CN109184652A - 形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法 - Google Patents

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任勇
蒙鑫
刘忠能
白晓虎
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王治国
赵粉霞
王在强
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Abstract

形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，将记忆合金套管、加热装置以及地面控制设备一起下入井内；通过地面控制设备控制加热装置进行加热，记忆合金套管扩大到原形状并紧贴套管，然后将加热装置提出地面，形成的新井筒；根据重复改造的需要，选择设计层段，装配、下入连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱；首先下至第一段位置，坐封Y211封隔器，然后连续油管泵注进行射孔，射孔完成后从连续油管泵注，同时从油套环空泵注并加砂，施工完成后解封Y211封隔器，拖动管柱到第二段；依次类推，完成所有需改造的层段。本发明使用连续油管拖动底封技术油管补液环空加砂拖动压裂，能满足大排量压裂的要求，且能大幅度提高施工效率。

Description

形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法
技术领域
本发明涉及形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，适用于套管完井方式的水平井的重复压裂改造，配套工具简单，施工方便简捷。
背景技术
常规水平井重复改造压裂因为全井筒有若干改造层段，需配备水力锚1使用两个封隔器上K344封隔器2、下K344封隔器4将施工层段的上下部封隔进行改造，故只能进行油管及喷砂器3注入和加砂，无法实现大排量改造；常规水平井重复压裂双封单卡工艺施工方式，由于是油管注入施工排量较小，难以实现大规模压裂，参见图1，且常因固井质量差，套管外两个打开层段沟通，造成注入液体从沟通出返出地面的情况并将管柱砂埋造成卡钻；因水平井固井难度大，多数固井质量差，重复压裂双封单卡工艺在施工过程中常出现套管外串层的情况，参见图2，另在压完进行反循环作业时，因打开层段多吸收量大，造成进出口排量不一致无法将砂子带出地面；在原井筒下改造，压完反洗井时液体被上部打开层段大量吸收，造成反洗效果差，增加了工具卡钻风险，参见图3。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供形一种状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案如下：
形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，包括以下步骤：
1)将热装置设置在记忆合金套管内，并用于对记忆合金套管冷却或加热，在加热装置对记忆合金套管冷却下，将记忆合金套管、加热装置以及地面控制设备一起下入井内；
2)待下到位后，通过地面控制设备控制加热装置进行加热，当加热到60-80℃时记忆合金套管扩大到原形状并紧贴套管，然后将加热装置提出地面，形成的新井筒；
3)根据重复改造的需要，选择设计层段，并根据设计需求，装配、下入连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱，连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱组合自上至下包括：连续油管、水力喷砂器与Y211封隔器；
4)首先下至第一段位置，坐封Y211封隔器，然后连续油管泵注进行射孔，射孔完成后从连续油管泵注，同时从油套环空泵注并加砂，施工完成后解封Y211封隔器，拖动管柱到第二段；
5)依次类推，重复步骤1)，完成所有需改造的层段。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，将记忆合金套管、加热装置以及地面控制设备通过电缆一起下入井内。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，加热装置内装有冷却液，冷却液的温度为20-30℃。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，加热装置的一端连接有用于排出冷却液的喇叭口装置；待下到位后，通过地面控制设备控制喇叭口装置释放冷却液。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，通过电缆将加热装置和喇叭口装置提出地面。
本发明进一步的改进在于，步骤3)中，连续油管与水力喷砂器相连，水力喷砂器与Y211封隔器相连。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中形状记忆合金在20-30℃下变形，在60-80℃时恢复原形状。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明首次提出了记忆合金井筒再造工艺和连续油管压裂工艺联作的新工艺，利用形状记忆合金具有形状记忆效应，由于其所在的环境温度为65℃左右，在外界因素造成记忆合金套管变形后(如压裂过程，新注入液体温度低)，能快速自我修复，较普通套管寿命大幅度的延长。
2、本发明对原井筒进行再造，使得井筒清洁、简单，有效防止套管外部因固井质量差引起的上下层沟通造成的工具砂埋、亦能有效解决因地层压力亏空造成的反洗井液体漏失而无法建立反循环的问题。
3、本发明可有效解决油田老井重复改造问题，既可以完成已改造层段的重复压裂，同时也可以完成新段的射孔、压裂一体作业。
4、连续油管压裂工艺管柱可以实现多层段的射孔、压裂一体化作业；且工艺管柱结构简单，施工方法灵活，操作简单，效率高。
5、本发明通过井筒再造屏蔽了老套管及打开层段能，类似于新井改造，有效防止套管外部因固井质量差引起的上下层沟通造成的工具砂埋、亦能有效解决因地层压力亏空造成的反洗井液体漏失而无法建立反循环的问题；使用连续油管拖动底封技术油管补液环空加砂拖动压裂，能满足大排量压裂的要求，且能大幅度提高施工效率。
附图说明
图1为常规水平井重复改造压裂示意图；
图2为常规水平井重复改造压裂串层示意图；
图3为常规水平井重复改造反洗示意；
图4为本发明中记忆合金套管装备示意图；
图5为本发明中连续油管底封工具在记忆合金套管射孔并压裂示意图；
图6为本发明中连续油管底封工具拖动压裂示意图。
图中，1为水力锚，2为上K344封隔器，3为喷砂器，4为下K344封隔器，5为地面控制装置，6为电缆，7为记忆合金套管，8为加热装置，9为喇叭口装置，10为连续油管，11为水力喷射器，12为Y211封隔器。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
形状记忆材料是指具有形状记忆效应的材料，形状记忆效应是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。记忆合金训练温度范围较大，主要有两种变形方式，既可以在-10℃下变形，在20-30℃时恢复以前形状，也可以在20-30℃下变形，在60-80℃时恢复以前形状。温度范围主要由成分决定，范围可以精确控制。由于长庆油田水平井地温大约在65℃，故选择第二种，即可以在20-30℃下变形，在60-80℃时恢复以前形状的变形方式。
本发明包括以下步骤：
1、热装置8设置在记忆合金套管7内，并用于对记忆合金套管7冷却或加热，将记忆合金套管7、加热装置8(内含冷却液)、地面控制设备5通过电缆6一起下入井内，为了防止记忆合金套管7在中途遇阻，在加热装置(内含冷却液)8内置冷却液使其温度维持在20-30℃，记忆合金套管7遇冷外径变小(见图4)；地面控制设备5通过电缆6与加热装置8相连；
2、加热装置8的一端连接有用于排出冷却液的喇叭口装置9；待下到位后，地面控制设备5控制喇叭口装置9释放冷却液，完成后，通过地面控制设备5控制加热装置8进行加热，当加热到65℃时记忆合金套管7扩大到原形状并紧贴原套管，由于形状记忆合金特性，其在地温65℃左右如遇外力变形(如压裂过程，新注入液体温度低)，会很快恢复原状，然后通过电缆6将加热装置8和喇叭口装置9提出地面，形成的新井筒，参见图4；
以下为重复压裂工艺过程：
3、根据重复改造的需要，选择设计层段，并根据设计需求，装配、下入连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱，管柱组合自上至下主要是：连续油管10、水力喷砂器11与Y211封隔器12，连续油管10与水力喷砂器11相连，水力喷砂器11与Y211封隔器12相连，参见图5；
4、首先下至第一段位置坐封Y211封隔器12，然后连续油管8泵注进行射孔，射孔完成后从连续油管8泵注，同时从油套环空大排量泵注并加砂，施工完成后解封Y211封隔器12，拖动管柱到第二段，参见图5和图6；
5、依次类推，重复步骤1，可完成所有需改造的层段，参见图6。
本发明是针对低渗透油田水平井重复改造所设计的新型压裂技术，该技术结合形状记忆合金井筒再造技术与连续油管带底封拖动压裂技术的特点、提出了一种可用于水平井重复压裂改造实施的新技术，其主要通过下入记忆合金套管封闭原来的老套管及打开层段，然后下入连续油管带底封压裂工具一趟管柱即可完成射孔、压裂一体化作业，借以可以实现水平井多段的拖动压裂，且不受已改造层段的影响，最终提高老油田改造效果，达到增产的目的。
常规水平井重复改造压裂因为全井筒有若干改造层段，需配备水力锚1使用两个封隔器上K344封隔器2、下K344封隔器4将施工层段的上下部封隔进行改造，故只能进行油管及喷砂器3注入和加砂，无法实现大排量改造，且常因固井质量差，套管外两个打开层段沟通，造成注入液体从沟通出返出地面的情况并将管柱砂埋造成卡钻，另在压完进行反循环作业时，因打开层段多吸收量大，造成进出口排量不一致无法将砂子带出地面。而本发明通过井筒再造屏蔽了老套管及打开层段能，类似于新井改造，有效防止套管外部因固井质量差引起的上下层沟通造成的工具砂埋、亦能有效解决因地层压力亏空造成的反洗井液体漏失而无法建立反循环的问题；使用连续油管拖动底封技术油管补液环空加砂拖动压裂，能满足大排量压裂的要求，且能大幅度提高施工效率。

Claims (6)

1.形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将热装置(8)设置在记忆合金套管(7)内，并用于对记忆合金套管(7)冷却或加热，在加热装置(8)对记忆合金套管(7)冷却下，将记忆合金套管(7)、加热装置(8)以及地面控制设备(5)一起下入井内；
2)待下到位后，通过地面控制设备(5)控制加热装置(8)进行加热，当加热到60-80℃时记忆合金套管(7)扩大到原形状并紧贴套管，然后将加热装置(8)提出地面，形成的新井筒；
3)根据重复改造的需要，选择设计层段，并根据设计需求，装配、下入连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱，连续油管射孔与压裂一体化工艺管柱组合自上至下包括：连续油管(8)、水力喷砂器(11)与Y211封隔器(12)；
4)首先下至第一段位置，坐封Y211封隔器(12)，然后连续油管(10)泵注进行射孔，射孔完成后从连续油管(10)泵注，同时从油套环空泵注并加砂，施工完成后解封Y211封隔器(12)，拖动管柱到第二段；
5)依次类推，重复步骤1)，完成所有需改造的层段。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，步骤1)中，将记忆合金套管(7)、加热装置(8)以及地面控制设备(5)通过电缆(6)一起下入井内。
3.根据权利要求1所述的形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，步骤1)中，加热装置(8)内装有冷却液，冷却液的温度为20-30℃。
4.根据权利要求2所述的形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，步骤2)中，加热装置(8)的一端连接有用于排出冷却液的喇叭口装置(9)；待下到位后，通过地面控制设备(5)控制喇叭口装置(9)释放冷却液。
5.根据权利要求4所述的形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，步骤2)中，通过电缆(6)将加热装置(8)和喇叭口装置(9)提出地面。
6.根据权利要求1所述的形状记忆合金井筒再造连续油管底封重复压裂方法，其特征在于，步骤3)中，连续油管(10)与水力喷砂器(11)相连，水力喷砂器(11)与Y211封隔器(12)相连。
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