼的下端附近处发生，球座的开口会使得使用连续油管或修井梁将支撑剂洗出去变得困难。初始方案可包括打开井和等待压裂液流回来。然而，如果液体回流不发生，唯一的解决办法是钻出完井并对井眼实施不同的完井方案。其结果是，整个操作可导致延迟和更高的费用。另一种已知的完井方法是插件和穿孔系统，这与裸眼衬管系统非常类似。此方法涉及粘牢水平井眼的衬管，且这通常在井的下端附近处在给定的水平位置处实现。这种插件和穿孔方法涉及在不同的处理间隔射孔多个群集的重复过程，将其从孔拉出，泵送高速率激活处理剂，并设置插件以隔离间隔，直到所有的间隔被激活。与球致动滑动套筒系统相比，这种方法中脱砂的结果可能不会那么严重，因为井可以与连续油管接通以洗出支撑剂。此外，使用的另一种方法包括进入受限的粘牢衬管完井。进入受限的粘牢衬管完井涉及控制流体进入井眼。此方法提供了粘牢的衬管或套管，其包括可允许井眼区域和地层之间的流体连通的多个限定开口。然而，井和地层之间的不良连接通常导致脱砂。因此，各种完井方法中遇到的脱砂问题增加了成本并导致压裂作业和生产的中断。因此，本领域急需一种改进的使用缓和用压裂阀探测脱砂的系统和方法。
技术实现思路
本公开涉及使用缓和用压裂阀来探测脱砂的系统和方法。压裂方法可包括当井下压力小于预定阈值时，使用压裂阀压裂井。该方法还可包括当井眼中的压力传感器探测到井眼压力已达到所述预定阈值时，通过自动化过程将所述压裂阀从压裂位置致动至非压裂位置。压裂阀系统包括基管，所述基管包括能够容纳止动球的插入口，所述止动球可部分插入所述基管的室之内。此外，该系统可包括滑动套筒，所述滑动套筒包括第一套筒，所述第一套筒包括内表面，所述内表面包括一个角空隙和大空隙。所述第一套筒可操纵至多个位置，处于第一位置时，所述角空隙停留在所述插入口上方，防止所述止动球离开所述基管的室。所述第一套筒处于第二位置时，所述大空隙停留在述插入口上方，所述止动球能够离开所述基管的室，进入所述大空隙。此外，本专利技术公开了一种使用压裂阀探测脱砂的方法。具体地，该方法包括向所述压裂阀注入压裂液，所述压裂阀包括基管和滑动套筒。所述基管可包括一个或多个插入口，各个所述插入口能够容纳止动球。所述滑动套筒可包括内表面，所述内表面包括角空隙和大空隙，所述滑动套筒初始位于第一位置，其中所述角空隙停留在所述插入口上方。该方法可进一步包括通过所述压裂液向压裂球施加第一力，通过所述压裂球向一个或多个止动球施加第二力，并通过所述止动球向所述角空隙施加第三力。此外，该方法可包括至少部分通过所述第三力，将所述滑动套筒偏置向第二位置，所述第二位置中，所述大空隙停留在所述插入口上方。因此，所述止动球能够离开所述基管的室，进入所述大空隙。简要附图说明图1A示出了基管的侧视图。图1B示出了基管的横截面图。图1C示出了基管的剖面图。图2A示出了滑动套筒。图2B示出了滑动套筒的横截面图。图2C示出了滑动套筒的剖面图。图2D示出了滑动套筒剖面图，该滑动套筒还包括固定套筒和致动器。图3A示出了外圈的外周图。图3B示出了外圈的横截面图。图4A示出了阀壳。图4B示出了阀壳的压裂口。图4C示出了阀壳的生产槽。图5示出了压裂模式下的压裂阀。图6A示出了阻抗装置的实施例。图6B示出了阻抗装置的另一实施例。图7示出了生产模式下的压裂阀。图8A示出了显示系带的断裂点的曲线图。图8B示出了压裂模式下的压裂阀的特写图。图8C示出了显示了阻抗装置的分段实施例的断裂点的曲线图。图8D示出了压裂模式下的压裂阀的另一实施例。具体实施方式本文描述了使用缓和用压裂阀探测脱砂的系统和方法。下文所呈的描述使得本领域的技术人员能够制造和使用所要求保护的本专利技术并通过下面讨论的具体实施例来提供，下文所述的具体实施例的变型对于本领域技术人员是显而易见的。为了清楚起见，并不是实际实现的所有特征在本说明书中都进行了描述。应理解，必须进行任何这种实际实施(如在任何开发项目中)的开发、设计决定来实现设计者的特定目标(例如符合系统和商业相关限制)，且这些目标对于不同的实施方式来说不同。还应当认识到，这种开发努力可能是复杂且费时的，但是对于得益于本公开的相应
内的普通技术人员来说将只是常规任务而已。相应地，本文所附的权利要求并不旨在被所公开的实施例限制，而是应被赋予与本文中公开的原理和特征相一致的最广范围。图1A示出基管100的侧视图。基管100可与管柱的一部分相连。在一个实施中，基管100可包括具有不同的壁开口和/或槽的圆柱状材料。基管100的壁开口可包括插入口101、压裂口102和/或生产口103。插入口101可由基管100上的一个或更多小开口组成。压裂口102也可包括一个或更多开口。此外，生产口103可为基管100上的多个开口。图1B示出了基管100的正视图。基管100可进一步包括室104。室104可以是形成于基管100内的圆柱形开口或空间。室104可允许材料例如压裂液或碳氢化合物等物质通过。图1C示出了基管100的剖视图。上述的各个壁开口可围绕基管100的圆周布置。图2A示出一滑动套筒200。滑动套筒200可通过致动器206连接至固定套筒205，而滑动套筒200可以与外圈207配合。在一个实施例中，滑动套筒200可以是可包括压裂口102的圆筒形管。因此，压裂口可具有在基管101内的第一部分和在滑动套筒200内的第二部分。图2B示出滑动套筒200的正视图。滑动套筒200可进一步包括外室201。在一个实施例中，外室201可以是比室104大的开口。这样，室201可足够大以容纳基管100。图2C示出了滑动套筒200的剖视图。滑动套筒200可包括第一套筒202和第二套筒203。第一套筒202和第二套筒203可通过一个或多个曲面片204连接，每个曲面片204之间的空间可界定压裂口102的一部分。第一套筒202的内表面可具有空隙208，空隙208包括由第一套筒202的渐薄壁形成的内表面内的角空隙208a.，并包括角空隙208b。在一个实施方案中，该空隙208本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用压裂阀探测脱砂的方法，其特征在于，所述方法包括：当井下压力小于预定阈值时，使用压裂阀压裂井；以及当井眼中的压力传感器探测到所述井眼压力已达到所述预定阈值时，通过自动化过程将所述压裂阀从压裂位置致动至非压裂位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.24 US 13/624,9811.一种压裂阀系统，所述压裂阀系统包括：基管，所述基管包括能够容纳止动球的插入口，所述止动球可部分插入所述基管的室之内；滑动套筒，所述滑动套筒包括第一套筒，所述第一套筒包括内表面，所述内表面包括角空隙和大空隙，所述第一套筒可操纵至第一位置，其中所述角空隙停留在所述插入口上方，防止止动球离开所述基管的室；以及第二位置，其中所述大空隙停留在所述插入口上方，止动球能够离开所述基管的室，进入所述大空隙。2.如权利要求1所述的压裂阀系统，其特征在于，所述基管还包括压裂口第一部分，且所述滑动套筒还包括第二套筒；压裂口第二部分；和一个或多个弯曲片材，所述一个或多个弯曲片材将所述第一套筒连接至所述第二套筒，其中所述一个或多个弯曲片材之间的空间界定了压裂口第二部分。3.如权利要求2所述的压裂阀系统，其特征在于，所述压裂阀系统还包括系带，所述系带的第一端连接至所述基管，所述系带的第二端连接至所述滑动套筒，所述系带在压裂口第一部分和压裂口第二部分内。4.如权利要求1所述的压裂阀系统，其特征在于，所述压裂阀系统还包括：固定套筒，所述固定套筒围绕所述基管固定在所述滑动套筒的第一侧附近；和致动器，所述致动器将所述固定套筒连接至所述滑动套筒，所述致动器能够将所述滑动套筒从所述第一位置移动到所述第二位置。5.如权利要求2所述的压裂阀系统，其特征在于，所述基管还包括生产口。6.权利要求2所述的压裂阀系统，其特征在于，当所述滑动套筒处于所述第一位置时，所述压裂口第一部分与所述压裂口第二部分对准；且当所述所述滑动套筒处于所述第二位置时，所述压裂口第一部分与所述压裂口第二部分不对准。7.如权利要求1所述的压裂阀系统，其特征在于，所述插入口在所述基管的室附近处较窄，以防止所述止动球完全进入所述室。8.如权利要求1所述的压裂阀系统，其特征在于，所述基管包括第二插入口。9.如权利要求8所述的压裂阀系统，其特征在于，所述大空隙围绕所述基管的内径沿径向延伸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·布莱克，
申请(专利权)人：弗洛泊威尔技术公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO