[发明专利]一种靶向低温压裂装置及方法

说明书

本发明提供一种靶向低温压裂装置及方法，其中装置包括储料管、潜水泵、进料管和出料管，所述出料管安装在潜水泵的出口，出料管上设有控制阀，出料管上设有出料口，所述储料管与潜水泵入口相连，用于冷剂生成和或临时储存冷剂，所述进料管与储料管上端相连，用于将冷剂或生成冷剂的组分送入储料管内，同时进料管还作为下放出料口进行靶向压裂的承力连接件。本发明采用氯化铵和八水氢氧化钡为反应试剂，利用乙醇作为输送载体，通过控制潜水泵反应的位置，实现在不同层位破碎岩层的效果，达到靶向低温破岩的目的。

技术领域

本发明属于油气井压裂技术领域，涉及一种油气井低温压裂技术，尤其涉及一种靶向低温压裂装置及方法。

背景技术

传统的水力压裂技术裂缝的扩展模式明显带有方向性，即地应力会约束水力裂缝偏转方向。按照经典的水力压裂理论，裂缝的扩展将会朝着最大主应力方向，这不利于优化储层体积改造。

主要的原因是：

1.不利于产生复杂的裂缝网络，储层体积改造的效率低；

2.对于缝洞型油气藏而言，溶洞为油气资源的主要储集区，裂缝为油气资源的主要运输通道，难以产生沟通溶洞和井筒的裂缝通道。

因此，对于这类地质储层，主要开采思路是通过水力压裂技术将水力裂缝与溶洞定点、定向的沟通，从而提高采收率，然而由于地应力的影响，水力裂缝与溶洞沟通困难大，效果不理想，这也是缝洞型油气藏开采的一大关键性的难题。

近年来，有学者提出利用液氮进行压裂。液氮的温度为-196℃左右，当其与储层接触时，会产生热应力、冻胀力等不受地应力影响的作用力，突破地应力对水力裂缝扩展方向的约束，从而产生复杂的裂缝网络。然而，液氮压裂看似前景光明，其在由地面输送到目标层位的过程中会导致大量的“冷量损失”，液氮利用效率较低，且存在许多技术和操作上的难题。

基于以上分析，从储层岩石的物理性质以及实际生产的可操作性出发，考虑利用靶向低温破岩的方法，在指定的产油目标层产生复杂的裂隙网络，优化储层的体积改造，同时在缝洞型油气藏开采过程中实现水力裂缝与溶洞的定点、定向的沟通，提高油气资源的采收率。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种高效的靶向低温压裂装置及方法，通过将传统破岩的液氮替换为氯化铵和八水氢氧化钡，并对现有的井筒装置进行改进，实现了靶向低温破岩的目的。

本发明采用如下技术方案：

一种靶向低温压裂装置，其特征在于：包括储料管、离心泵、进料管和出料管，所述出料管安装在离心泵的出口，出料管上设有控制阀，出料管上设有出料口，所述储料管与离心泵入口相连，用于冷剂生成和或临时储存冷剂，所述进料管与储料管上端相连，用于将冷剂或生成冷剂的组分送入储料管内，同时进料管还作为下放出料口进行靶向压裂的承力连接件。

作为改进，所述冷剂由常温态的组分A和组分B反应生成，组分A和组分B通过进料管加入到储料管和离心泵内。

作为改进，所述进料管有两根，其中一个为主进料管，作为生成冷剂的一种组分进料同时也是承力连接件，另一根为次进料管，用于生成冷剂的另一种组分进料，主进料管和次进料管的下端分别设有控制进料的进料阀门，所述储料管上设有防止离心泵入口压力过低的气压平衡口。

作为改进，所述离心泵倒置设置，所述出料管为L形管或螺旋形管，L形管或螺旋形管另一端部为盲端，而在L形管的水平段上开有若干用于出料的小孔，螺旋形管在螺旋段部位亦设有若干用于出料的小孔。

作为改进，所述离心泵为潜水泵，潜水泵包括顶盖、中部机壳、密封圈一、定子、下轴承、冷却油、密封圈二、油缸盖、密封圈三、泵体、改进底盘、叶轮、连接键、机械密封、转子、上轴承、轴承座；