CN104213895B - 水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法 - Google Patents

水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法，是为满足水力喷砂射孔与压裂一体化作业要求、保证在大排量条件下管柱的施工能力而设计的。本工艺方法采用水力喷射压裂下层、用砂填封下层及再进行上层段水力喷射压裂施工的方法，保证下层的有效改造，避免损坏管柱封隔器，可实施油田水平井多段拖动压裂，实现具有非均质性强及物性差异大储层间的、致密油藏的大排量体积压裂改造，提高致密油藏水平井的改造效果，达到增产目的。本发明的工艺管柱上的液压安全接头能便于在管柱遇卡时起出上方管柱。

Description

水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法
技术领域
本发明涉及一种水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法，属于油气井压裂改造技术领域。
背景技术
目前的水力喷砂射孔与压裂一体化工艺管柱可以一趟实现射孔与压裂一体化改造，能大大缩短作业周期，简化施工程序。对于一井多储层的、各层间物性均质性好或差异很小的油气井来说，该管柱可实现自密封，对各层位进行准确的压裂改造。但是，当施工井各储层间的非均质性强且差异较大时，该管柱就有可能使本该进入上层的压裂液“漏入”下层，使上层得不到充分的压裂改造，而下层被“重复”改造，从而严重影响油气井产量。
随着油气田开发的深入，开发难度原来越大，尤其对致密油气藏需要实施大排量体积压裂改造，使地层形成复杂缝网，增大地层泄流面积，以提高油气井产量。在大排量施工条件下，封隔器容易损坏，不能满足施工工艺的需求，降低施工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水力喷砂射孔压裂与填砂工艺方法，该方法既能满足水力喷砂射孔与压裂一体化作业要求，又能保证在大排量条件下的管柱的施工能力。
本发明的技术内容如下：
本工艺方法使用水力喷砂射孔与压裂工艺管柱作业，该管柱通过油管自上而下依次连接安全接头、水力喷射器、单流阀和斜尖，其具体工艺步骤如下：
A、下入水力喷砂射孔与压裂工艺管柱：下入本工艺管柱，使水力喷射器到达需要射孔的下层位置；
B、正洗：射孔前用洗井液洗井，正洗井排量在500～1000l/min之间，达到进、出口的水质相同；
C、最下层水力喷砂射孔：从油管注入射孔液，射孔施工排量和井口压力由水力喷射器的喷嘴数目、孔径以及喷嘴与套管距离等确定；射孔时，射孔液由油套环空返出，直至完成最下层套管及地层射孔；
D、最下层水力喷砂压裂：最下层水力喷砂射孔完成后，关闭套管旋塞，压开地层，从油套环空注入压裂液，压裂液的注入排量依据设计执行，注入压裂液的压力范围不超过套管及井口装置的承压限制；同时，从油管注入胍胶液，进行压裂施工，注入排量与油套环空的注入排量成1/5～1/2的比例；
E、填砂作业：当下层压裂完成后，进行反循环洗井；洗井完成后，上提管柱，将水力喷射器提至需要射孔的上一层位置附近；接着以小于压裂施工时的排量从油套环空中填砂，所填砂面至少高于下层射孔位置25m，而对水平井的填砂面要介于两射孔层的中间；填砂完成后，用水力喷砂射孔压裂管柱测探砂面，直至填砂至设计所需的位置；
F、上层水力喷砂射孔、压裂：测探砂面完成后，上提管柱，将水力喷射器提至需要射孔的上层位置，进行上层水力喷砂射孔、压裂；
G、冲砂作业：上层段压裂完成后，进行反循环洗井；接着用本管柱进行冲砂作业，或者起出本管柱，换用冲砂钻具，边冲砂边探砂面，直至冲砂至压裂改造的最下层；最后起出冲砂管柱，下入完井管柱，排液求产。
本工艺方法采用水力喷射压裂下层、用砂填封下层及再进行上层段水力喷射压裂施工的方法，保证下层的有效改造，避免损坏管柱封隔器，可实施油田水平井多段拖动压裂，实现具有非均质性强及物性差异大储层间的、致密油藏的大排量体积压裂改造，提高致密油藏水平井的改造效果，达到增产目的。本发明的工艺管柱上的液压安全接头能便于在管柱遇卡时起出上方管柱。
附图说明
图1为本发明的工艺管柱对下油层进行射孔、压裂作业示意图。
图2为本发明的工艺管柱完成下油层施工后的填砂作业示意图。
图3为本发明的工艺管柱完成填砂后测探砂面作业示意图。
图4为本发明的工艺管柱完成填砂后对上油层进行射孔、压裂作业示意图。
具体实施方式
参照图1至4对本发明的实施例进一步说明：
实施例1：油井井深3500m，有上、下两个油层，套管内径为124.3mm，油管外径为73.03mm；
本方法使用水力喷砂射孔与压裂工艺管柱作业，管柱通过油管1自上而下依次连接安全接头2、水力喷射器3、单流阀4和斜尖5，斜尖5终端为30°斜角的斜面，水力喷射器3设有八个对称排列的喷嘴，喷嘴孔径6毫米，其工艺步骤如下：
A、下入水力喷砂射孔与压裂工艺管柱：下入本工艺管柱，使水力喷射器3到达需要射孔的下层Ⅱ位置；
B、正洗：射孔前用洗井液洗井，正洗井排量在500～1000l/min之间，达到进、出口的水质相同；
C、下层水力喷砂射孔：以井口油压50～55MPa从油管1注入射孔液，射孔时，以套压40～46MPa将射孔液由油套环空返出，直至完成下层套管及地层射孔；
D、下层水力喷砂压裂：下层水力喷砂射孔完成后，关闭套管旋塞，压开地层，从油套环空以4m3/min注入压裂液，同时从油管1以2m3/min注入胍胶液，进行压裂施工，以满足压裂所需的排量和储层裂缝延伸压力的要求；
E、填砂作业：当下层压裂完成后，进行反循环洗井；洗井完成后上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置（误差0.5m）；接着以500～1000l/min的排量从油套环空中填砂，所填砂面高于下层射孔至少25m（按两层间距50m计算），以使井筒内的砂段能有效的密封已施工的下层段；填砂完成后，用水力喷砂射孔压裂工艺管柱测探砂面；
F、上层水力喷砂射孔、压裂：测探砂面完成后，上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置，进行上层水力喷砂射孔、压裂；由于已压裂改造过的下层段被所填砂段密封，而水力喷射器3位于密封砂层的上方，压裂液只能进行上层Ⅰ压裂，不会“漏入”下层Ⅱ；
G、冲砂作业：上层段压裂完成后，进行反循环洗井；接着用本管柱进行冲砂作业，或起出本管柱，换用冲砂钻具，边冲砂边探砂面，直至冲砂至压裂改造的下层Ⅱ；最后起出冲砂管柱，下入完井管柱，排液求产。
实施例2：油井井深3500m，有上、下两个油层，套管内径为124.3mm，油管外径为73.03mm；
本方法使用水力喷砂射孔与压裂工艺管柱作业，管柱通过油管1自上而下依次连接安全接头2、水力喷射器3、单流阀4和斜尖5，斜尖5终端为40°斜角的斜面。水力喷射器3有八个对称排列的喷嘴，喷嘴孔径6毫米，其工艺步骤如下：
A、下入水力喷砂射孔与压裂工艺管柱：下入本工艺管柱，使水力喷射器3到达需要射孔的下层Ⅱ位置；
B、正洗：射孔前用洗井液洗井，正洗井排量在500～1000l/min之间，达到进、出口的水质相同；
C、下层水力喷砂射孔：以井口油压35～40MPa从油管1注入射孔液，射孔时，以套压50～55MPa将射孔液由油套环空返出，直至完成下层套管及地层射孔；
D、下层水力喷砂压裂：下层水力喷砂射孔完成后，关闭套管旋塞，压开地层，从油套环空以4.5m3/min注入压裂液，同时从油管1以2m3/min注入胍胶液，进行压裂施工；
E、填砂作业：当下层压裂完成后，进行反循环洗井；洗井完成后，上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置（误差0.5m）；接着以500～1000l/min的排量从油套环空中填砂，所填砂面高于下层射孔至少25m，以使井筒内的砂段能有效的密封已施工的下层段；填砂完成后，用水力喷砂射孔压裂工艺管柱测探砂面；
F、上层水力喷砂射孔、压裂：测探砂面完成后，上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置，进行上层水力喷砂射孔、压裂；
G、冲砂作业：上层段压裂完成后，进行反循环洗井；接着用本管柱进行冲砂作业，或者起出本管柱，换用冲砂钻具，边冲砂边探砂面，直至冲砂至压裂改造的下层Ⅱ；最后起出冲砂管柱，下入完井管柱，排液求产。
实施例3：油井井深3500m，有上、下两个油层，套管内径为124.3mm，连续油管外径为1.75inmm；
本方法使用水力喷砂射孔与压裂工艺管柱作业，管柱通过油管1自上而下依次连接安全接头2、水力喷射器3、单流阀4和斜尖5，斜尖5终端为40°斜角的斜面，水力喷射器3有三个均匀排列的喷嘴，喷嘴孔径6毫米，其工艺步骤如下：
A、下入水力喷砂射孔与压裂工艺管柱：下入本工艺管柱，使水力喷射器3到达需要射孔的下层Ⅱ位置；
B、正洗：射孔前用洗井液洗井，正洗井排量在500～1000l/min之间，达到进、出口的水质相同；
C、下层水力喷砂射孔：以井口油压48～52MPa从油管1注入射孔液，射孔时，以套压50～55MPa将射孔液由油套环空返出，直至完成下层套管及地层射孔；
D、下层水力喷砂压裂：下层水力喷砂射孔完成后，关闭套管旋塞，压开地层，从油套环空以10m3/min注入压裂液，同时从油管1以2m3/min注入胍胶液，进行压裂施工；
E、填砂作业：当下层压裂完成后，进行反循环洗井；洗井完成后，上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置（误差0.5m）；接着以500～1000l/min的排量从油套环空中填砂，所填砂面高于下层射孔至少25m，以使井筒内的砂段能有效的密封已施工的下层段；填砂完成后，用水力喷砂射孔压裂工艺管柱测探砂面；
F、上层水力喷砂射孔、压裂：测探砂面完成后，上提管柱，将水力喷射器3提至需要射孔的上层Ⅰ位置，进行上层水力喷砂射孔、压裂；
G、冲砂作业：上层段压裂完成后，进行反循环洗井；接着用本管柱进行冲砂作业，或者起出本管柱，换用冲砂钻具，边冲砂边探砂面，直至冲砂至压裂改造的下层；最后起出冲砂管柱，下入完井管柱，排液求产。

Claims (2)

1.一种水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法，其特征在于：
本工艺方法使用水力喷砂射孔与压裂工艺管柱作业，该管柱通过油管(1)自上而下依次连接安全接头(2)、水力喷射器(3)、单流阀(4)和斜尖(5)，其具体工艺步骤如下：
A、下入水力喷砂射孔与压裂工艺管柱：下入本工艺管柱，使水力喷射器(3)到达需要射孔的下层位置；
B、正洗：射孔前用洗井液洗井，正洗井排量在500～1000L/min之间，达到进、出口的水质相同；
C、最下层水力喷砂射孔：以井口油压50-55MPa从油管注入射孔液，射孔时，以套压40-46MPa将射孔液由油套环空返出；直至完成最下层套管及地层射孔；
D、最下层水力喷砂压裂：最下层水力喷砂射孔完成后，关闭套管旋塞，压开地层，从油套环空注入压裂液，压裂液的注入排量依据设计执行，注入压裂液的压力范围不能超过套管及井口装置的承压限制；同时，从油管(1)以2m3/min注入胍胶液，进行压裂施工，注入排量与油套环空的注入排量成1/5～1/2的比例；
E、填砂作业：当最下层压裂完成后，进行反循环洗井；洗井完成后，上提管柱，将水力喷射器(3)提至需要射孔的上一层位置，误差0.5m；接着以500～1000L/min的排量从油套环空中填砂，所填砂面要至少高于下层射孔位置25m，而对水平井的填砂面要介于两射孔层的中间；填砂完成后，用水力喷砂射孔压裂管柱测探砂面，直至填砂至设计所需的位置；
F、上层水力喷砂射孔、压裂：测探砂面完成后，上提水力喷砂射孔压裂管柱，将水力喷射器(3)提至需要射孔的上层位置，进行上层水力喷砂射孔、压裂；
G、冲砂作业：上层段压裂完成后，进行反循环洗井；接着用本管柱进行冲砂作业，或者起出本管柱，换用冲砂钻具，边冲砂边探砂面，直至冲砂至压裂改造的最下层；最后起出冲砂管柱，下入完井管柱，排液求产。
2.如权利要求1所述水力喷砂射孔压裂与填砂联作工艺方法，其特征在于本工艺方法采用水力喷射压裂下层、用砂填封下层及再进行上层段水力喷射压裂施工的方法，保证下层的有效改造，避免损坏管柱封隔器，可实施油田水平井多段拖动压裂，实现具有非均质性强及物性差异大储层间的、致密油藏的大排量体积压裂改造，提高致密油藏水平井的改造效果，达到增产目的。
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