[发明专利]多级水力喷射分段压裂管柱的压裂工作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种多级水力喷射分段压裂管柱的压裂工作方法，用于石油天然气钻井过程的完井增产措施，涉及酸化压裂施工工具设计制造技术领域。

背景技术

水力喷射分段改造技术是90年代末发展起来的、国外应用比较广泛的技术,是水力喷射和压裂技术相结合的产物，是集射孔、压裂增产措施工艺和一趟管柱实现水平井多段施工的技术，该技术可在裸眼、水泥固结套管、未固结筛管等多种完井方式下进行压裂，和封隔器、桥塞、填砂、胶塞工艺方式相比，施工效率能得到大幅度提高。水力喷射分段压裂技术原理是把压能转变为动能，油管流体加压后经喷嘴喷射而出的喷射速度大于126 m/s的高速射流，在地层中射流成缝，水力喷砂射孔后，接着提高排量，在已射开孔上下部的井眼中产生负压值形成隔离，高速流体在地层岩石中形成孔洞，直接作用于孔洞底部，产生高于地层破裂压力的压势，在地层中造出一条裂缝,然后加砂压裂。

为了实施一趟管柱实现水平井多段施工的技术，就需要采用多级水力喷射分段压裂管柱的压裂工作方法。根据技术文献检索情况，与本技术相关的情况如下：

1.采用投球滑套技术的不动管柱水力喷射分段压裂工艺、投球封堵、投球打开喷枪滑套的复合管柱水力喷射分段压裂方法国内文献已有报道。

2.采用滑套结构的不动管柱水力喷射分段多层压裂工具、采用滑套+反洗通道等的封隔器优化结构+逐级解封的一次多层压裂QHY341封隔器研制及应用国内文献已有报道，但未提及可选择性坐封、有滑套结构和液流通道控制的封隔器的技术内容。

3.在泵筒下部设置反洗滑套的防“砂堵”的快速返排压裂液一次管柱、压裂管柱不易砂卡+喷砂体内滑套+可逐级压封+逐级压裂并多级使用+通道的不动管柱一次压裂多层的导压喷砂封隔器国内文献已有报道。

4.喷枪和喷嘴表面进行防锈处理的水力喷射分层压裂工具、喷嘴安装外表面和密封定位套前端面和喷嘴安装外表面喷涂厚度 1mm硬质合金粉末耐磨涂层的水力喷砂射孔器防反溅冲蚀结构国内文献已有报道。

公开号为CN202500541U，公开日为2012年10月24日的中国专利文献公开了一种气井直井多级分层压裂工艺管柱，是为实现气井直井多级数分层压裂改造与合层开采一体化而设计的，即管柱以油管连接安全接头、多级节流喷砂器、封隔器和滑套座；其中节流喷砂器、封隔器与滑套座彼此紧连；水力锚连接于节流喷砂器下方；各级节流喷砂器与上级滑套座之间根据层间距连接不同长度的油管。该工艺管柱通过不断重复“投球-打滑套”，实现多级的分层压裂改造，最后合层求产。多级分层压裂改造与合层开采一体化，可减少常规分压作业工序，缩短施工周期，降低开发作业成本，减少对储层的伤害，提高储层纵向动用程度。

以上述专利文献为代表的现有技术的缺陷是：

1.常规不动管柱多级水力喷射工艺管柱主要通过投球开启滑套的方式逐级开启水力喷枪进行射孔压裂联作，在多段进行水力喷射及压裂施工中，由于管柱过长，还要防止砂卡，所以喷枪之间不宜增加封隔器，只能利用水力射流自身分隔作用来产生层间封隔，因此，多层之间施工中可能会发生层间干扰，目前该型管柱可不动管柱水力喷射压裂12段以上，但是需要同级数的喷枪工具，工具管串比较长，在油井上使用，施工成本相对比较高，且对层间干扰控制力度不大。

2.水力喷射与压裂联作工艺已经成为长庆区块油井水平井地层改造的主要手段，它是集射孔、压裂增产措施工艺，一趟管柱实现水平井多段施工，可在裸眼、水泥固结套管、未固结筛管等多种完井方式下进行压裂，和其它工艺方式（封隔器、桥塞、填砂、胶塞）相比，施工效率得到大幅度提高。但是受限于喷嘴材料和封隔器性能，若要施工3段以上，需要更换管柱，增加作业成本及作业周期，经济效益和社会效益都有不利的一面。

3.采用单级喷枪带封隔器进行水力喷射压裂联作，受喷嘴材料性能限制，单体喷枪连续使用2小时以上有可能会因为磨损过大导致喷枪失效，封隔器也可能会因为反复坐封导致密封失效，目前只能施工3段，如若设计施工6段以上，则需要起钻更换钻具，增加了施工作业周期及作业成本。

发明内容

为解决上述现有技术存在的技术问题，本发明提出了一种多级水力喷射分段压裂管柱的压裂工作方法，本压裂工作方法简单，可以根据需要酸化压裂的地层数连接多级喷射封隔工具，对不同地层进行压裂施工，因此，目前能够实现一趟钻通过拖动管柱的方式实现6段或超过6段的水力喷射及压裂联作施工，多级喷射封隔工具的串接能大大加快施工速度，节约施工时间。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：