CN109441421A - 一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，该方法将目前建筑行业的无声破碎剂应用于石油开采领域，并通过水力冲击压裂产生的瞬时高压，将破碎剂快速压入射孔孔眼，解决了破碎剂不易在油水井下施工的难题，并通过水力冲击压裂形成的横向裂缝和无声破碎剂形成的纵向裂缝组成缝网组合，可实现进一步强化水力冲击压裂的致裂效果，该方法简单可行，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于油气田储层改造技术及完井领域，具体涉及一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法。
背景技术
水力冲击压裂技术是一种绿色的、不占作业空间、低成本的水力压裂技术，从80-90年代起，在国内开始研究并应用，目前已在中原、吉林、辽河、胜利、大港等油田实施达上千井次，效果显著，该技术采用常规酸化泵或固井泵即可作业，无需压裂泵以及大量压裂液体，不占用平台空间，冲击工具可重复使用，成本较低，相对水力压裂和爆燃压裂可大幅降低作业费用，同时不涉及火工品安全以及资质问题，作业能量、峰值压力和造缝情况和现有的爆燃压裂接近，同时可使用酸液作为冲击液，直接实现酸化联作，具有较大市场空间，可作为水力压裂技术、爆燃压裂技术的有效补充。
现在水力冲击压裂为了增强作业效果，而与其它技术的联作主要包括水力冲击压裂及强负压解堵技术(CN201908641U“一种水力冲击压裂解堵装置”；李良.水力冲击压裂及强负压解堵技术在曙光油田的应用[J].当代化工，2015，44(5)：1101-1102)、水力冲击压裂-化学复合解堵技术(王江宽，罗艳红，兰艾芳等.水力冲击压裂-化学复合解堵技术的研究与应用[J].油田化学，1999，16(3)：220-223)。
无声破碎剂，又称为静态破碎剂或静力破碎剂，从80年度至今广泛用于混凝土建筑物的拆除、破碎岩石以及其他破碎工程。主要通过氧化钙等物质遇水反应强烈，填入被破碎物的破碎孔中，在水化体积膨胀的作用下能产生100MPa以下的膨胀应力，将脆性被破碎物胀裂达到破碎效果，使用无声破碎剂施工无振动、无噪声、无粉尘、无飞石，不涉及任何火工品资质问题，是一种非常安全而有效的破碎方法。
现在无声破碎剂的主要技术包括CN102010169和CN103788922“一种静态破碎剂”、CN105837107“一种水下静态破碎剂及其制备方法”、CN107021686“一种通用型无声破碎剂及其制备使用方法”、CN107976130“岩石快速无声破碎方法”等。
上述技术主要为实现水力冲击压裂或与酸化、负压解堵联作；无声破碎剂为实现混凝土建筑物的拆除、破碎岩石以及其他破碎工程。
综上所述，目前国内暂无将建筑行业的无声破碎剂应用于石油开采领域，暂无将无声破碎剂和水力冲击压裂技术联合以增强地层致裂效果的方法。即缺少一种强化水力冲击压裂致裂效果方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，该方法将目前建筑行业的无声破碎剂应用于石油开采领域，并通过水力冲击压裂产生的瞬时高压，将破碎剂快速压入射孔孔眼，解决了破碎剂不易在油水井下施工的难题，并通过水力冲击压裂形成的横向裂缝和无声破碎剂形成的纵向裂缝组成缝网组合，可实现进一步强化水力冲击压裂的致裂效果，该方法简单可行，安全环保。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种强化水力冲击压裂致裂效果方法，包括以下步骤：
(1)起出油水井生产管柱，并进行通井、刮削、洗井作业；
(2)进行油水井地层漏失量测定和试注作业；
(3)组装水力冲击压裂工具，水力冲击压裂工具至少应包括导流管、冲击片、冲击室、柱塞座、尾管、接收器等组件；
(4)在尾管中添加20％～100％空间体积的无声破碎剂，并将尾管所有孔眼采用低压冲击片密封；
(5)通过与水力冲击工具连接油管及变扣将水力冲击工具下入油水井内；
(6)油管通过地面泵加液压，进行水力冲击压裂，油管内液体通过柱塞座后产生高压液流，将尾管中的无声破碎剂同时压入油水井射孔孔眼中；
(7)反循环洗井作业；
(8)起出下入油水井内的水力冲击工具；
(9)关井0.1～24小时；
(10)重复步骤(2)的作业，并对比作业前后地层漏失量和试注数据，以评价水力冲击压裂作业的强化致裂效果。
进一步的，步骤(4)中的无声破碎剂，又称静态破碎剂、静力破碎剂，广泛用于混凝土建筑物的拆除、破碎岩石以及其他破碎工程，本方法应用于石油开采领域，考虑井筒的环境，则需要主体成分为氧化钙，经过1300～1500℃高温煅烧，并添加延迟剂的产品。
进一步的，步骤(4)中的低压冲击片为采用石油金属材料制造具有一定抗压力的组件，用于密封尾管，以保持无声破碎剂在水力冲击压裂前处于干燥环境中，当高压液流的压力超过其抗压力，低压冲击片破裂。其抗压力大小需要提前设置为油水井地层压力值与安全限制压力值之和。
进一步的，所述安全限制压力为防止在步骤(5)过程中，由于工具下入速度过快产生的激动压力，导致低压冲击片提前破碎，从而设置的一个安全保护的压力，该值可取5～12MPa。
进一步的，步骤(9)中关井时间为无声破碎剂在油水井射孔孔眼中作用的时间，根据国内无声破碎剂快、普通两种类型的反应速度，需要关井0.1～24小时。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1、实现了无声破碎剂跨行业应用：该方法将目前建筑行业的无声破碎剂应用于石油开采领域，并通过水力冲击压裂产生的瞬时高压，将破碎剂快速压入射孔孔眼，解决了破碎剂不易在油水井下施工的难题。
2、提高了水力冲击压裂的致裂效果：通过水力冲击压裂形成的横向裂缝和无声破碎剂形成的纵向裂缝组成缝网组合，可实现进一步强化水力冲击压裂的致裂效果。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，提供两个实施例如下：
实施例1：
一种强化水力冲击压裂致裂效果方法，包括以下步骤：
(1)起出油水井生产管柱，并进行通井、刮削、洗井作业；
(2)进行油水井地层漏失量测定和试注作业；
(3)组装水力冲击压裂工具，工具至少应包括导流管、冲击片、冲击室、柱塞座、尾管、接收器等组件；
(4)在尾管中添加20％～100％空间体积的HSCA型(快型)无声破碎剂，并将尾管所有孔眼采用低压冲击片密封；
(5)通过与水力冲击工具连接一定数量的油管及变扣将水力冲击工具下入油水井内；
(6)油管通过地面泵加液压，进行水力冲击压裂，油管内液体通过柱塞座后产生高压液流，将尾管中的无声破碎剂同时压入油水井射孔孔眼中；
(7)反循环洗井作业；
(8)起出下入油水井内的水力冲击工具；
(9)关井0.1～2小时；
(10)重复步骤(2)的作业，并对比作业前后地层漏失量和试注数据，以评价水力冲击压裂作业的强化致裂效果。
步骤(4)中的无声破碎剂，又称静态破碎剂、静力破碎剂，广泛用于混凝土建筑物的拆除、破碎岩石以及其他破碎工程，本方法应用于石油开采领域，考虑井筒的环境，则需要主体成分为氧化钙，经过1300～1500℃高温煅烧，并添加延迟剂的产品，本实施例采用HSCA型(快型)无声破碎剂。
步骤(4)中的低压冲击片为采用石油金属材料制造具有一定抗压力的组件，用于密封尾管，以保持无声破碎剂在水力冲击压裂前处于干燥环境中，当高压液流的压力超过其抗压力，低压冲击片破裂。本实施例其抗压力大小为15MPa(油水井地层压力值10MPa与安全限制压力值5MPa之和)，本实施例油管通过地面泵加液压为10MPa，按目前国内水力冲击压裂装置的效能，产生的高压液流压力为40～60MPa，超过其抗压值大小。
所述安全限制压力为防止在步骤(5)过程中，由于工具下入速度过快产生的激动压力，导致低压冲击片提前破碎，从而设置的一个安全保护的压力，本实施例其值为5MPa。
步骤(9)中关井时间为无声破碎剂在油水井射孔孔眼中作用的时间，本实施例采用HSCA型(快型)无声破碎剂，需要关井0.1～2小时。
实施例2：
一种强化水力冲击压裂致裂效果方法，包括以下步骤：
(1)起出油水井生产管柱，并进行通井、刮削、洗井作业；
(2)进行油水井地层漏失量测定和试注作业；
(3)组装水力冲击压裂工具，工具至少应包括导流管、冲击片、冲击室、柱塞座、尾管、接收器等组件；
(4)在尾管中添加20％～100％空间体积的HSCA型(普通型)无声破碎剂，并将尾管所有孔眼采用低压冲击片密封；
(5)通过与水力冲击工具连接一定数量的油管及变扣将水力冲击工具下入油水井内；
(6)油管通过地面泵加液压，进行水力冲击压裂，油管内液体通过柱塞座后产生高压液流，将尾管中的无声破碎剂同时压入油水井射孔孔眼中；
(7)反循环洗井作业；
(8)起出下入油水井内的水力冲击工具；
(9)关井6～24小时；
(10)重复步骤(2)的作业，并对比作业前后地层漏失量和试注数据，以评价水力冲击压裂作业的强化致裂效果。
步骤(4)中的无声破碎剂，又称静态破碎剂、静力破碎剂，广泛用于混凝土建筑物的拆除、破碎岩石以及其他破碎工程，本方法应用于石油开采领域，考虑井筒的环境，则需要主体成分为氧化钙，经过1300～1500℃高温煅烧，并添加延迟剂的产品，本实施例采用HSCA型(普通型)无声破碎剂。
步骤(4)中的低压冲击片为采用石油金属材料制造具有一定抗压力的组件，用于密封尾管，以保持无声破碎剂在水力冲击压裂前处于干燥环境中，当高压液流的压力超过其抗压力，低压冲击片破裂。本实施例其抗压力大小为32MPa(油水井地层压力值20MPa与安全限制压力值12MPa之和)，本实施例油管通过地面泵加液压为15MPa，按目前国内水力冲击压裂装置的效能，高压液流压力为70～105MPa，超过其抗压值大小。
所述安全限制压力为防止在步骤(5)过程中，由于工具下入速度过快产生的激动压力，导致低压冲击片提前破碎，从而设置的一个安全保护的压力，本实施例其值为12MPa。
步骤(9)中关井时间为无声破碎剂在油水井射孔孔眼中作用的时间，本实施例采用HSCA型(普通型)无声破碎剂，需要关井6～24小时。
本发明方法将目前建筑行业的无声破碎剂应用于石油开采领域，并通过水力冲击压裂产生的瞬时高压，将破碎剂快速压入射孔孔眼，解决了破碎剂不易在油水井下施工的难题，并通过水力冲击压裂形成的横向裂缝和无声破碎剂形成的纵向裂缝组成缝网组合，可实现进一步强化水力冲击压裂的致裂效果，该方法简单可行，安全环保。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)起出油水井生产管柱，并进行通井、刮削、洗井作业；
(2)进行油水井地层漏失量测定和试注作业；
(3)组装水力冲击压裂工具，水力冲击压裂工具至少包括导流管、冲击片、冲击室、柱塞座、尾管和接收器；
(4)在尾管中添加20％～100％空间体积的无声破碎剂，并将尾管所有孔眼采用低压冲击片密封；
(5)通过与水力冲击工具连接油管及变扣将水力冲击工具下入油水井内；
(6)油管通过地面泵加液压，进行水力冲击压裂，油管内液体通过柱塞座后产生高压液流，将尾管中的无声破碎剂同时压入油水井射孔孔眼中；
(7)反循环洗井作业；
(8)起出下入油水井内的水力冲击工具；
(9)关井0.1～24小时；
(10)重复步骤(2)的作业，并对比作业前后地层漏失量和试注数据，以评价水力冲击压裂作业的强化致裂效果。
2.根据权利要求1所述的一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，其特征在于，步骤(4)中的无声破碎剂，又称静态破碎剂、静力破碎剂，成分为氧化钙，经过1300～1500℃高温煅烧，并添加延迟剂后得到。
3.根据权利要求1所述的一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，其特征在于，步骤(4)中的低压冲击片采用金属材料制成，用以保持无声破碎剂在水力冲击压裂前处于干燥环境中，当高压液流的压力超过其抗压力，低压冲击片破裂；低压冲击片的抗压力大小为油水井地层压力值与安全限制压力值之和。
4.根据权利要求3所述的一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，其特征在于，所述安全限制压力为防止在步骤(5)过程中，由于工具下入速度过快产生的激动压力，导致低压冲击片提前破碎，设置的一个安全保护的压力，取值为5～12MPa。
5.根据权利要求1所述的一种强化水力冲击压裂致裂效果的方法，其特征在于，步骤(9)中关井时间为无声破碎剂在油水井射孔孔眼中作用的时间。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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