CN101737027A - 一种水平井油层高能气体压裂装置 - Google Patents

一种水平井油层高能气体压裂装置 Download PDF

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Abstract

一种水平井油层高能气体压裂装置，包括压力起爆装置1，压力起爆装置1连接有高能气体压裂装置2，高能气体压裂装置2的末端连接有可燃性引斜导向装置3，连接处设置有可燃挡板4；通过压力点火引燃压力起爆装置1起爆点火，引燃高能气体压裂装置2内的辅助点火药及压裂药；瞬间连续在井筒产生大量高温高压气体，形成多脉冲压力压裂地层，沿井筒井壁周围产生和形成多裂缝网络体系，提高和改善水平井油层渗透性和导流能力，达到提高水平井油气井产量的目的，完成水平井油层高能气体压裂装置的作用功能。

Description

一种水平井油层高能气体压裂装置
技术领域
本发明涉及一种油层压裂装置，特别涉及一种水平井油层高能气体压裂装置。
背景技术
水平井技术在我国虽然起步较晚，但从上世纪九十年代以来得到了迅猛发展，特别是近几年来中石油、中石化、中海油各大石油公司高度重视，水平井钻井井数大幅增长。由于前期各种原因，对水平井完井后的后期压裂改造问题考虑不够，造成完井管柱和压裂管柱不匹配，给后期的压裂改造带来很大的困难，甚至无法进行压裂改造，压裂技术满足不了水平井快速增长的需要。如对固井射孔完井可进行水力压裂、酸化压裂等措施改造，但对裸眼完井、筛管完井、割缝衬管完井、砾石充填或预充填砾石筛管完井等却无法实施改造，仅能酸洗。从辽河、大庆等油田调研来看，存在的很大数量的裸眼完井、筛管完井、割缝衬管完井等这样的水平井产量低、不出、甚至报废。由于后期油层改造技术跟不上，油层改造措施不配套，油层改造措施技术不够丰富，导致相当数量的水平井后期因无法或难以实施改造措施而成为死井、甚至报废井，给油田水平井生产带来了很大的浪费和困难，迫切需要这方面新技术的研究开发与探索。
高能气体压裂技术是利用固态、液态火药等在油气层目的层燃烧产生的大量高温高压气体快速膨胀脉冲加载作用压开地层，使地层产生多条径向垂直多裂缝体系，以改善和提高地层渗透导流能力，达到增产增注的目的。但原有的高能气体压裂技术主要应用于直井油层改造。由于水平井井眼轨迹井眼倾角大于75°，井身结构由直井段、弯曲井段、水平井段组成，水平井段为生产井段，所有改造措施都要在生产井段实施，水平井段长度由50m到几千米，由于井身结构复杂性，增产措施实施难度明显增大，压裂工作量及材料消耗量大，对下井工具及工艺设计要求更高。因此，采用目前直井高能气体压裂技术装置根本无法实施。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种水平井油层高能气体压裂装置，在水平井油层产生大量高温高压气体快速膨胀及多脉冲压裂的作用压开地层，并促使沿水平井油层井壁周围产生多裂缝网络体系，提高和改善水平井油层渗透性，达到提高产量的目的。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种水平井油层高能气体压裂装置，包括压力起爆装置1，压力起爆装置1连接有高能气体压裂装置2，高能气体压裂装置2的末端连接有可燃性引斜导向装置3，连接处设置有可燃挡板4。
所述的高能气体压裂装置2包括可燃性包覆层5，可燃性包覆层5的内部设置有中心承载传火管6，中心承载传火管6的内部底端放置辅助点火药7，辅助点火药7的上方是弹性挡圈8，可燃性包覆层5和中心承载传火管6之间是压裂药9。
所述的高能气体压裂装置2至少有2个，内部结构相同，每两个高能气体压裂装置2通过连接件10相连接，连接件10内设置有可燃性扶正器11和延时点火器12。
所述的压力起爆装置1上也设置有可燃性扶正器11。
本发明适用于水平井井身结构特点及满足水平井下井工艺要求；其次，能结合水平井油层储层特征满足改善水平井油层的需要。其作用原理是通过采用多组份压裂药在水平井油层燃烧产生的大量高温高压气体，以强压脉冲加载作用压裂地层，使地层产生多条不受地应力约束的径向裂缝，沿水平井油层井壁周围产生多裂缝网络体系，以提高和改善地层渗透性能，扩大了水平井筒周边有效的采油半径，达到提高水平井油井产量的目的。
附图说明
附图是本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
一种水平井油层高能气体压裂装置，包括压力起爆装置1，压力起爆装置1连接有高能气体压裂装置2，高能气体压裂装置2的末端连接有可燃性引斜导向装置3，连接处设置有可燃挡板4。
所述的高能气体压裂装置2包括可燃性包覆层5，可燃性包覆层5的内部设置有中心承载传火管6，中心承载传火管6的内部底端放置辅助点火药7，辅助点火药7的上方是弹性挡圈8，防止在水平井前移时，辅助点火药7由于惯性作用而分散，不在中心承载传火管6的底端而影响中心点火；可燃性包覆层5和中心承载传火管6之间是压裂药9，可燃性包覆层5起保护压裂药9的作用。
所述的高能气体压裂装置2至少有2个，内部结构相同，每两个高能气体压裂装置2通过连接件10相连接，连接件10内设置有可燃性扶正器11和延时点火器12，所述的压力起爆装置1上也设置有可燃性扶正器11，可燃性扶正器11保护本发明避免与井壁的摩擦和碰撞，尤其避免该装置在弯曲段、水平井段前移单边摩擦引起压裂药自燃或损坏的不安全因素发生；可燃性扶正器11在本发明工作时随压裂药9一起燃烧掉，仅剩中心承载传火管6，外径尺寸就大大减小，施工后更方便井下工具的起出，避免出现井下落物。
所述的连接件10可根据实际的地层情况扩大其长度，若某一段地层不需要压裂，那么在此地段就使用较长的连接件10，使得高能气体压裂装置2不在此位置压裂，实现了夹层连接，避免泥质夹层或不需要的压裂的地层，减少施工次数，节约成本。
所述的多个连接在一起的高能气体压裂装置2的中心承载传火管6形成了中心高强度支撑连接传火结构的支撑作用，避免压裂药点火瞬间沿水平方向压裂药碎裂脱出和后窜，影响整体压裂效果，保证能量的充分利用和作用功能和作用时间。
本发明的工作原理为：通过压力点火引燃压力起爆装置1起爆点火，通过中心承载传火管6引燃辅助点火药7，辅助点火药7引燃压裂药9；同时起爆延时点火器12，延时点火器12通过下一个高能气体压裂装置2的中心承载传火管6引燃辅助点火药及压裂药，以此类推逐级引燃后面各级高能气体压裂装置2内的压裂药，瞬间连续在井筒产生大量高温高压气体，形成多脉冲压力压裂地层，沿井筒井壁周围产生和形成多裂缝网络体系，提高和改善水平井油层渗透性和导流能力，达到提高水平井油气井产量的目的，完成水平井油层高能气体压裂装置的作用功能。

Claims (4)

1.一种水平井油层高能气体压裂装置，其特征在于，包括压力起爆装置(1)，压力起爆装置(1)连接有高能气体压裂装置(2)，高能气体压裂装置(2)的末端连接有可燃性引斜导向装置(3)，连接处设置有可燃挡板(4)。
2.根据权利要求1所述的一种水平井油层高能气体压裂装置，其特征在于，所述的高能气体压裂装置(2)包括可燃性包覆层(5)，可燃性包覆层(5)的内部设置有中心承载传火管(6)，中心承载传火管(6)的内部底端放置辅助点火药(7)，辅助点火药(7)的上方是弹性挡圈(8)，可燃性包覆层(5)和中心承载传火管(6)之间是压裂药(9)。
3.根据权利要求1所述的一种水平井油层高能气体压裂装置，其特征在于，所述的高能气体压裂装置2至少有(2)个，内部结构相同，每两个高能气体压裂装置(2)通过连接件(10)相连接，连接件(10)内设置有可燃性扶正器(11)和延时点火器(12)。
4.根据权利要求1所述的一种水平井油层高能气体压裂装置，其特征在于，所述的压力起爆装置(1)上也设置有可燃性扶正器(11)。
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