CN104481488A - 一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气田直井分层改造技术领域，提供了一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，包括如下步骤：1)组装井下工具串；2)下入井下工具串，在压裂井口的套放管线出口处安装节流阀，通过定位器使喷射器对准需改造第一层位置，完成第一层压裂改造；3)通过环空顶替所需砂量，沉降1小时后，探砂面，并调整砂面高度；4)活动井下工具串，将喷射器对准第二层改造位置，环空打开，节流阀控制环空压力进行喷砂射孔；5)喷砂射孔结束后，持续增加排量将地层压开，压开地层后关闭套管闸门完成第二层环空主压裂施工；6)重复步骤3)～5)完成其余各层的改造。本发明解决了射孔阶段环空压力过低，且不可控制而影响封隔效果和改造效果的问题。

Description

一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法
技术领域
本发明属于油气田直井分层改造技术领域，具体涉及一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，适用于套管完井直井连续油管填砂分层压裂工艺。
背景技术
连续油管压裂技术具有改造层数不受限制、可带压拖动作业、压裂后井筒保持大通径等常规压裂不可比拟的优势；然而受到连续油管尺寸的限制，目前各大油气田通常使用连续油管水力喷砂射孔、环空压裂的改造工艺。该工艺可以采取填砂分层和机械封隔器分层两种方式实现分层，由于机械封隔器分层方式井下工具复杂，且施工存在较大卡钻风险，所以国内通常使用填砂分层方式。
然而，填砂分层方式的压裂工艺在应用过程中存在如下问题：在射孔阶段，套管闸门完全打开，导致环空压力过低，已压开层段吐砂严重，支撑剂在油套环空大量沉积，形成砂堵的风险较大，同时填砂后，环空压力过低，砂塞容易遭到破坏，造成砂层封隔性差而窜层。因此，施工过程中需要控制环空压力，保证封隔效果和改造效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有填砂分层方式压裂工艺在射孔阶段环空压力过低，且不可控制而影响封隔效果和改造效果的问题。
为此，本发明提供了一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，包括如下步骤：
1)组装连续油管填砂分层环空压裂的井下工具串，井下工具串包括由下至上依次连接的导向单流阀、喷射器、定位器、剪切丢手、连接器和连续油管；
2)向井中下入井下工具串，将连续油管与压裂井口相连，在压裂井口的套放管线出口处安装节流阀，并将套放管线接入泥浆池，通过定位器定位，使得喷射器对准需改造的第一层位置，进行水力喷砂射孔、环空主压裂，完成第一层压裂改造；
3)向油套环空中顶入计算所需要的砂量，沉降1小时后，下放连续油管并观察井口悬重，当下放连续油管过程中井口悬重发生变化时，连续油管下放位置处即为砂面位置，调整砂面高度使得喷射器能够对准下一层需改造的位置；
4)上提或下放井下工具串，将喷射器对准第二层改造位置，进行喷砂射孔，在喷砂射孔时环空打开，通过节流阀控制环空压力在计算的环空压力范围之内；
5)在第二层改造位置的喷砂射孔结束后，增加泵注排量提高射流增压，同时通过调节节流阀将油、套环空压力控制在计算的环空压力范围之内，通过增加泵注排量，持续提高射流增压的方式，将地层压开，压开地层后关闭套管闸门完成第二层环空主压裂施工；
6)重复步骤3)～5)完成其余各层的改造，并一次性将砂粒全部冲出井筒中。
上述步骤4)中环空压力的计算方法为环空压力=井底压力-静液柱压力-环空压耗。
上述步骤4)中喷砂射孔的操作过程包括如下步骤：
①根据地质及井身结构资料确定射孔过程中所需的环空压力；
②从连续油管注入混砂液，逐渐将泵速提高，环空返出液经井口的节流阀及套放管线排入泥浆池,调节节流阀保持油、套环空压力为步骤①计算的环空压力。
上述喷射器的喷嘴喷射流速在连续油管的限压范围内达到150m/s以上。
上述喷砂射孔过程中的砂浓度为120kg/m3～140kg/m3。
上述定位器为机械式套管接箍定位器。
本发明的有益效果：
(1)采用本发明提供的这种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法进行施工，在射孔及压裂过程中可以对环空压力进行控制，有效控制井口返液量，防止已压开层吐砂严重，形成砂堵。
(2)在射孔及压裂过程中可以对环空压力进行控制，可以避免砂塞流动，保证封隔有效性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的工艺管柱结构示意图。
附图标记说明：1、导向单流阀；2、喷射器；3、定位器；4、剪切丢手；5、连接器；6、连续油管；7、节流阀；8、套放管线；9、压裂井口。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有填砂分层方式压裂工艺在射孔阶段环空压力过低，且不可控制而影响封隔效果和改造效果的问题，本实施例提供了一种如图1所示的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，包括如下步骤：
1)组装连续油管填砂分层环空压裂的井下工具串，井下工具串包括由下至上依次连接的导向单流阀1、喷射器2、定位器3、剪切丢手4、连接器5和连续油管6；
2)向井中下入井下工具串，将连续油管6与压裂井口9相连，在压裂井口9的套放管线8出口处安装节流阀7，并将套放管线8接入泥浆池，通过定位器3定位，使得喷射器2对准需改造的第一层位置，进行水力喷砂射孔、环空主压裂，完成第一层压裂改造；
3)向油套环空中顶入计算所需要的砂量，沉降1小时后，下放连续油管6并观察井口悬重，当下放连续油管6过程中井口悬重发生变化时，连续油管6下放位置处即为砂面位置，调整砂面高度使得喷射器2能够对准下一层需改造的位置；如果砂面过高可以通过向连续油管6注入液体的方式进行冲砂，降低砂面高度；如果砂面过低可以通过继续注入携砂液，令携砂液沉降的方式增加砂面高度；
4)上提或下放井下工具串，将喷射器2对准第二层改造位置，进行喷砂射孔，在喷砂射孔时环空打开，通过节流阀7控制环空压力在计算的环空压力范围之内；
5)在第二层改造位置的喷砂射孔结束后，适当增加泵注排量提高射流增压，同时通过调节节流阀7将油、套环空压力控制在计算的环空压力范围之内，通过增加泵注排量，持续提高射流增压的方式，将地层压开，压开地层后关闭套管闸门完成第二层环空主压裂施工；
6)重复步骤3)～5)完成其余各层的改造，并一次性将砂粒全部冲出井筒中。
而其中，所述步骤4)中环空压力的计算方法为环空压力=井底压力-静液柱压力-环空压耗。
所述步骤4)中喷砂射孔的操作过程包括如下步骤：
①根据地质及井身结构资料确定射孔过程中所需的环空压力；
②从连续油管6注入混砂液，逐渐将泵速提高，环空返出液经井口的节流阀7及套放管线8排入泥浆池,调节节流阀7保持油、套环空压力为步骤①计算的环空压力。
在连续油管6的限压范围内，所述喷射器2的喷嘴喷射流速达到150m/s以上，而喷砂射孔过程中的砂浓度为120kg/m3～140kg/m3。
另外，所述定位器3为机械式套管接箍定位器。
本发明提供的这种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法解决了直井连续油管填砂分压施工中在射孔阶段套管闸门完全打开，导致环空压力过低，已压开层段吐砂严重，支撑剂在水平段的油套环空大量沉积，形成砂堵的风险较大，同时填砂后，环空压力过低，砂塞容易遭到破坏，造成砂层封隔性差而窜层的问题。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)组装连续油管填砂分层环空压裂的井下工具串，井下工具串包括由下至上依次连接的导向单流阀(1)、喷射器(2)、定位器(3)、剪切丢手(4)、连接器(5)和连续油管(6)；
2)向井中下入井下工具串，将连续油管(6)与压裂井口(9)相连，在压裂井口(9)的套放管线(8)出口处安装节流阀(7)，并将套放管线(8)接入泥浆池，通过定位器(3)定位，使得喷射器(2)对准需改造的第一层位置，进行水力喷砂射孔、环空主压裂，完成第一层压裂改造；
3)向油套环空中顶入计算所需要的砂量，沉降1小时后，下放连续油管(6)并观察井口悬重，当下放连续油管(6)过程中井口悬重发生变化时，连续油管(6)下放位置处即为砂面位置，调整砂面高度使得喷射器(2)能够对准下一层需改造的位置；
4)上提或下放井下工具串，将喷射器(2)对准第二层改造位置，进行喷砂射孔，在喷砂射孔时环空打开，通过节流阀(7)控制环空压力在计算的环空压力范围之内；
5)在第二层改造位置的喷砂射孔结束后，增加泵注排量提高射流增压，同时通过调节节流阀(7)将油、套环空压力控制在计算的环空压力范围之内，通过增加泵注排量，持续提高射流增压的方式，将地层压开，压开地层后关闭套管闸门完成第二层环空主压裂施工； 
6)重复步骤3)～5)完成其余各层的改造，并一次性将砂粒全部冲出井筒中。
2.如权利要求1所述的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：所述步骤4)中环空压力的计算方法为环空压力=井底压力-静液柱压力-环空压耗。
3.如权利要求1或2所述的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：所述步骤4)中喷砂射孔的操作过程包括如下步骤：
①根据地质及井身结构资料确定射孔过程中所需的环空压力；
②从连续油管(6)注入混砂液，逐渐将泵速提高，环空返出液经井口的节流阀(7)及套放管线(8)排入泥浆池,调节节流阀(7)保持油、套环空压力为步骤①计算的环空压力。
4.如权利要求3所述的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：所述喷射器(2)的喷嘴喷射流速在连续油管(6)的限压范围内达到150m/s以上。
5.如权利要求3所述的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：所述喷砂射孔过程中的砂浓度为120kg/m3～140kg/m3。
6.如权利要求1所述的直井连续油管填砂分压环空压力控制方法，其特征在于：所述定位器(3)为机械式套管接箍定位器。
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