CN109555482A - 一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法。该方法是利用通过可溶性铝基金属溶解成孔的套管和自动控制的定位装置进行水力喷射侵彻水泥环和岩石。本发明水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法可以不利用火工品射孔弹进行射孔或万向节机械钻孔，具有可实现大孔径和深侵彻的优点，并极大的降低射孔成本。
Description
技术领域
本发明涉及完井射孔的技术领域，具体涉及一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，该方法在不需要射孔弹对套管射孔就能直接利用水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的新技术。
背景技术
利用水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的新技术是连通油气藏储层岩石和井筒的关键技术。现在利用水力喷射技术在石油开采完井过程中首先是利用一个陀螺仪中的万向节对石油套管进行机械钻孔，在利用水力喷射技术侵彻水泥环和岩石。但是在利用陀螺仪中的万向节对石油套管进行机械开孔存在对万向节施加压力困难、机械钻孔效率很低、钻孔孔径小和经济成本高等缺点，至今不能大规模应用。本发明是利用可溶性铝基金属套管在井下溶解成孔直接连通水泥环与井筒，避免利用万向节进行机械钻孔而直接利用水力喷射直接侵彻水泥环和油气藏储层岩石。该技术具有施工效率高、套管孔径可控、经济成本低等优点。
发明内容
本发明的目的是：克服现有万向节对石油套管机械钻孔效率低、经济成本高等缺点，提供了一种利用水力喷射直接侵彻水泥环和油气藏岩石的新技术。该技术是利用可溶性铝基金属套管在浓度超过2％的NaCl溶液溶解成孔的套管代替传统套管，不需要利用万向节机械钻孔而直接利用水力喷射侵彻水泥环和油气藏储层岩石。该技术具有施工效率高、套管孔径可控、经济成本低等优点。
本发明采用的技术方案是：一种利用水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，该方法利用的装置包括可溶性铝基金属溶解成孔套管、地面水力加压设备、高压软管、电缆、高压喷头、自动定位装置、水泥环和油藏储层岩石；可溶性铝基金属溶解成孔套管需要根据射孔工艺和油藏地质条件确定孔的密度及方位，并与常规套管水泥环完井工艺一样；利用一定量浓度超过2％的盐溶液进行溶解成孔；将具有抗拉、导电的电缆连接自动定位装置下放到油气储层段的可溶性铝基金属溶解成孔套管的底端；自动定位装置将搜寻已经溶解的成孔，并自己卡紧在套管内壁上；下放带有高压喷头的高压软管到自动定位装置，自动定位装置将高压软管的喷头给送到套管内的孔内；利用地面的水力加压设备将高压水管进行加压，高压喷头喷出的超高速水射流侵彻水泥环和油藏储层岩石。
其中，可溶性铝基金属溶解成孔套管可以常规套管根据射孔要求确定开孔密度及方位，将可溶性铝基金属溶解成孔套管下放到油气储层岩石层，利用浓度超过2％NaCl溶液进行溶解。
其中，自动定位装置具有自动利用超生波寻找套管上的开孔，并将确定方位并膨胀卡在套管上，自动定位装置通过软管出口处对准套管开孔。
其中，高压软管具有超过200MPa以上的耐压，其内壁具有疏水性减少高压水在高压软管的摩擦阻力。
其中，自动定位装置具有给送高压软管功能。高压软管进入自动定位装置后通过地面加压装置加压后，自动定位装置可以通过高压软管壁面施加推力，将克服水力喷射回流给高压软管造成的反推力。
其中，高压喷头可以根据需要在岩层开孔大小选择，对于在油气藏储层中长距离开孔可以选用旋转喷头。
本发明的原理在于：一种利用水利喷射直接侵彻水泥环和油气藏储层岩石的新技术。根据射孔工艺和油藏地质条件确定在常规套管上确定孔的密度及方位，并与常规套管水泥环完井工艺一样，完井后利用一定量浓度超过2％的盐溶液进行溶解成孔。将具有抗拉、导电的电缆连接自动定位装置下放到油气储层段的可溶性铝基金属溶解成孔套管的底端，自动定位装置将搜寻已经溶解的成孔，并自己卡紧在套管内壁上。下放带有高压喷头的高压软管到自动定位装置内部通孔内，自动定位装置将高压软管的喷头给送到套管内的孔内。地面的水力加压设备对高压水管进行加压，高压喷头喷出的超高速水射流侵彻水泥环和油藏储层岩石。
该利用水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的新技术包括以下几个步骤：
(1)利用常规套管根据射孔工艺和油藏地质条件确定在常规套管上确定孔的密度及方位，在地面进行开孔及利用可溶性铝基金属补孔。
(2)常规套管水泥环完井工艺一样，进行完井，待水泥环固化和养护后，利用一定量浓度超过2％的盐溶液进行溶解成孔。
(3)下放自动定位装置，对准套管的开孔。
(4)下放带有高压喷头的高压软管，高压喷头及高压软管进入到自动定位装置内，高压喷头伸进套管壁内的开孔内。
(5)地面加压装置对高压软管注水加压，经高压喷头的水射流侵彻水泥环和岩石；
(6)侵彻20cm后，降低压力，自动定位装置给送高压软管进入到水力喷射的开孔内；
(7)重新加压进行水力喷射，在水利喷射过程中，自动定位装置给送高压软管，克服返排造成的阻力。
本发明利用水力喷射直接侵彻水泥环和油气藏储层岩石的方法与现有水利喷射侵彻钻孔技术相比具有的优势在于：
本方法的实现是利用可溶性铝基合金溶解成孔的套管通过浓度超过2％的NaCl溶液溶解直接成孔代替利用陀螺仪装置中的万向节进行机械钻孔，通过自动定位装置可以给送高压软管，可以快速高效的进行水利喷射侵彻水泥环和岩石。可溶性铝基溶解成孔的套管可以在地面根据孔的密度及方位进行加工与在井筒内利用万向节机械钻孔具有高效、经济等优点。在地面射孔套管的孔径可以根据不同地层设置不同孔径，尤其是设置大孔径，可以保证水力喷射侵彻水泥环和岩石返排的阻力减小。本发明中的自动定位装置具有给送高压软管的功能，可以克服水力喷射侵彻水泥花和岩石过程中产生带有岩石碎屑的返排高速流体对高压软管的阻力，极大的提高侵彻深度。总体上，利用本发明可以提高水力喷射效率，提高水力喷射侵彻深度，具有极大的成本优势。
附图说明
图1为本发明一种利用水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法示意图；
图中：1为可溶性铝基金属溶解成孔套管；2为地面水力加压设备；3为高压软管；4为电缆；5为高压喷头；6为自动定位装置；7为水泥环；8为油藏储层岩石。
图2为自动定位装置给送功能示意图；
图3为具有侵彻能力的水射流喷头示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明利用水力喷射直接侵彻水泥环和油气藏储层岩石的新技术。
如图1所示，本发明技术主要利用可溶性铝基金属溶解成孔套管在井下溶解成孔，通过自动定位装置确定套管的开孔，并将下放的高压软管送入套管的开孔内。地面加压装置注水加压高压软管，产生的高速水射流侵彻水泥环和油气藏储层岩石。
利用水力喷射直接侵彻水泥环和油气藏储层岩石的新金属实现需要以下几个步骤：
(1)将可溶性铝基金属溶解成孔套管1下放到油气藏储层段；
(2)利用浓度超过2％的NaCl溶液溶解可溶性铝基金属，连通水泥环7与井筒；
(3)利用电缆4下放自动定位装置6油气藏储层段底端自动搜索套管壁上的开孔并对准，并卡在套管壁上；
(4)将带有高压喷头5的高压软管3下放到井筒中，并通过自动定位装置6中心将高压喷头5深入可溶性铝基金属溶解成孔套管1内的开孔；
(5)利用地面水力加压设备2对高压软管3注水加压，产生水射流侵彻水泥环和岩石。水射流侵彻深度达到20cm后，降低压力，自动定位装置6给送高压软管3进入到水泥环7和油藏储层岩石8的水射流的孔内；
(6)地面水力加压设备2持续注水加压，同时自动定位装置6给送高压软管；
(7)自动定位装置6的给送推力达到一定限值后，地面水力加设备2降低压力。将高压软管3拉出高于自动定位装置2一定高度；
(8)自动定位装置与套管壁面脱离并自动寻找其它开孔，重复(4)-(7)过程，直至通过所有套管壁上的开孔进行水力喷射射孔。
(9)水力喷射射孔结束后，将高压软管提上地面，换大孔径喷头，再输送到井筒底端。通过地面水力加压设备注入的高速流体，将岩屑带出井筒。
Claims (6)
1.一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：该方法利用的装置包括可溶性铝基金属溶解成孔套管(1)、地面水力加压设备(2)、高压软管(3)、电缆(4)、高压喷头(5)、自动定位装置(6)、水泥环(7)和油藏储层岩石(8)；可溶性铝基金属溶解成孔套管(1)需要根据射孔工艺和油藏地质条件确定孔的密度及方位，并与常规套管水泥环完井工艺一样；利用一定量浓度超过2％的盐溶液进行溶解成孔；将具有抗拉、导电的电缆(4)连接自动定位装置(6)下放到油气储层段的可溶性铝基金属溶解成孔套管(1)的底端；自动定位装置(6)将搜寻已经溶解的成孔，并自己卡紧在套管内壁上；下放带有高压喷头(5)的高压软管(3)到自动定位装置(6)，自动定位装置(6)将高压软管的喷头给送到套管(1)内的孔内；利用地面水力加压设备(2)将高压软管(3)进行加压，高压喷头(5)喷出的超高速水射流侵彻水泥环(7)和油藏储层岩石(8)。
2.根据权利要求1所述的一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：可溶性铝基金属溶解成孔套管(1)可以常规套管根据射孔要求确定开孔密度及方位，将可溶性铝基金属溶解成孔套管下放到油气储层岩石层，利用浓度超过2％NaCl溶液进行溶解。
3.根据权利要求1所述的一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：自动定位装置(6)具有自动利用超生波寻找套管上的开孔，并将确定方位并膨胀卡在套管上，自动定位装置通过软管出口处对准套管开孔。
4.根据权利要求1所述的一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：高压软管(3)具有超过200MPa以上的耐压，其内壁具有疏水性减少高压水在高压软管的摩擦阻力。
5.根据权利要求1所述的一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：自动定位装置(6)具有给送高压软管功能。高压软管进入自动定位装置后通过地面加压装置加压后，自动定位装置可以通过高压软管壁面施加推力，将克服水力喷射回流给高压软管造成的反推力。
6.根据权利要求1所述的一种水力喷射直接侵彻水泥环和岩石的射孔完井方法，其特征在于：高压喷头(5)可以根据需要在岩层开孔大小选择，对于在油气藏储层中长距离开孔可以选用旋转喷头。
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