CN102877824A - 水平井水力喷射分段多簇压裂的方法 - Google Patents

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赵文
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吴顺林
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范华波
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Abstract

本发明为一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,该方法采用“段内分别射孔、造缝,同时压裂”的施工工艺,在设计和施工中只需考虑“两簇间的延伸压力差”,避免了现有技术中,需要设计过高排量去满足“两簇间破压与延伸压力之差”的工艺做法,提高了工艺在非均质储层的成功率。

Description

水平井水力喷射分段多簇压裂的方法
技术领域
本发明是关于一种水平井水力压裂的方法,尤其涉及一种通过单喷射器水力喷射工具进行水平井分段多簇压裂的方法。
背景技术
近年在非常规油气领域,以“体积压裂”为理念,以水平井为主要开发方式,使得美国非常规油气迅速发展,改变了世界能源格局,其主要技术做法就是:通过水力泵送或连续油管将速钻桥塞与射孔枪联作钻具下至预定位置,座封并释放桥塞后,与射孔枪脱离,上提射孔枪至射孔位置按设计进行25簇射孔,采用低粘的清水或混合水进行压裂施工,下入新的速钻桥塞与射孔枪联作钻具重复上述步骤,依次自下而上完成多个层段作业,最后采用连续油管钻桥塞,投产。
但上述桥塞压裂作业存在以下工艺局限性:
(1)泵送桥塞需36h,压裂间隔周期长;
(2)造成过量顶替,降低裂缝口导流能力;
(3)增加施工液进入储层量,增加伤害;
(4)返排周期长,影响压裂返排效果;
(5)需钻磨铣桥塞,工序复杂;
(6)引进国外工具成本高;
由此,结合国内生产现状,需要一种安全、低成本、适应性强、高效的水平井分段多簇压裂方法。2010年长庆油田研发了水平井水力喷射分段多簇压裂管柱(专利号:ZL201120169285.3),其主要工序如下:
(1)通洗井,下水平井双喷射器分段多簇压裂管柱到设计位置;
(2)进行第一段各簇的射孔,压裂作业;具体射孔、压裂工艺是:
①将管柱下入井中,使各喷射器喷嘴正对射孔段,从油管注入射孔液,通过油管,经喷射器喷嘴节流加速作用,同时对各射孔段进行射孔、造缝,施工排量和井口压力由各水力喷射器的喷嘴数量、孔径以及喷嘴与井壁距离确定。射孔时,射孔液从油管注入,由油、套环空返出。
②射孔、压开地层完成后,按设计要求的排量,从油管注入携砂液,同时,油套环空注入原胶液对各段同时进行压裂施工,完成第一段的射孔,压裂施工。
(3)第一段作业完毕后,反循环洗井,继续上提管柱到第二段进行施工;
(4)重复以上步骤,直到该井所有层段改造完毕。
上述现有的利用水平井水力喷射分段多簇压裂管柱的施工工艺,经过现场试验,暴露了以下的问题:
长庆油田非均质性普遍较强,破压和延伸压力相差较大,一般在10MPa以上,因此,采用原有“同时射孔同时压裂”的方法,需要设计很高的排量才能达到“两条裂缝同时起裂与延伸”的工艺目的,受管柱和地面设备的限制,排量提高有限,造成部分段在现有排量下实现不了分段多簇压裂的工艺目的。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,以克服现有技术中需要设计过高排量去满足“两簇间破压与延伸压力之差”的缺陷,提高水平井水力喷射分段多簇压裂工艺在非均质储层的成功率。
本发明的目的是这样实现的,一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,该方法包括以下步骤:
(1)采用油管下入水力喷砂单喷射器压裂管柱;
(2)自下而上在水平井第一段内拖动该管柱依次完成第一段内每簇射孔位置的射孔和造缝;
(3)下放管柱,将喷射器下至该第一段中的最下面一簇射孔位置,一次完成第一段整段内多簇同时压裂;在保障安全施工的前提下,迅速提高排量至设计排量,完成压裂作业;压力作业时,油套环空注基液,油管注携砂液;
(4)停泵,关井后放喷;
(5)井口无溢流后,上提管柱到水平井的第二段,按照步骤(2)、(3)、(4)依次完成第二段和后续各段的喷射压裂作业;
(6)全井压裂作业结束后,换抽汲管柱进行抽汲作业。
在本发明的一较佳实施方式中,在步骤(2)的每簇射孔和造缝施工中,排量稳定后,开始加入一定砂液比的支撑剂,之后将排量提高到设计排量,经喷射器喷嘴节流加速作用,完成水力喷砂射孔,关闭套管闸门,待地层起裂后,停泵。
在本发明的一较佳实施方式中,所述支撑剂为砂液比6-8%的20-40目的支撑剂。
在本发明的一较佳实施方式中,在步骤(1)之前,需要进行井筒准备,包括通井、洗井,检查套管是否破损。
在本发明的一较佳实施方式中,在步骤(1)与步骤(2)之间,还顺序包括以下步骤:
a.进行磁定位校深,保证压裂管柱下到正确位置;
b.接好地面管线,走泵试压合格后,打开油管和套管闸门;
c.试喷,根据试喷情况现场调整施工排量。
在本发明的一较佳实施方式中,所述水力喷砂单喷射器压裂管柱,由上至下顺序包括油管、水力喷射器、封隔器、单流阀、筛管和导向丝堵。
由上所述,本发明水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,只需考虑“两簇间的延伸压力差”,避免了现有施工方法中,需要设计过高排量去满足“两簇间破压与延伸压力之差”的缺陷,提高了工艺在非均质储层的成功率;此外,该方法喷点设计灵活,在现有施工方法中,由于两喷射器的间距下井后已固定,因此,在该钻具施工的所有段数中,簇间距应设计为一致,在非均值储层中,这种要求给设计带来了困难,本发明可不受两喷射间距影响。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1:为本发明水平井水力喷射分段多簇压裂的方法中压裂管柱结构示意图。
图2A:为本发明中水平井第二段第一簇射孔、造缝的施工示意图。
图2B:为本发明中水平井第二段第二簇射孔、造缝的施工示意图。
图2C:为本发明中水平井第二段多簇同时压裂的施工示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2A~图2C所示,本发明提出一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,该方法包括以下步骤:
(1)采用油管下入水力喷砂单喷射器压裂管柱;如图1所示,所述水力喷砂单喷射器压裂管柱,由上至下顺序包括油管1、水力喷射器2、K344封隔器3、单流阀4、筛管5和导向丝堵6;
(2)自下而上在水平井第一段内拖动该压裂管柱,使喷射器2依次对准第一段A的第一簇射孔位置A1和第二簇射孔位置A2,依次完成第一段内每簇射孔位置的射孔和造缝;
(3)下放管柱,将喷射器2下至该第一段A中的最下面一簇射孔位置A1(封隔器3过该段最下面一簇射孔位置),一次完成第一段压裂(多簇同时压裂);在保障安全施工的前提下,迅速提高排量至设计排量,完成压裂作业;压力作业时,油套环空注基液,油管注携砂液;
(4)停泵,关井后放喷;
(5)井口无溢流后,上提压裂管柱到水平井的第二段B(如图2A所示),自下而上在水平井第二段B内拖动该压裂管柱,使喷射器2依次对准第二段B的第一簇射孔位置B1(如图2A所示)和第二簇射孔位置B2(如图2B所示),依次完成第二段内每簇射孔位置的射孔和造缝;
如图2C所示,下放压裂管柱,将喷射器2下至该第二段B中的最下面一簇射孔位置B1(封隔器3过该段最下面一簇射孔位置),一次完成第二段压裂(多簇同时压裂);
按照步骤(2)、(3)、(4)依次完成后续各段的喷射压裂作业;
(6)全井压裂作业结束后,换抽汲管柱进行抽汲作业。
由上所述,本发明水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,只需考虑“两簇间的延伸压力差”,避免了现有施工方法中,需要设计过高排量去满足“两簇间破压与延伸压力之差”的缺陷,提高了工艺在非均质储层的成功率;此外,该方法喷点设计灵活,在现有施工方法中,由于两喷射器的间距下井后已固定,因此,在该钻具施工的所有段数中,簇间距应设计为一致,在非均值储层中,这种要求给设计带来了困难,本发明可不受两喷射间距影响。
进一步,在本实施方式中,在步骤(2)的每簇射孔和造缝施工中,排量稳定后,开始加入一定砂液比的支撑剂,所述支撑剂为砂液比6-8%的20-40目的支撑剂;之后将排量提高到设计排量,经喷射器喷嘴节流加速作用,完成水力喷砂射孔,关闭套管闸门,待地层起裂后,停泵。
在步骤(1)之前,需要进行井筒准备,包括通井、洗井,检查套管是否破损。
在步骤(1)与步骤(2)之间,还顺序包括以下步骤:
a.进行磁定位校深,保证压裂管柱下到正确位置;
b.接好地面管线,走泵试压合格后,打开油管和套管闸门;
c.试喷,根据试喷情况现场调整施工排量。
发明水平井水力喷射分段多簇压裂的方法与现有的水力喷射分段多簇压裂工艺方法相比,改进点在于:现有技术采用“同时射孔同时压裂”的施工方法;而本发明采用“段内分别射孔、造缝,同时压裂”的施工方法。本发明的技术优势在于:在设计和施工中只需考虑“两簇间的延伸压力差”,避免了原方法中,需要设计过高排量去满足“两簇间破压与延伸压力之差”的工艺做法,提高了工艺在非均质储层的成功率。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,该方法包括以下步骤:
(1)采用油管下入水力喷砂单喷射器压裂管柱;
(2)自下而上在水平井第一段内拖动该管柱依次完成第一段内每簇射孔位置的射孔和造缝;
(3)下放管柱,将喷射器下至该第一段中的最下面一簇射孔位置,一次完成第一段整段内多簇同时压裂;在保障安全施工的前提下,迅速提高排量至设计排量,完成压裂作业;压力作业时,油套环空注基液,油管注携砂液;
(4)停泵,关井后放喷;
(5)井口无溢流后,上提管柱到水平井的第二段,按照步骤(2)、(3)、(4)依次完成第二段和后续各段的喷射压裂作业;
(6)全井压裂作业结束后,换抽汲管柱进行抽汲作业。
2.如权利要求1所述的水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,其特征在于:在步骤(2)的每簇射孔和造缝施工中,排量稳定后,开始加入一定砂液比的支撑剂,之后将排量提高到设计排量,经喷射器喷嘴节流加速作用,完成水力喷砂射孔,关闭套管闸门,待地层起裂后,停泵。
3.如权利要求2所述的水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,其特征在于:所述支撑剂为砂液比6-8%的20-40目的支撑剂。
4.如权利要求1所述的水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,其特征在于:在步骤(1)之前,需要进行井筒准备,包括通井、洗井,检查套管是否破损。
5.如权利要求1所述的水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,其特征在于:在步骤(1)与步骤(2)之间,还顺序包括以下步骤:
a.进行磁定位校深,保证压裂管柱下到正确位置;
b.接好地面管线,走泵试压合格后,打开油管和套管闸门;
c.试喷,根据试喷情况现场调整施工排量。
6.如权利要求1所述的水平井水力喷射分段多簇压裂的方法,其特征在于:所述水力喷砂单喷射器压裂管柱,由上至下顺序包括油管、水力喷射器、封隔器、单流阀、筛管和导向丝堵。
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