[发明专利]用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的管柱及方法

说明书

本发明提供了一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的管柱，包括：中空的第一喷枪和第二喷枪，在所述第一、第二喷枪的侧壁上分别设有第一、第二喷嘴，内部分别设有第一、第二滑套，所述第一、第二滑套构造成在初始状态下分别通过第一、第二销钉固定而闭合所述第一、第二喷嘴；依次连接在所述第二喷枪下游端的坐封工具和可溶式桥塞；其中，所述第一、第二滑套能在设定的压力作用下打开所述第一、第二喷嘴以进行射孔与压裂施工。在所述第一、第二喷枪内壁设有用于减小所述第一、第二滑套阻力的减阻层。在所述第一、第二喷枪外壁及第一、第二喷嘴表面设有防腐、防磨损的增强层。本发明还提供了一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的方法。

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采技术领域，具体地涉及一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的管柱。本发明还提供了一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，对油气资源的需求量越来越大。然而，目前发现常规油气藏的概率越来越小，储量丰富的非常规低渗透油气藏的开发受到了越来越多的重视。以天然气为例，2016年我国新增常规气地质储量为6540亿立方米，其中低渗透气和致密气占比73％。低渗透油气藏已经成为一种重要的非常规能源，而水力压裂是动用和提高低渗透储量的有效途径。为了提高低渗透气、页岩气等非常规油气资源的产量，水平井分段体积压裂逐渐成为主要的开发方式。采用分段多簇、多簇同时压裂的方法，利用裂缝间的相互干扰，形成相互交错的复杂缝网，能够增大改造体积。

目前，常用的分段压裂方法主要有：限流法分段压裂、水力喷射分段压裂、不动管柱封隔器分段压裂、可钻式桥塞分段压裂、可溶式桥塞分段压裂等。其中，限流法分段压裂针对性相对较差，要求的射孔密度较低，将会妨碍射孔对有效井筒半径的扩大。同时，作业期间，在射孔通道和裂缝入口处可能出现过大的压力降，并且会影响携砂压裂液在地层间的分布。此外，限流法进行射孔提供的裂缝入口面积较小，在返排和生产期间，易使支撑剂返出。

水力喷射分段压裂是集水力喷射射孔、水力压裂、隔离一体化的新型增产改造技术。虽然其能够实现准确的定点喷射，但该技术实际水力封隔效果较差，在磨料射孔喷射分层压裂施工过程中，压裂液易流向已施工的闭合裂缝，导致裂缝重新张开，造成“吐砂”现象，严重影响分段压裂的效果。同时，该技术一次投球只能压裂一段储层，不利于形成复杂裂缝网。此外，磨料射孔反溅对工具表面磨损严重，磨料也会造成喷嘴扩径，影响喷射效果。

不动管柱封隔器分段压裂工艺原理是一次性射开各压裂层段后，下入带有多个封隔器的管柱，利用封隔器将已有的各射孔段分开。并通过依次投入尺寸越来越小的球以打开不同级数的滑套，对不同层段进行压裂。但该工艺在实施过程中，由于管柱发生蠕变，封隔器易提前坐封，无法有效封隔储层。

可钻式复合桥塞分段压裂施工周期相对较长、成本较高，存在着桥塞泵送困难、桥塞坐封不丢手等问题。

可溶式桥塞分段压裂管柱，其通过实施段内喷砂射孔诱导分段压裂和连续油管送塞实现分段压裂。但是利用该管柱进行喷砂射孔分段压裂时，砂粒对喷射器外壁反溅冲击严重，易造成喷射器磨蚀。此外，喷嘴受到砂粒磨蚀会造成扩径，严重影响喷射压裂效果。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的管柱。该管柱双簇同时压裂，有利于形成复杂缝网，提高体积压裂效果。并且通过在该管柱的喷枪外壁面、短节外表面以及喷嘴表面设有由石墨烯/氮化硼纳米多层膜形成的增强层膜，解决了磨料射孔喷射压裂过程中，磨料对工具表面和喷嘴的磨蚀问题。以及在喷枪内壁面、短节内表面设有由石墨烯/氮化钛纳米多层膜形成的减阻层膜，起到了减阻作用，有利于滑套在喷枪内部滑动。提高了磨料射孔喷射压裂水力封隔效果，保证了已压开裂缝不会发生“吐砂”现象。此外，可溶式桥塞的应用，大大缩短了施工周期，显著提高了施工效率。

本发明还提供了一种用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的方法，该方法使用如上所述的用于磨料射孔与可溶桥塞联作双簇压裂的管柱进行作业。