[发明专利]页岩水平井切割压裂方法及磨料射流切割工具

说明书

本发明提供一种页岩水平井切割压裂方法及磨料射流切割工具，其中的方法包括：S1：通过连续油管将磨料射流切割工具下入到页岩水平井内的指定位置；S2：地面向连续油管内泵注带有磨料的液体，液体由磨料射流切割工具的喷砂嘴射出切割页岩，在磨料射流切割工具切割页岩的同时，磨料射流切割工具沿所述页岩水平井的轴线方向移动，切割页岩形成缝槽；S3：在完成缝槽的切割后，停止泵注液体，将磨料射流切割工具移动至页岩水平井内的下一个指定位置，泵注液体，重复切割过程，直到完成预设数量的缝槽；S4：从页岩水平井内取出所述磨料射流切割工具，并向缝槽内泵入压裂液，使缝槽内的地层形成压裂裂缝。本发明能够通过切割的缝槽提高压裂效率和产量。

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采技术领域，特别涉及到一种页岩水平井切割压裂方法及磨料射流切割工具。

背景技术

复杂缝网体积压裂理念已成为水平井分段改造低孔隙度和低渗透率页岩储层的主导思想。为实现该目的，提高施工效率并节省成本，每个压裂段主要采用螺旋射孔方式预先布置多簇孔道(通常2-6簇)，随后大排量泵注压裂液体，依据限流理论，在每个射孔簇同时压开多条主裂缝；然后，诱导或沟通天然裂缝，并促使分支缝产生，最终形成众多裂缝相互交错的复杂网络，提高储层有效泄流面积和最终采收率。但是近两年，国外多个页岩油气田围绕射孔簇的压裂效率和产量贡献率开展调查，采用井下光纤分布式声学技术对压裂过程中各射孔簇进液情况实时监测，进入各簇的压裂液量差异很大，有的簇进液量远超设计用量，而部分簇几乎不进液。如图1所示，应用化学示踪剂技术研究支撑剂在近井筒范围铺置情况，部分射孔簇内仅有少量支撑剂存在，分配很不均匀，光纤生产测井监测表明约30％的射孔簇对产量没有贡献，约30％的射孔簇贡献了75％的产量。由此推断，携带支撑剂的压裂液在射孔簇之间分配的不均匀性，造成在部分射孔簇中难以产生有效导流能力的宏观主裂缝，极大削弱了沿水平井筒裂缝网络的整体复杂性和覆盖程度，影响增产效果。

产生上述问题的主要原因之一是作为井筒连通方式的多簇常规螺旋射孔会使各个射孔簇与远端宏观主裂缝之间连接的流动通道复杂且不一致，造成近井筒区域流动阻力高且差异大，不利于压裂液及支撑剂的均匀分配。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种页岩水平井切割压裂方法及磨料射流切割工具，以解决上述背景技术所指出的问题。

本发明提供的页岩水平井切割压裂方法，包括：

步骤S1：通过连续油管将磨料射流切割工具下入到页岩水平井内的指定位置；

步骤S2：地面以预设排量向连续油管内泵注带有磨料的液体，液体由磨料射流切割工具的喷砂嘴射出切割页岩，在磨料射流切割工具切割页岩的同时，磨料射流切割工具以恒定速度沿所述页岩水平井的轴线方向移动，切割页岩形成缝槽；

步骤S3：在完成缝槽的切割后，停止泵注液体，将磨料射流切割工具移动至页岩水平井内的下一个指定位置，泵注液体，重复切割过程，直到完成预设数量的缝槽；

步骤S4：从页岩水平井内取出所述磨料射流切割工具，并向缝槽内泵入压裂液，使缝槽内的地层形成压裂裂缝。

本发明提供的磨料射流切割工具，包括：喷砂射孔枪和弹簧返回型液压阻尼器，弹簧返回型液压阻尼器的一端与连续油管连通，连接弹簧返回型液压阻尼器的另一端与喷砂射孔枪的一端连通，在喷砂射孔枪上开设有至少一个喷砂嘴。

利用上述本发明，可以取得以下技术效果：

1)多个长而深的缝槽没有压实带，释放井筒附近应力，且能够与众多天然裂缝连通，提高井筒连通性；

2)多缝槽同平面布置，既易于单一裂缝起裂，还易于多裂缝快速汇聚形成单一主裂缝；

3套管缝及地层多个缝槽过流面积大，并且裂缝弯曲摩阻大幅降低，流动阻力整体减小。

附图说明