CN104213890A - 一种连续油管压裂管柱及压裂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续油管压裂管柱及压裂工艺,连续油管压裂管柱包括:由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋。连续油管压裂工艺包括:水力喷砂射孔作业,起裂测试;建立反循环通道,将密封球携带出地面;再次起裂测试,并上提连续油管压裂管柱;向井内注入高砂比携砂液;从环空泵入环空液体;环空液体与高砂比携砂液均匀混合;降低环空排量,进行封隔;重复以上步骤至完成所有压裂作业。第一方面,本发明通过喷枪喷砂射孔、混砂器提供高砂比携砂液的通道,结构简单;第二方面,本发明采用连续油管压裂管柱加砂,通过调整与携砂液混合的环空液体排量,控制井下砂浓度,改善压裂效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气领域,特别涉及一种连续油管压裂管柱及压裂工艺。
背景技术
连续油管压裂技术是一种安全、经济、高效的油田服务技术,从上世纪九十年代开始在油气田应用,特别适合于具有多个薄层、气层的井进行逐层压裂作业和水平井分段压裂作业,具有起下压裂管柱快,大大缩短作业时间等优点。
目前的连续油管多层压裂技术主要包括:连续油管跨式封隔器多层压裂技术、连续油管带底封喷砂射孔压裂技术、连续油管带可钻桥塞喷砂射孔压裂技术等。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
由于受作业深度的影响,现有的连续油管一般管径较小,喷枪的孔眼少,在地面调节的高砂浓度下容易堵塞井下工具,使得加砂浓度受限,采用常规携砂压裂后形成的裂缝形态较为单一,难以沟通更多的储层,使得改造体积和改造强度受到很大的限制,且改造效果较差。
发明内容
为了解决现有技术加砂浓度受限,裂缝形态单一,改造效果较差的问题,本发明实施例提供了一种连续油管压裂管柱及压裂工艺。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种连续油管压裂管柱,所述连续油管压裂管柱包括:由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋,所述喷枪与所述混砂器上均设置有孔眼。
作为优选,所述连续油管压裂管柱还包括密封球,通过所述密封球投入所述球座及返出所述球座,实现所述混砂器通道的开启和关闭。
第二方面,提供了一种连续油管压裂工艺,所述连续油管压裂工艺具体包括:
步骤10,将密封球装入连续油管压裂管柱,所述密封球坐入球座位置,将所述连续油管压裂管柱放至井内待作业位置,通过喷枪进行水力喷砂射孔作业,并进行起裂测试;
步骤20,通过环空注入建立反循环通道,将所述密封球携带出地面,开启混砂器通道;
步骤30,再次进行起裂测试,并移动所述连续油管压裂管柱;
步骤40,通过所述连续油管压裂管柱的喷枪和混砂器,向所述井内注入高砂比携砂液;
步骤50,从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体;
步骤60,调整所述环空的排量,使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合;
步骤70,降低所述环空的排量,强制脱砂形成砂塞进行封隔,并拖动所述连续油管压裂管柱至下一待作业位置;
步骤80,重复以上步骤10-70,直至完成所有压裂作业。
进一步地,所述步骤10具体包括:
步骤101,在所述连续油管压裂管柱入井前预先装入用于坐封混砂器的密封球;
步骤102,进行通洗井作业,将所述连续油管压裂管柱下入井内,通过套管接箍定位器实施定位,将所述喷枪下到待作业位置;
步骤103,通过连续油管向连续油管压裂管柱注入射孔用携砂液,携砂液通过所述喷枪射孔进行水力喷砂射孔作业,当携砂液由连续油管流至距离喷枪200m时,提高喷砂射孔的排量,保证射流效果;
步骤104,所述水力喷砂射孔作业完成后,进行第一射孔段的起裂测试,记录测试压力,为后期压裂提供参考依据。
作为优选,所述步骤20中的所述反循环通道的排量为0.3m3/min。
作为优选,所述步骤20中的所述密封球的密度为2.0~2.4g/cm3。
作为优选,所述步骤30中将所述连续油管压裂管柱向上移动0.3m。
作为优选,所述步骤40中所述高砂比携砂液的浓度为1196.28-2392.56kg/m3。
进一步地,所述高砂比携砂液的流速低于10.67m/s。
作为优选,所述步骤50中所述环空的排量为4-10m3/min。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
第一方面,本发明提供的连续油管压裂管柱通过喷枪喷砂射孔作业,通过混砂器提供高砂比携砂液的通道,本发明结构简单,易于实现;第二方面,本发明提供的连续油管压裂工艺,采用连续油管压裂管柱加砂,并通过调整与携砂液混合的环空液体排量,从而在井下控制砂的浓度,将原来的地面调节砂的浓度转为地下调节砂的浓度,突破了常规压裂的方式,也使得所加的砂浓度可以随意调节,压裂后形成的裂缝网络复杂程度得以提高,实现裂缝内暂堵转向,进而改善了压裂效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的连续油管压裂管柱的结构示意图;
图2是本发明又一实施例提供的连续油管压裂工艺的流程图;
图3是本发明又一实施例提供的连续油管压裂管柱的工作状态示意图。
其中:1连续油管压裂管柱,11连续油管,12连接器,13液压丢手,14套管接箍定位器,15喷枪,16球座,17混砂器,18单流阀,19引鞋,
2孔眼,
3密封球,
4裂缝,
5井。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图1所示,第一方面,本发明实施例提供了一种连续油管压裂管柱1,所述连续油管压裂管柱1包括:由上至下顺次连接的连续油管11、连接器12、液压丢手13、套管接箍定位器14、喷枪15、球座16、混砂器17、单流阀18和引鞋19,所述喷枪15与所述混砂器17上均设置有孔眼2。
如图1所示,作为优选,所述连续油管压裂管柱1还包括密封球3,通过所述密封球3投入所述球座16及返出所述球座16,实现所述混砂器17通道的开启和关闭。
其中,本发明实施例中,在连续油管压裂管柱1入井5前预先装入用于封堵混砂器17的密封球3,下入连续油管压裂管柱1至井5内,通过喷枪15的孔眼2完成水力喷砂射孔,完成射孔过程后进行反循环,将密封球3携带出地面,开启混砂器17的孔眼2,使得混砂器17开始工作,完成该段施工后通过连续油管11拖动钻具到上一射孔位置,继续投密封球3,泵送到球座16和喷枪15到预定位置,封堵混砂器17的端口,重复以上步骤完成剩余层段的施工,混砂器17在射孔时不工作,完成射孔后将前端的密封球3携带出地面后,混砂器17开始工作,连续油管11高砂比携砂液通过混砂器17和喷枪15进入环空,与环空大排量注入不携砂的滑溜水进行混合,由于混砂器17采用大通道、偏心角的结构设计,能够保证出口流体在旋转情况与环空大排量液体接触,短时间内实现充分混合,达到井5下控制砂浓度的目的;本发明提供的连续油管压裂管柱1结构简单,易于实现,现场实用性强。
实施例二
如图2所示,也可参见图3,第二方面,本发明实施例提供了一种连续油管11压裂工艺,所述连续油管11压裂工艺具体包括:
步骤10,将密封球3装入连续油管压裂管柱1,所述密封球3坐入球座16位置,将所述连续油管压裂管柱1放至井5内待作业位置,通过喷枪15进行水力喷砂射孔作业,并进行起裂测试;
步骤20,通过环空注入建立反循环通道,将所述密封球3携带出地面,开启混砂器17通道;
步骤30,再次进行起裂测试,并移动所述连续油管压裂管柱1至合理的距离;
步骤40,通过所述连续油管压裂管柱1的喷枪15和混砂器17,向所述井5内注入高砂比携砂液;
步骤50,从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体;
步骤60,调整所述环空的排量,使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合,其中,调整环空的排量,完成井5下控砂浓度施工,即在混砂器17的作用下,高砂比携砂液以紊流状态流出连续油管压裂管柱1,通过前期测试压裂施工曲线以及储层岩石力学分析,优化油套管施工排量与施工砂浓度,调整环空的排量,使环空液体与高砂比携砂液在短距离完成均匀混合,控制井5下砂浓度,实现缝内暂堵转向压裂,从而实现复杂的裂缝4缝网;
步骤70,降低所述环空的排量,强制脱砂形成砂塞进行封隔,并拖动所述连续油管压裂管柱1至下一待作业位置,其中,环空降排量形成砂塞,即在完成一段压裂施工的最后阶段,通过降低环空的排量,由4-10m3/min降至0.3-2m3/min,人为造成缝口强制脱砂形成砂塞,为下一段压裂施工提供了有效的封隔,通过连续油管11拖动整个钻具到上一射孔位置;
步骤80,重复以上步骤10-70,直至完成所有压裂作业。
本发明提供的连续油管11压裂工艺,通过喷枪15喷砂射孔作业,通过混砂器17提供高砂比携砂液的通道,采用连续油管压裂管柱1加砂,并通过调整与携砂液混合的环空液体排量,从而控制井下砂浓度,将原来的地面调节砂的浓度转为地下调节,突破了常规压裂的方式,也使得所加的砂浓度可以随意调节,压裂后形成的裂缝4网络复杂程度得以提高,实现裂缝4内暂堵转向,进而改善了压裂效果。
进一步地,所述步骤10具体包括:
步骤101,在所述连续油管压裂管柱1入井5前预先装入用于坐封所述混砂器17的密封球3;
步骤102,进行通洗井5作业,将所述连续油管压裂管柱1下入所述井5内,通过套管接箍定位器14实施定位,将所述喷枪15下到所述待作业位置;
步骤103,通过连续油管11向所述连续油管压裂管柱1注入射孔用携砂液,所述携砂液通过所述喷枪15的射孔进行水力喷砂射孔作业,当所述携砂液由所述连续油管11流至距离所述喷枪15200m时,提高喷砂射孔的排量;
步骤104,所述水力喷砂射孔作业完成后,进行第一射孔段的起裂测试,记录测试压力,为后期压裂提供参考依据。
作为优选,所述步骤20中的所述反循环通道的排量为0.3m3/min。
作为优选,所述步骤20中的所述密封球3的密度为2.0~2.4g/cm3。
其中,通过环空注入建立反循环通道,排量0.3m3/min,将混砂器17前端的密封球3携带出地面,完成混砂器17孔眼2的开启,为了保证密封球3能够返出地面,要求尽可能降低密封球3密度,一般为2.0~2.4g/cm3。
作为优选,所述步骤30中将所述连续油管压裂管柱1向上移动0.3m。其中,环空泵注,完成起裂测试,记录测试压力,为保证最优的混砂距离,上提连续油管压裂管柱1大约0.3m。
作为优选,所述步骤40中所述高砂比携砂液的浓度为1196.28-2392.56kg/m3。
进一步地,所述高砂比携砂液的流速低于10.67m/s。
作为优选,所述步骤50中所述环空的排量为4-10m3/min。其中,从环空泵入环空液体,环空液体一般采用滑溜水,不携砂,排量为4-10m3/min。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续油管压裂管柱,其特征在于,所述连续油管压裂管柱包括:由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋,所述喷枪与所述混砂器上均设置有孔眼。
2.根据权利要求1所述的连续油管压裂管柱,其特征在于,所述连续油管压裂管柱还包括密封球,通过所述密封球投入所述球座及返出所述球座,实现所述混砂器通道的开启和关闭。
3.基于权利要求1-2的一种连续油管压裂工艺,其特征在于,所述连续油管压裂工艺具体包括:
步骤10,将密封球装入连续油管压裂管柱,所述密封球坐入球座位置,将所述连续油管压裂管柱放至井内待作业位置,通过喷枪进行水力喷砂射孔作业,并进行起裂测试;
步骤20,通过环空注入建立反循环通道,将所述密封球携带出地面,开启混砂器通道;
步骤30,再次进行起裂测试,并移动所述连续油管压裂管柱;
步骤40,通过所述连续油管压裂管柱的喷枪和混砂器,向所述井内注入高砂比携砂液;
步骤50,从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体;
步骤60,调整所述环空的排量,使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合;
步骤70,降低所述环空的排量,强制脱砂形成砂塞进行封隔,并拖动所述连续油管压裂管柱至下一待作业位置;
步骤80,重复以上步骤10-70,直至完成所有压裂作业。
4.根据权利要求3所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤10具体包括:
步骤101,在所述连续油管压裂管柱入井前预先装入用于坐封混砂器的密封球;
步骤102,进行通洗井作业,将所述连续油管压裂管柱下入井内,通过套管接箍定位器实施定位,将所述喷枪下到待作业位置;
步骤103,通过连续油管向压裂管柱注入射孔用携砂液,所述携砂液通过喷枪的射孔进行水力喷砂射孔作业,当携砂液由连续油管流至距离所述喷枪200m时,提高喷砂射孔的排量,保证射流效果;
步骤104,所述水力喷砂射孔作业完成后,进行第一射孔段的起裂测试,记录测试压力,为后期压裂提供参考依据。
5.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤20中的反循环通道的排量为0.3m3/min。
6.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤20中密封球的密度为2.0~2.4g/cm3。
7.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤30中将连续油管压裂管柱向上移动0.3m。
8.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤40中高砂比携砂液的浓度为1196.28-2392.56kg/m3。
9.根据权利要求8所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述高砂比携砂液的流速低于10.67m/s。
10.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺,其特征在于,所述步骤50中所述环空的排量为4-10m3/min。
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