CN105317409A - 一种水平井分段压裂泵送射孔方法 - Google Patents

Abstract

一种水平井分段压裂泵送射孔方法，其包括：步骤1：测井电缆携带射孔管柱装置入井；步骤2：该射孔管柱装置下放至井下大斜度段后进行泵注液体；步骤3：通过所述泵注液体将该射孔管柱装置推送至井下水平井段泵送位置；步骤4：调整所述测井电缆使所述射孔管柱装置与所述水平井段泵送位置一致；步骤5：所述测井电缆通电射孔；其中，所述射孔管柱装置设有刚性扶正短节组件和导向扶正短节单元，用以使所述射孔管柱装置保持相对所述水平井段中的水平井套管组件的内壁居中前进至泵送位置。所述水平井分段压裂泵送射孔方法具有使得射孔管柱装置易于入井并且不发生遇卡问题的优点以及具有减少泵送液体体积的优点。

Description

一种水平井分段压裂泵送射孔方法

技术领域

本发明涉及油气井分段压裂射孔作业技术领域，尤其涉及一种水平井分段压裂泵送射孔方法。

背景技术

目前，页岩气藏常采用水平井进行开发。由于，页岩致密、渗透率较低，因此，需要对分段压裂进行改造才能使得页岩气藏的开采具有工业价值。从而，水平井分段压裂技术成为页岩气藏开发的主体技术。其中，电缆+桥塞联作工艺已经成为现场施工中的一种主要工艺。

该工艺的主要流程为测井电缆下带分簇射孔枪+桥塞坐封工具+易钻桥塞工具，从而形成工具串。该工艺的具体实施方法为：在下放工具串的直井段，依靠工具串的自重进行下放。待所述工具串下放至井下的大斜度段后，从井口泵注液体，从而将该工具串推送至水平井段的泵送位置。然后，电缆通电，先将桥塞坐封、丢手，再将射孔枪上提至泵送位置进行电缆射孔作业。然后将该工具串提拉出井口，进行下步压裂。压裂完成后，再次下入工具串，进行下一轮的桥塞坐封、丢手以及电缆射孔作业，如此反复，进行水平井多段压裂。

上述方法存在工具串入井困难并容易遇阻的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种水平井分段压裂泵送射孔方法，其包括：

步骤1：测井电缆携带射孔管柱装置入井；步骤2：该射孔管柱装置下放至井下大斜度段后进行泵注液体；步骤3：通过所述泵注液体将该射孔管柱装置推送至井下水平井段泵送位置；步骤4：调整所述测井电缆使所述射孔管柱装置与所述水平井段泵送位置一致；步骤5：所述测井电缆通电射孔；其中，所述射孔管柱装置设有刚性扶正短节组件和导向扶正短节单元，用以使所述射孔管柱装置保持相对所述水平井段中的水平井套管组件的内壁居中前进至泵送位置。

较佳的，所述刚性扶正短节组件包括两端设置有内螺纹的刚性扶正短节本体以及等距设置在该刚性扶正短节本体外围的扶正板筋组件。

较佳的，所述导向扶正短节单元包括导向扶正短节本体以及设置在该导向扶正短节本体的端部并通过螺纹连接的导向锥体组件，该导向锥体组件用以引导所述射孔管柱装置入井。

较佳的，所述导向扶正短节单元还包括设置在所述导向扶正短节本体的端部，以密封该射孔管柱装置与所述水平井套管组件内壁之间间隙的皮碗组件。

较佳的，所述导向扶正短节本体上设置有用至少两个长形通孔，以容纳导向轮组件。

较佳的，所述导向轮组件交错设置在所述至少两个长形通孔中并且该导向轮组件的两端边缘凸出所述导向扶正短节本体的外表面。

较佳的，所述导向轮组件的所在平面之间互成夹角。所述夹角的范围为120度到180度。

较佳的，所述射孔管柱装置还包括平衡所述射孔管柱装置自重的第一平衡配重组件以及第二平衡配重组件。

较佳的，所述导向轮组件通过设置在该导向扶正短节本体中的导向轮销轴组件进行定位，该导向轮组件能够绕该导向轮销轴组件进行转动。

较佳的，所述扶正板筋组件的个数为6至8个。

根据本发明，所述水平井分段压裂泵送射孔方法通过射孔管柱装置来实现。其中，通过对该射孔管柱装置中的管柱串单元设置有刚性扶正短节组件。该刚性扶正短节组件的外围，由于等间距的设置有扶正板筋组件。因此，有效地保证射孔管柱装置在水平井段井壁中保持居中前进的状态。并且，大大地减少了射孔管柱装置与水平井段井壁之间的摩擦力。

通过对该射孔管柱装置中设置有第一平衡配重组件以及第二平衡配重组件。因此，起到平衡射孔管柱装置整体自重的作用，避免该射孔管柱装置在水平井段因偏向任何一侧井壁，而致使平衡射孔管柱装置发生遇卡的问题。

通过对该射孔管柱装置中设置有导向扶正短节单元。并且该导向扶正短节单元中设置有导向轮组件，用以减少射孔管柱装置与水平井段井壁之间的摩擦力。并且，导向扶正短节单元中还设置有导向锥体组件，用以引导该射孔管柱装置易于入井。并且，导向扶正短节单元中还设置有皮碗组件，用以实现该射孔管柱装置与水平井段井壁之间的密封，从而，在泵注液体的推动下，推动该射孔管柱装置移动至水平井段设计的位置。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1为用于实现本发明水平井分段压裂泵送射孔方法的射孔管柱装置的总体结构简图。

图2为本发明水平井分段压裂泵送射孔方法中的刚性扶正短节的放大结构简图。

图3为本发明水平井分段压裂泵送射孔方法中的导向扶正短节的总体结构简图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

在一个优选的实施例中，水平井分段压裂泵送射孔方法包括如下步骤。

步骤1：通过测井电缆11(见图1)携带射孔管柱装置300(见图1)下放入井。

步骤2：当该射孔管柱装置300被下放至井下大斜度段后，从地上向井下进行泵注液体。

步骤3：通过借助所述泵注液体的推动力，推动该射孔管柱装置300继续向下运动至水平井段泵送位置。

步骤4：调整所述测井电缆11使所述射孔管柱装置300与所述水平井段泵送位置在同一中心轴线上。

步骤5：对所述测井电缆11进行第一次点火，从而完成第一簇射孔，然后上提测井电缆11，再次对该测井电缆11进行通电射孔，如此反复，完成全部射孔作业，当射孔完成后，将射孔管柱装置300提拉出井口，进行下一步的水平井段的套管压裂。

其中，所述射孔管柱装置300设有刚性扶正短节组件12和导向扶正短节单元400，以引导所述射孔管柱装置300与井壁之间因具有间隙而能相对滑动，并使该射孔管柱装置300居中入井。

请参阅图1，其为用于实现本发明水平井分段压裂泵送射孔方法中的射孔管柱装置的总体结构简图。如图所示，在一个具体的实施例中，所述射孔管柱装置300通过测井电缆11进行下放入井。射孔管柱装置300包括管柱串单元1以及与该管柱串单元1相连接的导向扶正短节单元400。在一个优选的实施例中，该管柱串单元1包括一端与第一平衡配重组件13相连接，另外一端与射孔枪组件15的一端相连接的刚性扶正短节组件12。该射孔枪组件15的另一端与第二平衡配重组件14的第一端相连接。在一个优选的实施例中，第一平衡配重组件13和第二平衡配重组件14均能够平衡射孔管柱装置300的整体自重，从而，避免该射孔管柱装置300在水平井段因偏向任何一侧井壁而使得平衡射孔管柱装置300发生遇卡的问题。在一个优选的实施例中，第二平衡配重组件14的第二端与导向扶正短节单元400相连接。其中，该导向扶正短节单元400能够引导该管柱串单元1易于泵送入井且不发生遇卡问题。

请参阅图2，其为本发明水平井分段压裂泵送射孔方法中的刚性扶正短节的放大结构简图。如图所示，该刚性扶正短节组件12包括刚性扶正短节本体121以及等距设置在该刚性扶正短节本体121上的扶正板筋组件122。在一个优选的实施例中，扶正板筋组件122凸起部位的端部设置为圆弧状。该扶正板筋组件122的凸起部位端部的整体外轮廓与水平井段井壁之间的间隙为3mm到5mm。从而，在刚性扶正短节组件12相对水平井段井壁发生相对滑动时，能够减少该刚性扶正短节组件12与水平井段井壁之间的摩擦力，从而便于该射孔管住装置300的整体泵送入井并且减少了泵送的时间。

由于该扶正板筋组件122均匀设置在该刚性扶正短节本体121的外围。并且该扶正板筋组件122的凸起高度均相等。因此，能够有效地保证射孔管柱装置300(见图1)位于水平井段井壁中时，能够保持居中前进的状态，从而有效地减少了射孔管住装置300在水平井段前进时，产生遇卡的问题，大大地减少了射孔管柱装置300与水平井段井壁之间的摩擦力。

在一个优选的实施例中，该扶正板筋组件122设置的个数范围为6至8个。若扶正板筋组件122的个数设置为少于6个则不能很好地起到减少该刚性扶正短节组件12与水平井段井壁之间的摩擦力的作用。若扶正板筋组件122的个数设置为大于8个，则该扶正板筋组件122的凸起部位的端部形状会因为扶正板筋组件122个数的增加，从而，无法达到减少射孔管柱装置300与水平井段井壁之间的摩擦力的作用。

请参阅图3，其为本发明水平井分段压裂泵送射孔方法中的导向扶正短节的总体结构简图。如图所示，在一个优选的实施例中，将该管柱串单元1与导向扶正短节单元400相连接，由此形成射孔管柱装置300(见图1)。将该射孔管柱装置300由井口下至具有大斜度段中。然后，由地面向该井段中泵送流体。在流体的作用下，将该皮碗组件24与井段的内壁相紧靠。从而，在流体的冲击作用下，对该皮碗组件24施加向前运行的推力，推动该射孔管柱装置300在水平井段中前进。该射孔管柱装置300在井段前进的过程中，由于在该射孔管柱装置300上分别设置了导向轮组件22和导向锥体组件23，因此，能够将该射孔管柱装置300顺利地被泵送至水平井段中的泵送位置。从而，大大地减少了该射孔管柱装置300在入井过程中的摩擦力，大大降低了该射孔管柱装置300入井过程中产生遇卡的问题，从而使得该射孔管柱装置300能够顺利泵送入井。

所述射孔管柱装置300包括导向扶正短节本体21。其中，在所述导向扶正短节本体21的内部设置有至少两个长形通孔212。在一个优选的实施例中，所述长形通孔212贯通导向扶正短节本体21的内部。

所述射孔管柱装置300还包括导向轮组件22。该导向轮组件22交错设置在长形通孔212中，并且导向轮组件22的两端的边缘凸出导向扶正短节本体21的外表面，减少射孔管柱装置300在运行过程中的摩擦力。

在一个优选的实施例中，导向轮组件22所在的平面之间互成夹角，所述夹角的范围为120度到180度。该导向轮组件22沿导向扶正短节本体21的周向均匀布设一周。并将导向轮组件22依次交错设置在导向扶正短节本体21中，使得该导向轮组件22沿导向扶正短节本体21的轴向均匀布设该导向扶正短节本体21的整个长度，从而有效地减少射孔管柱装置300在运行过程中产生的摩擦力。

在一个优选的实施例中，若导向轮组件22所在的平面之间的夹角设置为小于120度或者大于180度，则不能很好地实现该导向轮组件22沿导向扶正短节本体21的周向均匀分布的目的，从而，该导向轮组件22也无法实现扶正该射孔管柱装置300在水平井段保持居中前进的作用，进一步，也就无法实现减少该射孔管柱装置300在被泵送入井的过程中发生遇卡的问题。

由于在导向扶正短节本体21上还设置了中心轴线垂直导向轮组件22所在平面的定位孔211，并将导向轮销轴组件25设置在该定位孔211中，使得导向轮组件22在导向扶正短节本体21中的位置更加牢固。由于该导向轮组件22能够绕着该导向轮销轴组件25在导向扶正短节本体21中进行360度转动，从而，起到扶正该射孔管柱装置300在水平井段处于居中状态前进的作用。

该射孔管柱装置300的具体应用为能够其与其它管柱或下井工具相连接，进而将该管柱或该下井工具顺利地运送到井底。在本实施例中，该射孔管柱装置300可与桥塞、坐封工具或者射孔管柱相连接，从而，被泵送到地面下的水平井段的泵送位置。在泵送的过程中，通过设置在该导向扶正短节本体21中的导向轮组件22，来实现减少与射孔管柱装置300相连接的管柱与水平井段中水平井套管组件内壁的摩擦力。从而，大大地减少了与射孔管柱装置300相连接的管柱被泵送入井的难度。并且，被泵注的流体只需较小的流速，便能实现将与射孔管柱装置300相连接的管柱泵送入井。从而，减少了泵注流体的流量，大大地节约了额外的经济成本。

通过导向轮组件22的旋转，也大大地减少了与射孔管柱装置300相连接的管柱在被泵送入井的过程中发生遇阻的问题。

该射孔管柱装置300还包括导向锥体组件23。该导向锥体组件23设置在导向扶正短节本体21的下端，并与该导向扶正短节本体21进行螺纹连接。该导向锥体组件23由于其外形设置为近似锥形，因此，该导向锥体组件23能够起到引导与射孔管柱装置300相连接的管柱易于入井的作用。由于该导向锥体组件23与导向扶正短节本体21为螺纹连接，因此，在拆下导向锥体组件23时，该导向扶正短节本体21可与其它管柱进行连接，实现了该导向扶正短节本体21的多功能作用。

在一个优选的实施例中，该射孔管柱装置300还包括设置在该导向扶正短节本体21的端部的皮碗组件24。该皮碗组件24由钢体器件和硫化橡胶复合而成。该钢体器件设置在该皮碗组件24与导向扶正短节本体21相配合的部位，从而能够增强该皮碗组件24与导向扶正短节本体21的接触强度。该皮碗组件24中的橡胶部分由于具有塑性变形的功能，因此，在被泵注入井的流体的推力作用下，使得橡胶部分靠紧所述水平井套管组件的内壁，并推动与该射孔管柱装置300相连接的管柱在水平井套管组件中前进，直至被泵送到水平井套管组件中的指定泵送位置。

在一个优选的实施例中，设置在该导向扶正短节本体21中的端部，并具体设置在该皮碗组件24的端部的压紧环组件。该压紧环组件用以压紧该皮碗组件24，从而防止该皮碗组件24沿导向扶正短节本体21的轴向进行左右滑动，增强该皮碗组件24与该导向扶正短节本体21接触的紧密性。

设置有压紧环组件的所述导向扶正短节本体21的端部的外表面设置有外螺纹，用以连接桥塞、坐封工具或者其它管柱。实现该导向扶正短节本体21的多功能使用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种水平井分段压裂泵送射孔方法，其包括：

步骤1：测井电缆携带射孔管柱装置入井；

步骤2：该射孔管柱装置下放至井下大斜度段后进行泵注液体；

步骤3：通过所述泵注液体将该射孔管柱装置推送至井下水平井段泵送位置；

步骤4：调整所述测井电缆使所述射孔管柱装置与所述水平井段泵送位置一致；

步骤5：所述测井电缆通电射孔；

其中，所述射孔管柱装置设有刚性扶正短节组件和导向扶正短节单元，用以使所述射孔管柱装置保持相对所述水平井段中的水平井套管组件的内壁居中前进至泵送位置。

2.根据权利要求1所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述刚性扶正短节组件包括两端设置有内螺纹的刚性扶正短节本体以及等距设置在该刚性扶正短节本体外围的扶正板筋组件。

3.根据权利要求1或2所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向扶正短节单元包括导向扶正短节本体以及设置在该导向扶正短节本体的端部并通过螺纹连接的导向锥体组件，该导向锥体组件用以引导所述射孔管柱装置入井。

4.根据权利要求3所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向扶正短节单元还包括设置在所述导向扶正短节本体的端部，以密封该射孔管柱装置与所述水平井套管组件内壁之间间隙的皮碗组件。

5.根据权利要求3所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向扶正短节本体上设置有至少两个长形通孔，以容纳导向轮组件。

6.根据权利要求5所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向轮组件交错设置在所述至少两个长形通孔中并且该导向轮组件的两端边缘凸出所述导向扶正短节本体的外表面。

7.根据权利要求6所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向轮组件的所在平面之间互成夹角。

8.根据权利要求7所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述夹角的范围为120度到180度。

9.根据权利要求1所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述射孔管柱装置还包括平衡所述射孔管柱装置自重的第一平衡配重组件以及第二平衡配重组件。

10.根据权利要求5至8中任一项所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述导向轮组件通过设置在该导向扶正短节本体中的导向轮销轴组件进行定位，该导向轮组件能够绕该导向轮销轴组件进行转动。

11.根据权利要求2所述的水平井分段压裂泵送射孔方法，其特征在于，所述扶正板筋组件的个数为6至8个。