CN106917610A - 多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法 - Google Patents

多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法 Download PDF

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朱炬辉
潘勇
石孝志
李军龙
钱斌
钟兴久
张俊成
何封
周文高
谢明
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    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures

Abstract

本发明公开了一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法。多簇喷砂射孔冲填砂管柱包括冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管，冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管从下至上依次固定连接，所述喷枪上设置有多个喷嘴，喷嘴内设置有用于封闭喷嘴的滑套，滑套与投球配合堵塞滑套内孔。采用本发明只需起下一次连续油管就能完成冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业的工具管柱组合，实现油气井填砂暂堵分段压裂，应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。

Description

多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法
技术领域
本发明涉及一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法，属于油气井压裂作业领域。
背景技术
我国川渝地区页岩气储层应力结构复杂、埋深差异大、破裂压力高、改造难度相对较大。以桥塞为主的机械式分段工艺虽已逐渐成熟，但其对完井质量、井眼轨迹和井筒完整性要求较高，且后期钻磨耗时且安全风险较大。另一方面，压裂过程中普遍出现套管变形等井下复杂，常规机械分段工具无法通过，若采用连续油管传输射孔，每段施工至少需起下连续油管三次，不仅大大增加了作业周期，而且还会缩小连续油管使用寿命，增加改造成本，极大程度地影响了页岩气压裂施工作业效率及后期产能建设。因此亟需一种无需机械封隔、可实现无限级分段且施工整个过程保持井筒全通径的新方法和新工具。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱及填砂暂堵分段压裂方法。采用本发明只需起下一次连续油管就能完成冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业的工具管柱组合，实现油气井填砂暂堵分段压裂，应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱，其特征在于：包括冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管，冲洗头、喷枪、丢手装置、单流阀和连续油管从下至上依次固定连接，所述喷枪上设置有多个喷嘴，喷嘴内设置有用于封闭喷嘴的滑套，滑套与投球配合堵塞滑套内孔。
所述冲洗头下部设置有多个8-12mm的冲填砂孔。
所述喷枪上设置有4-6个喷嘴。
一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）安装连续油管井口装置，连接连续油管接头并进行拔拉测试和密封性测试；
（2）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱收入连油防喷管内；
（3）连油防喷管与压裂井口连接并试压至少60MPa，稳压至少30min，压降不超过0.5MPa；
（4）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱下井到第一射孔位置；
（5）从连续油管内投入与喷枪滑套相匹配的球，打开喷嘴并封堵冲洗头；
（6）从连续油管内泵注携砂液进行喷砂射孔；
（7）上提连续油管使喷枪对准射孔位置，重复（4）、（5）、（6）步骤，按设计要求对压裂井段进行多簇射孔，完成每一压裂井段射孔后将管柱起出压裂井口；
（8）按压裂设计对射孔井段进行压裂施工；
（9）重复步骤（2）至（8）对下一施工井段进行射孔、压裂。
所述步骤（4）中，若中途遇井内沉砂受阻，则正循环清水冲砂直到解除阻卡，循环排量不小于0.5m3/min。
所述步骤（5）中，用0.3-0.7m3/min排量送球，待球堵住喷枪滑套内孔后打压6-9MPa推动喷枪滑套下移，打开喷嘴并封堵冲洗头。
所述步骤（6）中，携砂液的砂浓度至少为100Kg/m3，携砂液经过喷嘴的速度为140-170m/s，喷砂射孔6-10min。
所述步骤（8）中，施工末期提高砂浓度至240 kg/m3-580kg/m3，高砂浓度进入孔眼后同时降低排量至6m3/min-2m3/min制造缝内人工砂堵。
所述步骤（8）中，若无法制造缝内人工砂堵，则在下一段喷砂射孔前利用多簇喷砂射孔冲填砂管柱在该压裂井段的射孔点前后5m位置的井筒内定点填砂暂堵。
所述步骤（9）中，全井压裂结束后，下入连续油管冲出井筒内的沉砂。
采用本发明的优点在于：
1、本发明只需起下一次连续油管就能完成冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业，且分段方法采取主压裂后期填砂暂堵和连续油管定点填砂暂堵。实现了页岩气水平井无需机械封隔的无限级、全通径分段压裂，且本发明采用的多簇喷砂射孔冲填砂管柱解决了由于套管变形而无法采取机械封隔分段压裂的技术难题（套管尺寸在92mm以上均可以进行安全作业），能有效应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。
2、本发明通过填砂暂堵分段方法，有效解决了井筒变形条件下水平井的分段压裂难题，整个施工过程井筒内保持全通径，有效应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。
3、压裂后只需要冲砂即可测试求产，增加连续油管使用寿命，缩短了压裂周期。
附图说明
图1为本发明多簇喷砂射孔冲填砂管柱结构示意图；
图中标记为：1、冲洗头；2、喷枪；3、丢手装置；4、单流阀；5、连续油管。
具体实施方式
实施例1
一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱，包括冲洗头1、喷枪2、丢手装置3、单流阀4和连续油管5，冲洗头1、喷枪2、丢手装置3、单流阀4和连续油管5从下至上依次固定连接，所述喷枪2上设置有多个喷嘴，喷嘴内设置有用于封闭喷嘴的滑套，滑套与投球配合堵塞滑套内孔。
本实施例中，所述冲洗头1下部设置有多个8-12mm的冲填砂孔。
本实施例中，所述喷枪2上设置有4-6个喷嘴。
一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，包括以下步骤：
（1）安装连续油管井口装置，连接连续油管接头并进行拔拉测试和密封性测试；
（2）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱收入连油防喷管内；
（3）连油防喷管与压裂井口连接并试压至少60MPa，稳压至少30min，压降不超过0.5MPa；
（4）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱下井到第一射孔位置；
（5）从连续油管内投入与喷枪滑套相匹配的球，打开喷嘴并封堵冲洗头；
（6）从连续油管内泵注携砂液进行喷砂射孔；
（7）上提连续油管使喷枪对准射孔位置，重复（4）、（5）、（6）步骤，按设计要求对压裂井段进行多簇射孔，完成每一压裂井段射孔后将管柱起出压裂井口；
（8）按压裂设计对射孔井段进行压裂施工；
（9）重复步骤（2）至（8）对下一施工井段进行射孔、压裂。
所述步骤（4）中，若中途遇井内沉砂受阻，则正循环清水冲砂直到解除阻卡，循环排量不小于0.5m3/min。
所述步骤（5）中，用0.3-0.7m3/min排量送球，待球堵住喷枪滑套内孔后打压6-9MPa推动喷枪滑套下移，打开喷嘴并封堵冲洗头。
所述步骤（6）中，携砂液的砂浓度至少为100Kg/m3，携砂液经过喷嘴的速度为140-170m/s，喷砂射孔6-10min。
所述步骤（8）中，施工末期提高砂浓度至240 kg/m3-580kg/m3，高砂浓度进入孔眼后同时降低排量至6m3/min-2m3/min制造缝内人工砂堵。
所述步骤（8）中，若无法制造缝内人工砂堵，则在下一段喷砂射孔前利用多簇喷砂射孔冲填砂管柱在该压裂井段的射孔点前后5m位置的井筒内定点填砂暂堵。
所述步骤（9）中，全井压裂结束后，下入连续油管冲出井筒内的沉砂。
实施例2
本发明提供的多簇喷砂射孔冲填砂管柱由冲洗头1、喷枪2、丢手装置3、单流阀4、连续油管5组成。其组装、连接关系是：冲洗头1、喷枪2、丢手装置3、单流阀4、连续油管5从下至上依次以螺纹相连接。其中冲洗头1下部设置有多个8-12mm的孔，用于冲砂或填砂；喷枪2上安装有4-6个喷嘴，内部带有封闭喷嘴的滑套，喷砂射孔前投入相匹配的钢球堵塞滑套内孔，然后打压推动滑套下移，露出喷嘴；丢手装置3由剪销控制，若起管柱被卡，管柱可从丢手装置3处分离，起出上部连续油管5和单流阀4；单流阀4在管柱中起内防喷作用，防井控风险。
同时提供了一种利用多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，包括以下步骤：
1）安装连续油管井口装置，连接连续油管接头并进行拔拉测试和密封性测试。
2）按顺次连接冲洗头1、喷枪2、丢手装置3和单流阀4，冲洗头1设置在该管柱的底端端部，丢手装置3设置在喷枪2和单流阀4之间，组装好后与连续油管5连接，将管柱收入连油防喷管内。
3）连油防喷管与压裂井口连接并试压60MPa，稳压30min，压降不超过0.5MPa。
4）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱下井到第一射孔位置。若中途遇井内沉砂受阻，则正循环清水冲砂直到解除阻卡，循环排量不小于0.5m3/min。
5）从连续油管5内投入与喷枪滑套相匹配的球，用0.5m3/min左右排量送球，待球堵住喷枪滑套内孔后打压6-9MPa推动喷枪滑套下移，打开喷嘴并封堵冲洗头1。
6）从连续油管5内泵注砂浓度为100Kg/m3的携砂液喷砂射孔，携砂液经过喷嘴的速度140至170m/s，喷砂射孔6至10min。
7）上提连续油管5使喷枪2对准射孔位置，重复4）、5）、6）步骤，按设计要求对压裂井段进行多簇射孔，完成每一压裂井段射孔后将管柱起出压裂井口。
8）按压裂设计对射孔井段进行压裂施工，施工末期提高砂浓度至240 kg/m3-580kg/m3，高砂浓度进入孔眼后同时降低排量至6m3/min-2m3/min制造缝内人工砂堵。若无法制造缝内人工砂堵，则在下一段喷砂射孔前利用多簇喷砂射孔冲填砂管柱在该压裂井段的射孔点前后5m位置的井筒内定点填砂暂堵。
9）重复步骤2）至8）对下一施工井段进行射孔、压裂。全井压裂结束后，下入连续油管冲出井筒内的沉砂。
综上所述，本实施例采用带滑套的喷枪2进行喷砂射孔，起下一次连续油管就能完成冲砂、填砂和多簇喷砂射孔作业，实现页岩气水平井填砂暂堵分段压裂，不仅缩短压裂施工作业周期，增加连续油管使用井次，还能有效应对页岩气井套管变形对压裂施工的影响。
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 (10)

1.一种多簇喷砂射孔冲填砂管柱，其特征在于：包括冲洗头（1）、喷枪（2）、丢手装置（3）、单流阀（4）和连续油管（5），冲洗头（1）、喷枪（2）、丢手装置（3）、单流阀（4）和连续油管（5）从下至上依次固定连接，所述喷枪（2）上设置有多个喷嘴，喷嘴内设置有用于封闭喷嘴的滑套，滑套与投球配合堵塞滑套内孔。
2.根据权利要求1所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱，其特征在于：所述冲洗头（1）下部设置有多个8-12mm的冲填砂孔。
3.根据权利要求1或2所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱，其特征在于：所述喷枪（2）上设置有4-6个喷嘴。
4.根据权利要求1所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）安装连续油管井口装置，连接连续油管接头并进行拔拉测试和密封性测试；
（2）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱收入连油防喷管内；
（3）连油防喷管与压裂井口连接并试压至少60MPa，稳压至少30min，压降不超过0.5MPa；
（4）将多簇喷砂射孔冲填砂管柱下井到第一射孔位置；
（5）从连续油管内投入与喷枪滑套相匹配的球，打开喷嘴并封堵冲洗头；
（6）从连续油管内泵注携砂液进行喷砂射孔；
（7）上提连续油管使喷枪对准射孔位置，重复（4）、（5）、（6）步骤，按设计要求对压裂井段进行多簇射孔，完成每一压裂井段射孔后将管柱起出压裂井口；
（8）按压裂设计对射孔井段进行压裂施工；
（9）重复步骤（2）至（8）对下一施工井段进行射孔、压裂。
5.根据权利要求4所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（4）中，若中途遇井内沉砂受阻，则正循环清水冲砂直到解除阻卡，循环排量不小于0.5m3/min。
6.根据权利要求5所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（5）中，用0.3-0.7m3/min排量送球，待球堵住喷枪滑套内孔后打压6-9MPa推动喷枪滑套下移，打开喷嘴并封堵冲洗头。
7.根据权利要求6所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（6）中，携砂液的砂浓度至少为100Kg/m3，携砂液经过喷嘴的速度为140-170m/s，喷砂射孔6-10min。
8.根据权利要求7所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（8）中，施工末期提高砂浓度至240 kg/m3-580kg/m3，高砂浓度进入孔眼后同时降低排量至6m3/min-2m3/min制造缝内人工砂堵。
9.根据权利要求8所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（8）中，若无法制造缝内人工砂堵，则在下一段喷砂射孔前利用多簇喷砂射孔冲填砂管柱在该压裂井段的射孔点前后5m位置的井筒内定点填砂暂堵。
10.根据权利要求9所述的多簇喷砂射孔冲填砂管柱进行填砂暂堵分段压裂方法，其特征在于：所述步骤（9）中，全井压裂结束后，下入连续油管冲出井筒内的沉砂。
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