CN109236261A - 一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法，该大排量水力喷射分层压裂管柱包括自上而下依次设置在油管尾部的第一喷砂滑套、枪封一体化喷射工具、第二喷砂滑套、底部喷枪、球座、打孔管和倒锥。与现有技术相比，该油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法采用一趟管柱实现多层水力喷砂射孔及大排量压裂作业，缩短了施工周期，降低了作业成本。

Description

一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法

技术领域

本发明涉及石油钻探技术领域，特别涉及一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法。

背景技术

水力喷射分层压裂技术是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施改造技术，具有一趟管柱压裂多段，节省作业时间，降低作业风险等优点。该技术由美国哈里伯顿公司1998年首次提出，并投入现场应用，至今应用已超过上千口井，取得了良好的增产效果，国内该技术在长庆、江苏、冀东等油气田应用比较广泛，增产效果显著，已成为一项比较成熟的措施改造技术。但该技术的主要特点是①通过油管加砂，套管补液；②该技术靠喷枪的喷嘴节流实现水力封隔，无需机械封隔器。由于喷嘴摩阻和施工油管的影响导致施工排量受限，无法实现大排量、大砂量压裂的施工要求。主压裂为喷嘴加砂，过砂量大致后期喷嘴磨损严重，影响水力封隔效果。

国内外目前大排量、大规模压裂主要是应用多簇射孔及桥塞联作压裂方法和连续带底封拖动压裂方法。

多簇射孔及桥塞联作压裂方法通过下入桥塞对已压裂层段进行暂堵，再对下一层段进行射孔、压裂施工，该工艺存在的问题主要是施工周期长，成本高。

连续油管带底封拖动压裂方法通过下入连续油管带底封压裂工具，通过机械定位器实现精确定位，坐封封隔器，连续油管以一定排量将具有一定砂浓度的射孔液通过水力喷射工具进行喷射射孔，套管与连续油管环空进行压裂，压裂结束后上提管柱解封封隔器，再次定位进入下一层后，坐封封隔器，开始第二层压裂，以此循环完成所有层段的压裂后，上提连续油管出井口。该工艺存在的问题主要是施工周期长，封隔器多次反复坐封解封，易失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱，包括自下而上依次为倒锥、打孔管、球座、底部喷枪、第一级喷砂滑套、枪封一体化喷射工具、喷砂滑套、油管。

一种油气井大排量水力喷射分层压裂方法，包括如下步骤：

1)通井、刮削、洗井为下入压裂管柱做好井筒准备；

2)自下而上依次连接倒锥、打孔管、球座、底部喷枪、第一级喷砂滑套、枪封一体化喷射工具、喷砂滑套、油管，并将其下入井中；

3)从油管里泵入射孔液通过底部喷枪进行喷砂射孔，速度大于170m/s,射开套管、固井水泥环及地层；

4)射孔结束后，关闭套管闸门，向油管内泵注液体、迫使地层起裂；

5)投球打开第一级喷砂滑套，从油管内和套管环空同时按照施工设计进行第一层加砂压裂；

6)投入与枪封一体化工具匹配的压裂球，打开枪封一体化工具上的滑套漏出枪封一体化工具喷嘴实现水力喷砂射孔的同时，胶筒膨胀密封油套环空，低密度球和滑套下行封堵住第一层，重复上述步骤3)～6)直至施工结束。

与现有技术相比，该油气井大排量水力喷射分层压裂管柱及压裂方法采用一趟管柱实现多层水力喷砂射孔及大排量压裂作业，缩短了施工周期，降低了作业成本；采用水力喷枪进行水力喷砂射孔，有效克服常规射孔引起的压实带污染和近井地带污染问题；采用喷砂滑套使压裂时油管内携砂液从喷砂滑套喷砂口流出，实现大排量压裂作业，避免油管内携砂液从水力喷枪喷嘴处流出，提高喷枪使用寿命；采用枪封一体化工具，投球打开枪封一体化工具喷嘴的同时胶筒膨胀密封油套环空，封隔下部已改造层，未施工层位不坐封，实现油套环空同时大排量压裂。本发明的核心工具由喷砂滑套、枪封一体化工具组成，通过常规油管将大排量水力喷射压裂工具串带入井内，利用水力喷砂射孔射开地层，投球开启喷砂滑套，油管通过喷砂滑套和套管环空同时进行大排量压裂改造，枪封一体化工具封隔下步已改造层段，未施工层位不坐封。本发明实现了一趟管柱实现多层大排量水力喷射压裂方法，整个施工作业周期短、成本低、安全、高效。

附图说明

图1为本发明的油气井大排量水力喷射分层压裂管柱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱，如图1示，包括自下而上依次连接倒锥1、打孔管2、球座3、底部喷枪4、第一级喷砂滑套5、枪封一体化喷射工具6、第2级喷砂滑套7、油管8。

一种油气井大排量水力喷射分层压裂方法，包括如下步骤：

1)通井、刮削、洗井为下入压裂管柱做好井筒准备；

2)自下而上依次连接倒锥1、打孔管2、球座3、底部喷枪4、第一级喷砂滑套5、枪封一体化喷射工具6、第2级喷砂滑套7、油管8，并将其下入井中；

3)从油管8里泵入射孔液通过底部喷枪4进行喷砂射孔，速度大于170m/s,射开套管、固井水泥环及地层；

4)射孔结束后，关闭地面上的套管闸门，向油管8内泵注液体、迫使地层起裂；

5)投入与第一级喷砂滑套5匹配的压裂球，打开第一级喷砂滑套5，油管8内通过第一级喷砂滑套5的喷砂口和油套环空同时按照施工设计进行加砂压裂；

6)投入与枪封一体化工具6匹配的压裂球，打开枪封一体化工具6上的滑套漏出枪封一体化工具6喷嘴实现水力喷砂射孔的同时，胶筒膨胀密封油套环空，低密度球和滑套下行封堵住第一层，重复上述步骤3)～6)直至施工结束。

所述枪封一体化工具采用专利公开号为CN207063966U的产品，所述的底部喷枪采用专利公开号为CN204126623的产品。

Claims (2)

1.一种油气井大排量水力喷射分层压裂管柱，其特征在于，包括自下而上依次连接倒锥、打孔管、球座、底部喷枪、第一级喷砂滑套、枪封一体化喷射工具、喷砂滑套、油管大排量水力喷射分层压裂管柱。

2.一种基于权利要求1所述的油气井大排量水力喷射分层压裂管柱的压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通井、刮削、洗井为下入压裂管柱做好井筒准备；

2)自下而上依次连接倒锥、打孔管、球座、底部喷枪、第一级喷砂滑套、枪封一体化喷射工具、喷砂滑套、油管，并将其下入井中；

3)从油管里泵入射孔液通过底部喷枪进行喷砂射孔，速度大于170m/s,射开套管、固井水泥环及地层；

4)射孔结束后，关闭地面上的套管闸门，向油管内泵注液体、液体从底部喷枪喷出来迫使地层起裂；

5)投球打开第一级喷砂滑套，从油管内和套管环空同时按照施工设计进行第一层加砂压裂；

6)投入与枪封一体化工具匹配的压裂球，打开枪封一体化工具的滑套漏出枪封一体化工具喷嘴实现水力喷砂射孔的同时，胶筒膨胀密封油套环空，低密度球和滑套下行封堵住第一层，重复上述步骤3)～6)直至施工结束。