CN108412470A - 正交网缝压裂射孔装置 - Google Patents
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Abstract
一种正交网缝压裂射孔装置,涉及油田油气井射孔完井领域,包括枪体,枪体为两端开口的中空腔体,枪体一端与起爆接头连接,起爆接头与射孔装置一端相接触,射孔装置另一端与尾盘连接,尾盘与拉紧盘连接,拉紧盘与枪尾中接相接触,枪体另一端与枪尾连接或通过中接与下一节枪体连接,该射孔装置最大程度地实现了岩隙、岩层间的贯通,射孔所产生的横向裂缝面与竖向裂缝面纵横交错,构建出纵横交错的网缝系统,可以在储层油藏中油井段内获得最大的集油效果,大大提高油气的采收率,并通过改变射孔弹与射孔弹间的介质,采用增强纤维尼龙弹托减弱和消除了弹间干扰。
Description
技术领域
本发明涉及油田油气井射孔完井领域,具体涉及一种正交网缝压裂射孔装置。
背景技术
近井岩层利用压裂造就网缝系统的概念,很早在国外就已提出。即在完井过程中,通过压裂施工,创建完善的网缝系统,在储层油藏中油井段内获得最大的集油效果,进而提高油气的采收率。过去,垂直于井筒的常规射孔,其所有的射孔段内射孔孔道都是单一独立的,通过孔道压裂所能造出的缝隙更多是借助天然缝隙或是延地质应力方向自由延伸的,所造的缝隙无规则,不可预设。
随着油田的发展,非常规油气勘探开发需要配套新式的完井技术,去挖掘常规射孔压裂技术激光完井工艺,从根本上改变现有技术已无法实现的潜能。定面射孔技术的研发成功,从原理上为网缝压裂的实现,提供了可行的途径。特别是激光切割弹架技术成熟后,让射孔器的布弹方式发生了革命性的发展,射孔弹的射流方向实现了可控。为网缝压裂的实现,奠定了基础、成为可行。了解射孔器材中弹架的生产方式,我们设定射孔弹的轴心线与弹架的中轴线的垂直线夹角为射角,则激光弹架可以使射孔弹实现0~45°的任意射角,改变布弹方式后的射孔器材,弹与弹间的导爆索长度不等长,传爆时间不均等;弹与弹间距离变小,这些因素对射孔器的稳定性产生了较大的影响,因此会产生弹间干扰,为了解决上述技术问题,特提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处,而提供一种正交网缝压裂射孔装置,解决以往射孔后压裂只形成单一独立断面的问题,通过压裂后实现的纵横交错网缝系统,大大提高了储层与井筒间的渗流能力,可大幅提高油气的采收率。
本发明采用的技术方案为:一种正交网缝压裂射孔装置,包括枪体,其特征在于:枪体为两端开口的中空腔体,枪体一端与起爆接头连接,起爆接头与射孔装置一端相接触,射孔装置另一端与尾盘连接,尾盘与拉紧盘连接,拉紧盘与枪尾中接相接触,枪体另一端与枪尾连接或通过中接与下一节枪体连接。
所述的射孔装置包括定位盘、深穿透射孔弹、增强纤维尼龙弹托、激光切割弹架及导爆索,所述的定位盘与起爆接头相接触,定位盘与激光切割弹架一端连接,激光切割弹架另一端与尾盘连接,激光切割弹架内部设有增强纤维尼龙弹托,增强纤维尼龙弹托内部设有深穿透射孔弹,深穿透射孔弹与导爆索连接。
所述的深穿透射孔弹包括弹体、压丝及沟槽,所述的弹体顶部设有沟槽,沟槽内部设有导爆索,弹体上还设有压丝。
所述的激光切割弹架包括架体及射孔簇A,架体上设有三组射孔簇A;所述的增强纤维尼龙弹托由三组弹托A组成,弹托A包括弹托D及弹托E。
所述的射孔簇A包括装弹孔A、装弹孔B、装弹孔C、装弹孔D及装弹孔E,所述的装弹孔A与装弹孔C相向以17度射角及120度相位角布置;所述的装弹孔B以垂直于架体中轴线布置;所述的装弹孔D与装弹孔E相向以6度射角及0度相位角布置且装弹孔D与装弹孔E射流交汇于一点;所述的弹托D上设有射孔D及射孔E,所述的射孔D的中心线与装弹孔D的中心线重合,所述的射孔E的中心线与装弹孔E的中心线重合,所述的弹托E上设有射孔A、射孔B及射孔C,所述的射孔A的中心线与装弹孔A中心线重合,所述的射孔B的中心线与装弹孔B中心线重合,所述的射孔C的中心线与装弹孔C中心线重合。
所述的激光切割弹架包括架体及射孔簇B,架体上设有三组射孔簇B,射孔簇B包括射孔簇C及射孔簇D;所述的增强纤维尼龙弹托由三组弹托B组成,弹托B包括弹托C及弹托E。
所述的射孔簇C包括装弹孔F、装弹孔G及装弹孔H,所述的装弹孔F与装弹孔H相向以17度射角及120度相位角布置,所述的装弹孔G以垂直于架体的中轴线布置;所述的射孔簇D包括装弹孔I、装弹孔J及装弹孔K,所述的装弹孔I与装弹孔K相向以射角6度相位角为0度布置,所述的装弹孔J以垂直于架体的中轴线布置,所述的装弹孔I、装弹孔J、装弹孔K射流交汇于一点;所述的弹托C上设有射孔I、射孔J及射孔K,所述的射孔I的中心线与装弹孔I的中心线重合,所述的射孔J的中心线与装弹孔J的中心线重合,所述的射孔K的中心线与装弹孔K的中心线重合,所述的弹托E上设有射孔A、射孔B及射孔C,所述的射孔A的中心线与装弹孔F的中心线重合,所述的射孔B的中心线与装弹孔G的中心线重合,所述的射孔C的中心线与装弹孔H的中心线重合。
本发明的有益效果是:该射孔装置最大程度地实现了岩隙、岩层间的贯通,射孔所产生的横向裂缝面与竖向裂缝面纵横交错,构建出纵横交错的网缝系统,可以在储层油藏中油井段内获得最大的集油效果,大大提高油气的采收率,并通过改变射孔弹与射孔弹间的介质,采用增强纤维尼龙弹托减弱和消除了弹间干扰。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明射孔簇A结构示意图。
图3是本发明射孔簇B结构示意图。
图4是本发明深穿透射孔弹结构示意图。
图5是本发明弹托C结构示意图。
图6是本发明弹托D结构示意图。
图7是本发明弹托E结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
参照各图,一种正交网缝压裂射孔装置,包括枪体7,枪体7为两端开口的中空腔体,枪体7一端与起爆接头1连接,起爆接头1与射孔装置一端相接触,射孔装置另一端与尾盘8连接,尾盘8与拉紧盘9连接,拉紧盘9与枪尾8中接相接触,枪体7另一端与枪尾8连接或通过中接与下一节枪体7连接。
所述的射孔装置包括定位盘2、深穿透射孔弹3、增强纤维尼龙弹托4、激光切割弹架5及导爆索6,所述的定位盘2与起爆接头1相接触,定位盘2与激光切割弹架5一端连接,激光切割弹架5另一端与尾盘8连接,激光切割弹架5内部设有增强纤维尼龙弹托4,增强纤维尼龙弹托4内部设有深穿透射孔弹3,深穿透射孔弹3与导爆索6连接。
所述的深穿透射孔弹3包括弹体301、压丝302及沟槽303,所述的弹体301顶部设有沟槽303,沟槽303内部设有导爆索6,弹体301上还设有压丝302。在使用的过程中,通过沟槽303对导爆索6的位置进行限定,使导爆索6不会发生移动,同时通过在锁紧孔302上胶固的压丝302,能够使导爆索6不会发生移动,使其固定的更加稳固,确保导爆索能够对弹体301进行引爆。
所述的激光切割弹架5包括架体及射孔簇A,架体上设有三组射孔簇A;所述的增强纤维尼龙弹托4由三组弹托A组成,弹托A包括弹托D23及弹托E24。
所述的射孔簇A包括装弹孔A11、装弹孔B12、装弹孔C13、装弹孔D14及装弹孔E15,所述的装弹孔A11与装弹孔C13相向以17度射角及120度相位角布置;所述的装弹孔B12以垂直于架体中轴线布置;所述的装弹孔D14与装弹孔E15相向以射角6度相位角为0度布置且装弹孔D14与装弹孔E15射流交汇于一点;所述的弹托D23上设有射孔D231及射孔E232,所述的射孔D231的中心线与装弹孔D14的中心线重合,所述的射孔E232的中心线与装弹孔E15的中心线重合,所述的弹托E24上设有射孔A241、射孔B242及射孔C243,所述的射孔A241的中心线与装弹孔A11中心线重合,所述的射孔B242的中心线与装弹孔B12中心线重合,所述的射孔C243的中心线与装弹孔C13中心线重合。安装在装弹孔A11、装弹孔B12、装弹孔C13里的深穿透射孔弹3射出时形成的三个射孔孔道近似地处在同一平面上,各个孔道间的应力比较集中,在压裂时会首先贯通,形成一个扇面通道,压裂压力会在此区域汇聚,再引导压裂裂缝按三条射孔孔道所先开裂的扇面方向进行延展,实现横向主压裂缝面的可控性,为压裂横向造缝提供条件;装弹孔D14、装弹孔E15以6度射角,相向布弹,相位角为0度,射流交汇于一点,射孔孔道压裂贯通后形成一个三角楔形区域,小区域的率先贯通为压裂压力增容和汇聚提供条件,从而实现纵向主压裂缝面的可控性,为压裂纵向造缝提供条件;安装在装弹孔A11、装弹孔B12、装弹孔C13、装弹孔D14、装弹孔E15的五发射孔弹为一簇的布弹方式,每米弹上分布三簇,即孔密为15孔/米,射孔时形成三组纵横交错的裂缝,有效地实现了岩层纵横压裂开缝,在近井地层实现缝网系统的造建。此种排布方式适用于薄油岩层射孔。在装弹孔D14和装弹孔E15里设置了一个弹托D23,弹托D23上的射孔D231及射孔E232与装弹孔D14和装弹孔E15两个孔的角度和相位相同,弹托D23上的射孔D231及射孔E232均以6度射角,相向布弹,相位角为0度,射流交汇于一点,深穿透射孔弹3装配在弹托D23里,增强纤维尼龙弹4托起到了减弱和消除深穿透射孔弹的弹间干扰作用。
所述的激光切割弹架5包括架体及射孔簇B,架体上设有三组射孔簇B,射孔簇B包括射孔簇C及射孔簇D;所述的增强纤维尼龙弹托4由三组弹托B组成,弹托B包括弹托C22及弹托E24。
所述的射孔簇C包括装弹孔F16、装弹孔G17及装弹孔H18,所述的装弹孔F16与装弹孔H18相向以17度射角及120度相位角布置,所述的装弹孔G17以垂直于架体的中轴线布置;所述的射孔簇D包括装弹孔I19、装弹孔J20及装弹孔K21,所述的装弹孔I19与装弹孔K21相向以射角6度相位角为0度布置,所述的装弹孔J20以垂直于架体的中轴线布置,所述的装弹孔I19、装弹孔J20及装弹孔K21射流交汇于一点;所述的弹托C22上设有射孔I221、射孔J222及射孔K223,所述的射孔I221的中心线与装弹孔I19的中心线重合,所述的射孔J222的中心线与装弹孔J20的中心线重合,所述的射孔K223的中心线与装弹孔K21的中心线重合,所述的弹托E24上设有射孔A241、射孔B242及射孔C243,所述的射孔A241的中心线与装弹孔F16的中心线重合,所述的射孔B242的中心线与装弹孔G17的中心线重合,所述的射孔C243的中心线与装弹孔H18的中心线重合。安装在装弹孔F16、装弹孔G17及装弹孔H18里的深穿透射孔弹3射出时形成的三个射孔孔道近似地处在同一平面上,孔道间的应力比较集中,在压裂时会首先贯通,形成一个扇面通道,压裂压力会在此区域汇聚,再引导压裂裂缝按三条射孔孔道所先开裂的扇面方向进行延展,实现横向主压裂缝面的可控性,为压裂横向造缝提供条件;装弹孔I19与装弹孔K21以6度射角,相向布弹,相位角为0度,装弹孔J20的轴心线垂直于架体的中轴线,安装在装弹孔I19、装弹孔J20、装弹孔K21里的三发射孔弹射流交汇于一点,射孔孔道压裂贯通后形成一个三角楔形区域,小区域的率先贯通为压裂压力增容和汇聚提供条件,从而实现纵向主压裂缝面的可控性,为压裂纵向造缝提供条件;装弹孔F16、装弹孔G17、装弹孔H18三发射孔弹为一簇为定面射孔,装弹孔I19、装弹孔J20、装弹孔K21三发射孔弹为一簇为三射流射孔;每三发射孔弹为一簇,孔密为15孔/米;该方案为定面射孔和三射流射孔方式交错排布,有效地实现了岩层纵横压裂开缝,在近井地层实现缝网系统的造建。此种排布方式适用于较厚油岩层射孔。在装弹孔I19、装弹孔J20、装弹孔K21里设置了一个弹托C22,弹托C22上的射孔I221、射孔J222及射孔K223与装弹孔I19、装弹孔J20及装弹孔K21三个孔的角度和相位相同,弹托C上两侧的射孔I221与射孔K223两个孔以6°射角,相向布弹,相位角为0°,射孔I221、射孔J222及射孔K223的三发射孔弹射流交汇于一点,深穿透射孔弹3装配在增弹托C22里,弹托C22起到了减弱和消除深穿透射孔弹3的弹间干扰作用。
具体实施方式如下:此装置布弹方式均为右向螺旋排列,簇与簇间的相位角均为0度,即装弹孔C13与装弹孔D14和装弹孔H18与装弹孔I19间的相位角均为0度,各个装弹孔里的深穿透射孔弹3的弹间距均为62.7mm;射孔所产生的横向裂缝面与竖向裂缝面纵横交错,构建出纵横交错的网缝系统。
在油气井射孔施工中,射孔弹依次先后起爆,相邻近的两发射孔弹,前一发射孔弹爆轰时产生的冲击波,会与第二发射孔弹的爆轰波叠扰,使第二发射孔弹药型罩处在不对称的压力场中,药型罩在压垮过程中呈不对称压垮,降低金属射流形成质量,因此降低射流的穿深性能。这个爆轰波叠扰过程即是弹间干扰。弹间干扰是降低射孔器性能的最主要的原因,通过将射孔器射孔弹间填充增强纤维尼龙材料,来增加加载波的作用时间,并使卸载波作用时间大于加载波作用时间,起到削波及拉长波长的作用,波长增加波速降低,减小相邻两弹后起爆一发射孔弹周围的压差,降低先前起爆射孔弹产生的干扰,提高射孔器材的射孔穿深稳定性。同时该射孔装置最大程度地实现了岩隙、岩层间的贯通,射孔所产生的横向裂缝面与竖向裂缝面纵横交错,构建出纵横交错的网缝系统,可以在储层油藏中油井段内获得最大的集油效果,大大提高油气的采收率,并通过改变射孔弹与射孔弹间的介质,采用增强纤维尼龙弹托减弱和消除了弹间干扰。
图中,描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种正交网缝压裂射孔装置,包括枪体,其特征在于:枪体为两端开口的中空腔体,枪体一端与起爆接头连接,起爆接头与射孔装置一端相接触,射孔装置另一端与尾盘连接,尾盘与拉紧盘连接,拉紧盘与枪尾中接相接触,枪体另一端与枪尾连接或通过中接与下一节枪体连接。
2.根据权利要求1所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的射孔装置包括定位盘、深穿透射孔弹、增强纤维尼龙弹托、激光切割弹架及导爆索,所述的定位盘与起爆接头相接触,定位盘与激光切割弹架一端连接,激光切割弹架另一端与尾盘连接,激光切割弹架内部设有增强纤维尼龙弹托,增强纤维尼龙弹托内部设有深穿透射孔弹,深穿透射孔弹与导爆索连接。
3.根据权利要求2所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的深穿透射孔弹包括弹体、压丝及沟槽,所述的弹体顶部设有沟槽,沟槽内部设有导爆索,弹体上还设有压丝。
4.根据权利要求2所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的激光切割弹架包括架体及射孔簇A,架体上设有三组射孔簇A;所述的增强纤维尼龙弹托由三组弹托A组成,弹托A包括弹托D及弹托E。
5.根据权利要求4所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的射孔簇A包括装弹孔A、装弹孔B、装弹孔C、装弹孔D及装弹孔E,所述的装弹孔A与装弹孔C相向以17度射角及120度相位角布置;所述的装弹孔B以垂直于架体中轴线布置;所述的装弹孔D与装弹孔E相向以6度射角及0度相位角布置且装弹孔D与装弹孔E射流交汇于一点;所述的弹托D上设有射孔D及射孔E,所述的射孔D的中心线与装弹孔D的中心线重合,所述的射孔E的中心线与装弹孔E的中心线重合,所述的弹托E上设有射孔A、射孔B及射孔C,所述的射孔A的中心线与装弹孔A中心线重合,所述的射孔B的中心线与装弹孔B中心线重合,所述的射孔C的中心线与装弹孔C中心线重合。
6.根据权利要求2所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的激光切割弹架包括架体及射孔簇B,架体上设有三组射孔簇B,射孔簇B包括射孔簇C及射孔簇D;所述的增强纤维尼龙弹托由三组弹托B组成,弹托B包括弹托C及弹托E。
7.根据权利要求6所述的正交网缝压裂射孔装置,其特征在于:所述的射孔簇C包括装弹孔F、装弹孔G及装弹孔H,所述的装弹孔F与装弹孔H相向以17度射角及120度相位角布置,所述的装弹孔G以垂直于架体的中轴线布置;所述的射孔簇D包括装弹孔I、装弹孔J及装弹孔K,所述的装弹孔I与装弹孔K相向以6度射角及0度相位角布置,所述的装弹孔J以垂直于架体的中轴线布置,所述的装弹孔I、装弹孔J、装弹孔K射流交汇于一点;所述的弹托C上设有射孔I、射孔J及射孔K,所述的射孔I的中心线与装弹孔I的中心线重合,所述的射孔J的中心线与装弹孔J的中心线重合,所述的射孔K的中心线与装弹孔K的中心线重合,所述的弹托E上设有射孔A、射孔B及射孔C,所述的射孔A的中心线与装弹孔F的中心线重合,所述的射孔B的中心线与装弹孔G的中心线重合,所述的射孔C的中心线与装弹孔H的中心线重合。
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