[发明专利]一种自激震荡式脉冲水力压裂工具及方法

说明书

本方案涉及一种自激震荡式脉冲水力压裂工具及方法，以实现浅层低渗油气藏高效增产和降本增效的目的，克服常规水力压裂裂缝复杂程度有限和实现规模化脉冲致裂储层和加砂的难题。该工具包括：可拆卸连接的喷射器、单流阀体和震荡器；喷射器的侧壁上设置有喷嘴；单流阀体和震荡器之间形成第一震荡腔；震荡器内形成第二震荡腔；单流阀体被封堵球封堵后，含砂液体通过喷嘴喷射出使套管上形成射孔；封堵球被反向洗出；高排量液体经过喷射器和单流阀体后再进入第一震荡腔和第二震荡腔内进行震荡，形成高频率高压脉冲液体；形成的液体进入到套管和工具之间形成的环空腔体内与高含砂液体混合，形成的混合液体穿过套管上的射孔对目标压裂层段进行压裂。

技术领域

本发明涉及石油天然气水力压裂领域，具体是一种自激震荡式脉冲水力压裂工具及方法。

背景技术

致密砂岩气、煤层气和页岩气等低渗油气藏已成为我国油气产量贡献主力储层，但该类油气藏获得经济产量需进行增产作业。特别是这类浅层油气藏单井产量往往较低，经济效益常处于盈亏边际线，一种低成本且提产效果好的增产措施对于这类油气井非常重要。常规水力压裂通过泵注大量液体和支撑剂到低渗油气藏中，增加渗流通道和提高渗流能力，但增渗能力有限、工序步骤较多且发展较成熟使得降成本的空间有限。探索一种既能有效增渗，又能降低成本的储层改造工具和方法对于这类浅层油气藏增产提效至关重要。脉冲水力压裂方式就是一种较常规水力压裂增产效果更佳的工艺，相应地，需匹配合理地脉冲水力压裂工具和方法。

专利CN201810616550公布了一种脉冲式喷射加砂工具，包括本体上开有通孔，在通孔内安装有转子，在本体上安装有喷嘴。在转子上开过流槽，转子能够在本体的通孔内转动，在转动过程中，当过流槽与喷嘴对准时，流体通过过流槽进入喷嘴产生高速射流，当两者不对准时，喷嘴被转子堵住，本发明能把连续的高速射流变为断续的脉冲式高速射流。专利CN201510318339授权了一种自激振荡式井底混砂工具及方法，包括在工具本体的中部设有腔体，且腔体一端开口，一端封闭，腔体开口端从左到右依次设有的上游喷嘴、震荡腔、下游喷嘴和导压喷砂腔组成，震荡腔和导压喷砂腔的直径大于上游喷嘴和下游喷嘴的直径，导压喷砂腔的外壁上设有与工具本体外部相通的导压喷砂孔。可以使高浓度携砂液在流动的同时产生振动，将原来的地面调节砂浓度转化为井底调节，做到了砂浓度实时调整，提高了对储层的改造效果。文献《PFT95-Ⅰ型脉冲压裂工具研制》公开了一种脉冲压裂工具，包括安全投手、扶正器、喷射器、合金单流阀体、混砂器、定位器和带孔丝堵等，该工具耐冲蚀，射孔效果好，井底混砂均匀；通过调整地面油管及环空排量实时控制井底砂浓度。除上述专利和文献外，还有部分文献报道了一些脉冲水力压裂工具和方法，但主要应用于脉冲加砂，起到有效混合砂子目的，没有采用脉冲水力能量来致裂储层，形成更复杂缝网。或者是采用了脉冲水力能量致裂储层，但无法完成加砂。

因此，为了高效开发浅层低渗油气藏，采用脉冲水力压裂方式形成更复杂缝网，提高储层渗流能力，是一种有效的方法。本发明提供了一种自激震荡式脉冲水力压裂工具及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自激震荡式脉冲水力压裂工具及方法，以实现浅层低渗油气藏高效增产和降本增效的目的，克服常规水力压裂裂缝复杂程度有限和实现规模化脉冲致裂储层和加砂的难题。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种自激震荡式脉冲水力压裂工具，包括：

从上至下依次形成可拆卸连接的喷射器、单流阀体和震荡器；

所述喷射器的侧壁上设置有多个喷嘴；

所述单流阀体和所述震荡器之间形成第一震荡腔；

所述震荡器内形成有第二震荡腔，所述第二震荡腔位于所述第一震荡腔下方，并与所述第一震荡腔相连；