CN106593387B - 一种实现水平井分段多簇压裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的这种实现水平井分段多簇压裂的方法，采用电磁感应激发C环变O环实现水平井分段多簇压裂，压裂后投入的可溶球溶解，无需钻除，解决了常规桥塞工艺的钻塞问题，施工安全，成本低；采用光套管注入压裂实现了全井段施工排量8方/分以上，实现了水平井体积压裂对排量的要求；可溶性球封堵与分级射孔联作，在地面设备及压裂液充足的条件下可以连续作业，实现一口水平井井全部层段的作业，施工效率高；减少了常规水力喷射工艺下频繁起下管柱及放喷时间，极大的降低了劳动强度，缩短了作业周期。
Description
技术领域
本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种实现水平井分段多簇压裂的方法，特别涉及低渗透储层水平井体积压裂改造工艺，适用于套管完井的水平井体积压裂改造。
背景技术
目前套管完井的水平井改造工艺主要以水力喷砂压裂、速钻桥塞压裂等工艺为主。
水力喷砂压裂工艺主要技术做法就是通过水力喷砂射孔、与小直径封隔器联作实现有效封隔、油管加砂、套管补液、拖动管柱实现多段压裂改造，但该项技术受管柱摩阻的影响，排量受限，最大施工排量仅能达到8方/分；在长水平段井中，施工作业周期长，施工效率低，不能满足大排量体积压裂技术需求。
速钻桥塞分段压裂工艺主要技术做法就是通过水力泵送将电缆连接的快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，上提多级射孔装置至射孔位置进行射孔，然后将钻具提至井口，采用大排量光套管注入压裂施工，重复上述作业，依次自下而上完成多个层段作业，最后钻除桥塞，完井。该技术具有封隔可靠、射孔簇多、施工效率高、可满足大排量体积压裂施工，但连续油管钻磨桥塞施工较复杂，存在一定的施工风险，尤其是对深井施工有较大的局限性，且施工费用较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有水力喷砂压裂、速钻桥塞压裂工艺存在的施工风险大、成本高的问题。
为此，本发明提供了一种实现水平井分段多簇压裂的方法，包括以下步骤：
步骤一：根据水平井水平段储层物性，将水平井划分为多个压裂段，压裂段由井底至井口方向分别是第一压裂段、第二压裂段、第三压裂段……第N压裂段，然后将套管下入井筒，套管上间隔安装有多个C环装置，C环装置自上至下由火药腔、活塞和C形环组成，每一个C环装置对应于一个压裂段，然后固井完井；
步骤二：用通井规通井至人工井底，保证井筒干净，然后利用油管传输对第一压裂段进行射孔，射孔完成后，光套管注入对第一压裂段进行压裂；
步骤三：通过电缆向套管内下入射孔联作工具串，射孔联作工具串到达水平井30°井斜时，地面用压裂车泵送液体推动射孔联作工具串至第一压裂段，射孔联作工具串最下端的高频电磁波发射器在井底发射高频波，同时上提电缆，高频波激发火药腔，在火药腔处发生电流，火药腔内火药燃烧推动活塞下移，挤压C形环，使C形环变为O形环；
步骤四：上提电缆至第二压裂段，点火射孔联作工具串上的射孔枪，对第二压裂段进行射孔，射孔完后，起出射孔联作工具串，向套管内投入可溶球，可溶球坐在O形环上，封堵第一压裂段，然后光套管注入对第二压裂段进行压裂；
步骤五：重复步骤三和步骤四，依次对第三压裂段……第N压裂段进行压裂，直至完成全部层段压裂作业。
所述C形环安装于两个相邻的套管之间，火药腔和活塞安装在C形环上部的套管上，C形环上端是母扣，下端是公扣。
所述C形环采用弹性模量在200GPa以上的金属材料。
所述C形环采用65锰制成。
所述的射孔联作工具串自上至下由马笼头、磁定位器、炮头和射孔枪、高频电磁波发射器连接组成，磁定位器通过马笼头连接着电缆，马笼头的上方是安装在电缆上的鱼雷。
本发明的有益效果：本发明提供的这种实现水平井分段多簇压裂的方法，采用电磁感应激发C环变O环实现水平井分段多簇压裂，压裂后投入的可溶球溶解，无需钻除，解决了常规桥塞工艺的钻塞问题，施工安全，成本低；采用光套管注入压裂实现了全井段施工排量8方/分以上，实现了水平井体积压裂对排量的要求；可溶性球封堵与分级射孔联作，在地面设备及压裂液充足的条件下可以连续作业，实现一口水平井井全部层段的作业，施工效率高；减少了常规水力喷射工艺下频繁起下管柱及放喷时间，极大的降低了劳动强度，缩短了作业周期。
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C环装置安装在套管上的结构示意图。
图2是C形环受挤压变为O形环后的示意图。
图3是井筒内投入可溶球后的示意图。
图4是射孔联作工具串的结构示意图。
图5是C形环的示意图。
图6是O形环的示意图。
附图标记说明：1、套管；2、C环装置；3、可溶球；4、电缆；5、马笼头；6、磁定位器；7、炮头；8、射孔枪；9、高频电磁波发射器；10、鱼雷；201、火药腔；202、活塞；203、C形环；204、O形环。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有水力喷砂压裂、速钻桥塞压裂工艺存在的施工风险大、成本高的问题，本实施例提供了一种实现水平井分段多簇压裂的方法，包括以下步骤：
步骤一：根据水平井水平段储层物性，将水平井划分为多个压裂段，压裂段由井底至井口方向分别是第一压裂段、第二压裂段、第三压裂段……第N压裂段，然后将套管1下入井筒，如图1所示，套管1上间隔安装有多个C环装置2，C环装置2自上至下由火药腔201、活塞202和C形环203组成，每一个C环装置2对应于一个压裂段，然后固井完井；
步骤二：用通井规通井至人工井底，保证井筒干净，然后利用油管传输对第一压裂段进行射孔，射孔完成后，光套管注入对第一压裂段进行压裂;
步骤三：通过电缆4向套管1内下入射孔联作工具串，射孔联作工具串到达水平井30°井斜时，地面用压裂车泵送液体推动射孔联作工具串至第一压裂段，射孔联作工具串最下端的高频电磁波发射器9在井底发射高频波，同时上提电缆4，高频波激发火药腔201，在火药腔201处发生电流，火药腔201内火药燃烧推动活塞下移，挤压C形环203，使C形环203变为O形环204，如图2所示；
步骤四：上提电缆4至第二压裂段，点火射孔联作工具串上的射孔枪，对第二压裂段进行射孔，射孔完后，起出射孔联作工具串，向套管1内投入可溶球3，如图3所示，可溶球3坐在O形环204上，封堵第一压裂段，然后光套管注入对第二压裂段进行压裂；
步骤五：重复步骤三和步骤四，依次对第三压裂段……第N压裂段进行压裂，直至完成全部层段压裂作业。
C形环203的结构如图5所示，O形环204的结构如图6所示。
该实现水平井分段多簇压裂的方法具体的实施过程如下：
根据水平井水平段储层物性情况，确定压裂段位置及级数，储层的划分是油田开采行业的成熟技术，在此不作详细的说明。在下套管1时将多个C形环203（C形环203位置即水平井分段压裂位置）一同下入至预定分段压裂位置，然后固井完井；用通井规通井至人工井底，保证井筒干净；通过预先下入的爆裂阀或利用油管传输对第一压裂段进行射孔，起出射孔枪，光套管注入进行第一段压裂；电缆4作业下入带有高频电磁波发射器9的射孔联作工具串，到达一定（一般是30度）井斜后，地面用压裂车泵送液体推动射孔联作工具串至预定的第一级C环位置以下3m； 通过射孔联作工具串，在井底发射高频波，同时上提电缆，在C环装置2火药处内部产生电流，使C环装置2内部火药燃烧推动活塞下移，挤压C形环203，迫使C形环203转变为O形环204，在套管内形成O环球座；根据第二压裂段各射孔簇位置，上提电缆，分级点火射孔；起出射孔联作工具串；投入大尺寸可溶球3，封堵第一段，光套管注入压裂第二段，为确保下级施工，顶替阶段采取适当过顶替，顶替液前期适当弱交联，压裂完后不放喷，确保水平段无支撑剂残留；重复上述作业，依次使各级C环转变为O环球座，依次多簇射孔、光套管压裂，重复上述作业，直至完成全部层段压裂作业；可溶球溶解，恢复井筒畅通；放喷、求产、完井。
本实施例提供的实现水平井分段多簇压裂的方法压后可溶球溶解，无需钻除，解决了常规桥塞工艺的钻塞问题，施工安全，成本低；采用光套管注入压裂实现了全井段施工排量8方/分以上，实现了水平井体积压裂对排量的要求；可溶性球封堵与分级射孔联作，在地面设备及压裂液充足的条件下可以连续作业，实现一口水平井井全部层段的作业，施工效率高；减少了常规水力喷射工艺下频繁起下管柱及放喷时间，极大的降低了劳动强度，缩短了作业周期。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述C形环203安装于两个相邻的套管之间，火药腔201和活塞202安装在C形环203上部的套管1上，C形环203上端是母扣，下端是公扣。C形环203上部的套管插入C形环203内，C形环203的下端插入位于其下部的套管，射孔联作工具串最下端的高频电磁波发射器9在井底发射高频波，高频波激发火药腔201，在火药腔201处发生电流，火药腔201内火药燃烧推动活塞下移，挤压C形环203，使C形环203变为O形环204，如图2所示。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述C形环203采用弹性模量在200GPa以上的金属材料。金属材料的弹性模量高，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，选用弹性模量在200GPa以上的金属材料，是做了多次试验后，得出的使C形环203变为O形环204的最佳数值。
实施例4：
在实施例3的基础上，作为优选，所述C形环203采用65锰制成。
实施例5：
在实施例1的基础上，如图4所示，所述的射孔联作工具串自上至下由马笼头5、磁定位器6、炮头7和射孔枪8、高频电磁波发射器9连接组成，磁定位器6通过马笼头5连接着电缆4，马笼头5的上方是安装在电缆4上的鱼雷10。需要说明的是，该射孔联作工具串是在常规的射孔工具串的最下端连接了一个可以发射高频波的高频电磁波发射器9，其中，炮头7和射孔枪8设有多个且间隔设置，如图4所示。
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。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (2)
1.一种实现水平井分段多簇压裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据水平井水平段储层物性，将水平井划分为多个压裂段，压裂段由井底至井口方向分别是第一压裂段、第二压裂段、第三压裂段……第N压裂段，然后将套管（1）下入井筒，套管（1）上间隔安装有多个C环装置（2），C环装置（2）自上至下由火药腔（201）、活塞（202）和C形环（203）组成，每一个C环装置（2）对应于一个压裂段，然后固井完井；
步骤二：用通井规通井至人工井底，保证井筒干净，然后利用油管传输对第一压裂段进行射孔，射孔完成后，光套管注入对第一压裂段进行压裂；
步骤三：通过电缆（4）向套管（1）内下入射孔联作工具串，射孔联作工具串到达水平井30°井斜时，地面用压裂车泵送液体推动射孔联作工具串至第一压裂段，射孔联作工具串最下端的高频电磁波发射器（9）在井底发射高频波，同时上提电缆（4），高频波激发火药腔（201），在火药腔（201）处发生电流，火药腔（201）内火药燃烧推动活塞下移，挤压C形环（203），使C形环（203）变为O形环（204）；
步骤四：上提电缆（4）至第二压裂段，点火射孔联作工具串上的射孔枪，对第二压裂段进行射孔，射孔完后，起出射孔联作工具串，向套管（1）内投入可溶球（3），可溶球（3）坐在O形环（204）上，封堵第一压裂段，然后光套管注入对第二压裂段进行压裂；
步骤五：重复步骤三和步骤四，依次对第三压裂段……第N压裂段进行压裂，直至完成全部层段压裂作业；
所述C形环（203）安装于两个相邻的套管之间，火药腔（201）和活塞（202）安装在C形环（203）上部的套管（1）上，C形环（203）上端是母扣，下端是公扣；
所述C形环（203）采用弹性模量在200GPa以上的金属材料；
所述的射孔联作工具串自上至下由马笼头（5）、磁定位器（6）、炮头（7）和射孔枪（8）、高频电磁波发射器（9）连接组成，磁定位器（6）通过马笼头（5）连接着电缆（4），马笼头（5）的上方是安装在电缆（4）上的鱼雷（10）。
2.如权利要求1所述的实现水平井分段多簇压裂的方法，其特征在于：所述C形环（203）采用65锰制成。
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