水平井固井套管及测固井质量的方法

摘要

本发明公开了一种水平井固井套管及测固井质量的方法，所述水平井固井套管包括套管，所述套管在水平井的脚尖位置设置有浮箍，所述套管与所述浮箍之间固定连接有液压开孔滑套，所述液压开孔滑套包括：外套、内套、开关套，所述外套呈中空筒体结构，在所述筒体上设置有循环孔，其一端与所述套管固定连接，另一端固定有所述内套；所述内套呈中空筒体结构，其一端穿设在所述外套内，并与所述外套形成有限位槽，另一端用于和所述浮箍固定连接；所述开关套设置在所述限位槽内并将所述循环孔密封；在液压作用下，所述开关套能够向水平井脚尖位置移动，从而打开所述循环孔。本发明所述水平井固井套管及测固井质量的方法，测量用时短，成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种页岩气水平井开采用配套技术，特别涉及一种水平井固井套管及测固井 质量的方法。

背景技术

页岩气是蕴藏于页岩层中的天然气。由于页岩具有致密性好，渗透率低的特点，因此若 采用常规的直井开采，页岩气的产量会非常低。为了提高页岩气的产量，通常页岩气层的开 采多采用水平井开采。例如目前页岩气藏开发为丛式井组为主,每井组一般3～6口水平井， 水平段长一般1500米至2000米。由于水平井段长度较长，若对页岩气水平井进行笼统压裂很 难达到理想的压裂效果，因此页岩气开采通常需要进行分段压裂以产生或沟通更多储层裂 缝，来增加页岩气的产量。在对页岩气水平井进行分段压裂时，首先需要将页岩气水平井进 行分段封隔。而页岩气水平井固井质量的好坏直接决定着页岩气水平井分段的封隔性、气密 性。另外页岩气水平井的固井质量对于页岩气井产量、寿命和资源保护起至关重要的作用， 因此在固完井后都要测固井质量。

但由于页岩气水平井水平段较长，采用常规电缆测井的方法只能测量直井段和部分斜井 段，无法测量水平段。

目前，现有的水平段测固井质量的方法有：采用爬行器将测井仪器带入水平段，所述爬 行器，爬行的速度较慢，通常只有100米/小时至200米/小时，相对于长度通常为1500米至2000 米的页岩气水平段来说，测固井质量通常会占用1至2天时间，且所述爬行器本身价格较高， 因此总体来说目前还没有一种测量用时短、测量成本低的页岩气水平井测固井质量的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的水平井固井套管及测固井质量的方法，测量用时短，成 本低。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种水平井固井套管，其包括套管，所述套管在水平井的脚尖位置设置有浮箍，所述套 管与所述浮箍之间固定连接有液压开孔滑套，所述液压开孔滑套包括：外套、内套、开关套， 所述外套呈中空筒体结构，在所述筒体上设置有循环孔，其一端与所述套管固定连接，另一 端固定有所述内套；所述内套呈中空筒体结构，其一端穿设在所述外套内，并与所述外套形 成有限位槽，另一端用于和所述浮箍固定连接；所述开关套设置在所述限位槽内并将所述循 环孔密封；在液压作用下，所述开关套能够向水平井脚尖位置移动，从而打开所述循环孔。

在优选的实施方式中，所述开关套还通过剪钉固定在所述外套上。

在优选的实施方式中，所述循环孔的两端设置有与所述开关套配合的密封圈。

在优选的实施方式中，所述外套上与所述限位槽连通的位置设置有泄压孔。

在优选的实施方式中，所述液压开孔滑套的内通径不小于所述套管的内径。

在优选的实施方式中，所述开关套上设置有止退机构，所述止退机构包括在所述开关套 表面上形成的斜坡槽，以及设置在所述斜坡槽内的钢珠。

一种基于所述水平井固井套管的测固井质量的方法，包括：

将所述水平井固井套管下入井内并注水泥固井；

向所述水平井固井套管内打压至设定压力，以打开液压开孔滑套的循环孔；

持续打压至将地层压开形成流通通道；

将连接有电缆的测井仪器和桥塞泵送至井底，并将所述电缆通电以坐封所述桥塞并丢 手；

上提所述电缆以带动所述测井仪器测固井质量。

在优选的实施方式中，所述水平井固井套管，其包括套管，所述套管在水平井的脚尖位 置设置有浮箍，所述套管与所述浮箍之间固定连接有液压开孔滑套，所述液压开孔滑套包括： 外套、内套、开关套，

所述外套呈中空筒体结构，在所述筒体上设置有循环孔，其一端与所述套管固定连接， 另一端固定有所述内套；

所述内套呈中空筒体结构，其一端穿设在所述外套内，并与所述外套形成有限位槽，另 一端用于和所述浮箍固定连接；

所述开关套设置在所述限位槽内并将所述循环孔密封；在液压作用下，所述开关套能够 向水平井脚尖位置移动，从而打开所述循环孔。

在优选的实施方式中，所述开关套还通过剪钉固定在所述外套上。

在优选的实施方式中，所述设定压力大于所述剪钉的预定剪断力。

本发明的特点和优点是：本发明提供了一种长水平段页岩气水平井用的水平井固井套管 及基于所述水平井固井套管的测固井质量的方法。以1500米水平段的页岩气水平井为例，利 用此方法测固井质量，将测井仪器利用泵送桥塞的方法带入井底需要1小时至2小时，然后上 提测井仪器测完水平段固井质量总共只需要4小时至5小时，因此该方法相比爬行器的方法将 大幅缩短测量时间、节约生产成本低且工艺简单易于施工。

附图说明

图1是本发明实施例中一种水平井固井套管的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种液压开孔滑套结构示意图；

图3是本发明实施例中一种水平井测固井质量的方法的步骤流程图；

图4是本发明实施例中一种水平井测固井质量的方法施工示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅 用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发 明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本发明一种有效的水平井固井套管及测固井质量的方法，测量用时短，成本低。

请参阅图1，为本发明所述水平井固井套管的结构示意图，所述水平井固井套管包括套 管11，所述套管11在水平井的脚尖110位置设置有浮箍12，所述套管11与所述浮箍12之间固 定连接有液压开孔滑套2。

请参阅图2，为本发明实施例中一种液压开孔滑套结构示意图，所述液压开孔滑套2主要 包括：外套21、内套22、开关套23，所述外套21呈中空筒体结构，在所述筒体上设置有循环 孔210，其一端与所述套管11固定连接，另一端固定有所述内套22；所述内套22呈中空筒体 结构，其一端穿设在所述外套21内，并与所述外套21形成有限位槽24，另一端用于和所述浮 箍12固定连接；所述开关套23设置在所述限位槽24内并将所述循环孔210密封；在液压作用 下，所述开关套23能够向水平井脚尖方向移动，从而打开所述循环孔210。

所述开关套23可通过剪钉27固定在所述外套21上。当向所述套管11内打压时，当液压达 到所述剪钉27的预定剪断力时，剪钉27被剪断，所述开关套23在所述限位槽24内，向水平井 脚尖方向移动，从而打开所述循环孔210。

所述循环孔210的两端设置有与所述开关套23配合的密封圈28。所述密封圈28用于保证 所述开关套23能够将所述循环孔210较好地密封。当在所述套管11外进行注水泥固井时，能 够有效防止所述水泥进入套管11内部。

所述外套21上与所述限位槽24连通的位置设置有泄压孔25。所述泄压孔25用于在所述循 环孔210打开后，平衡所述内套22位于限位槽24处的压力，保护所述内套22，防止其在高压 作用下发生脱扣等现象。

所述液压开孔滑套2的内通径不小于所述套管11的内径。例如实际使用时，可根据页岩 气水平井用的套管11规格：外径φ139.7毫米，壁厚10.54毫米,钢级P110，内通径为φ115.4 毫米，相应地选择内通径为φ116毫米的液压开孔滑套2。所述液压开孔滑套2的内通径不小 于所述套管11的内径时，有利于后续在所述套管11内下入施工工具进行施工。优选的，当所 述液压开孔滑套2的内通径与所述套管11的内径相等时，相当于与所述套管11无缩径对接。

所述开关套23上设置有止退机构26，所述止退机构26包括在所述开关套23表面上形成的 斜坡槽，以及设置在所述斜坡槽内的钢珠。所述斜坡槽沿着水平井的延伸方向尺寸逐渐变小， 当向套管11内进行打压操作时，所述钢珠能够在重力作用下，卡在所述斜坡槽尺寸较小的位 置，从而实现防止所述开关套23往远离水平井脚尖110的位置移动的止退功能。

请参阅图3和图4，分别为本发明实施例中一种水平井测固井质量的方法的步骤流程图和 水平井测固井质量的方法施工示意图。

本发明所述水平井固井套管的测固井质量的方法，包括：

S1：将所述水平井固井套管下入井内并注水泥固井，候凝；

S2：在候凝结束至压裂前，向所述水平井固井套管内打压至设定压力，以打开液压开孔 滑套2的循环孔210；

S3：持续打压至将地层压开形成流通通道；

S4：通过泵送的方式将连接有电缆15的测井仪器13和桥塞14泵入至井底，并将所述电缆 15通电以坐封所述桥塞14并丢手；

S5：上提所述电缆15带动所述测井仪器13测固井质量。

具体的，本发明所述水平井测固井质量的方法是这样实现的：该方法主要通过在下套管 11时，在套管11最上端的浮箍16上部通过套管螺纹连接方式加入一个液压开孔滑套2，所 述液压开孔滑套2主要包括：外套21、内套22、开关套23，所述外套21呈中空筒体结构， 在所述筒体上设置有循环孔210，其一端与所述套管11固定连接，另一端固定有所述内套 22；所述内套22呈中空筒体结构，其一端穿设在所述外套21内，并与所述外套21形成有 限位槽24，另一端用于和所述浮箍12固定连接；所述开关套23设置在所述限位槽24内并 将所述循环孔210密封；在液压作用下，所述开关套23能够向水平井脚尖方向移动，从而 打开所述循环孔210。

当所述开关套23两个端面存在压差时，具体的，所述两个端面分别为套管11的内压和 限位槽24处的环空压力。当所述开关套23两端的压差大于所述剪切销钉27预定剪断力时， 所述剪切销钉27被剪断，所述开关套22会往水平井脚尖110方向移动，直至露出循环孔23， 此时套管11内外联通。

实际使用时，可根据页岩气水平井用的套管11规格：外径φ139.7毫米，壁厚10.54毫 米,钢级P110，内通径为φ115.4毫米，相应地选择内通径为φ116毫米的液压开孔滑套2。 下套管11前将液压开孔滑套2接到套管11最上端一个浮箍12的上端，下套管11注水泥固 井，在候凝结束至压裂前之间的时间段内，通过压裂车在井口往套管11内打压至设定压力 21兆帕，当液压开孔滑套2打开后，继续打压直至将地层压开形成井眼内流体的流通通道。 利用电缆15下入测井仪器13和最大外径为φ110毫米的桥塞14，压裂车在井口往套管内泵 注清水，通过泵送的方式将测井仪器13泵入至井底，电缆15通电坐封桥塞14并丢手，上 提电缆15带动测井仪器13测固井质量。

本发明提供了一种长水平段页岩气水平井用的水平井固井套管及基于所述水平井固井 套管的测固井质量的方法。以1500米水平段的页岩气水平井为例，利用此方法测固井质量， 将测井仪器13利用泵送桥塞的方法带入井底需要1小时至2小时，然后上提测井仪器测完水平 段固井质量总共只需要4小时至5小时，因此该方法相比爬行器的方法将大幅缩短测量时间、 节约生产成本低且工艺简单易于施工。

以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只 是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域 的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细 节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围 为准。