[发明专利]一种防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱及其应用

说明书

本发明提供了一种防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱及其应用，其中，所述阻障压裂管柱(2)包括中空管柱本体(21)、设置在管柱内部的阻障器(22)，所述阻障器为流线型轮辐装置(221)和/或筛网装置(222)；当阻障器为流线型轮辐装置时，所述阻障压裂管柱为轮辐型阻障压裂管柱(23)，当阻障器为筛网装置时，所述阻障压裂管柱为筛网型阻障压裂管柱(24)。本发明主要应用于SC‑CO₂压裂过程中，解决该过程中支撑剂滑脱沉降而堆积井底造成的堵塞问题；本发明装置结构简单，采用压裂管柱短节的形式，易加工、成本低。

技术领域

本发明涉及油气开采领域，具体的说，本发明涉及一种防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱及其应用，更具体的说，本发明涉及一种超临界二氧化碳压裂过程中防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱及其应用。

背景技术

超临界二氧化碳(SC-CO₂)压裂作为一种新型无水压裂技术，为页岩气等非常规油气资源的开发提供了新思路。SC-CO₂具有高密度、低黏度和高扩散性等独特性质，压裂时易使岩石产生多而复杂的微裂缝，有望成为非常规油气增产的重要技术手段。然而，由于SC-CO₂流体黏度低(大约为水黏度的1/10)，压裂过程中，支撑剂在井筒内出现滑脱而迅速沉降堆积到井底，造成井底和射孔孔眼堵塞，导致无法完成加砂作业。因此，SC-CO₂压裂过程中支撑剂的携带是一个亟待解决的问题。迄今已有很多专家学者对此做了相关的研究，目前主要的解决思路是从化学的角度出发，在SC-CO₂压裂液中添加增黏剂，以提高其黏度而更好地携带支撑剂，但增黏剂会破坏掉SC-CO₂的部分原有性质，而且会对环境造成潜在的污染。因此，该类方法并不是理想的方式。

本发明从物理的思路出发，提出用物理的方法减缓支撑剂在SC-CO₂中的沉降速度，以解决目前SC-CO₂压裂携砂所面临的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱。

本发明的另一目的在于提供一种防止支撑剂滑脱沉降的压裂管装置。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种防止支撑剂滑脱沉降的阻障压裂管柱，其中，所述阻障压裂管柱2包括中空管柱本体21、设置在管柱内部的阻障器22，所述阻障器为流线型轮辐装置221和/或筛网装置222；当阻障器为流线型轮辐装置时，所述阻障压裂管柱为轮辐型阻障压裂管柱23，当阻障器为筛网装置时，所述阻障压裂管柱为筛网型阻障压裂管柱24。

根据本发明一些具体实施方案，其中，每个管柱2内部设置1个阻障器22。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述管柱本体21长度为0.5-1.5m。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述管柱本体21长度为1m。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述流线型轮辐装置221横截面积占管柱本体21的总横截面积的1/4-1/3。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述流线型轮辐装置221包括8片以管柱本体21的轴心为圆心呈辐射状均匀分布的叶片2211，所述叶片根部分别连接在管柱本体内壁上，顶部在管柱本体的圆心处相互连接。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述流线型轮辐装置221在管柱本体21的轴心位置为中空圆环2212，所述叶片2211的顶部分别连接在中空圆环的外边缘。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述中空圆环2212内直径为管柱本体21内直径的1/8-1/7。