CN110439524A - 油气井的重复压裂改造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油气井的重复压裂改造方法,按以下步骤进行:一,旧井准备,确保油气井通畅干净;二,下放膨胀管柱;三,膨胀管柱扩张并覆盖原套管;四,试压;五,射孔,下放射孔工具到预射孔位置进行射孔,该预射孔位置避开原压裂段;步骤六,压裂。与现有技术相比,本发明的有益效果:创造性地将现有的补贴管技术应用于油气井的旧井改造,一次下放膨胀套管实现了井筒水平段的全覆盖,后续的射孔和压裂只需避开旧裂缝,依照常规射孔压裂作业程序进行,较现有的旧井改造技术,本方法的整个施工过程可控性好、易实现标准化作业。

Description

油气井的重复压裂改造方法
技术领域
本发明属于油井施工技术领域,具体涉及一种油气井的重复压裂改造方法。
背景技术
我国低渗透油气资源分布广泛,随着勘探和开发程度的不断加深,我国低渗透率油藏在总探明储量和已动用储量所占的比例越来越高,以致密油气、页岩油气、深盆气等油气资源为代表的非常规油气资源占比逐年增加。
低渗透油田开发一般具有如下基本特征:(1)油井自然产能低,压裂改造后形成具有工业开采价值的油流;(2)渗流规律不遵循达西定律,具有启动压力梯度;(3)天然能量小,生产压差大,产量下降快,一次采收率低。
针对低渗透油田开发特点,为提高油井自然产能,使其具有工业开采价值,需要通过水力压裂等增产措施进行改造。
经过成功改造的油井,井底附近的渗流情况得到有效的改善,裂缝能有效提高流体渗流的导流能力,单井的油气产能得到提高。但由于油井经过长期生产后,地层能量衰减、地层压力减小,初次压裂裂缝由于裂缝闭合、堵塞或井底污染等因素的影响,裂缝导流能力不断下降,增产效果逐渐降低,油田油气产量下降。因此需要对第一次压裂所产生的裂缝之间的未压裂储层段实施再次压裂改造,产生新的裂缝,沟通储层,增大储层改造体积,对油田剩余油气藏进行挖潜,提高单井产能,进一步增加开采效益。
针对低渗透油井的改造,近年来,分段/层重复压裂技术得到研究和应用。专利文献CN107965305A和CN106351634A各公开了一种油气井的分层重复压裂方法。其主要思路是使用裂缝封堵剂对原有裂缝进行暂堵,然后使用化学胶塞或机械式的封隔器将该区域封隔,再进行压裂,一次作业完成一段的修复和压裂。然而,该技术存在以下不足:一是泵入暂堵剂进行封堵时,多个裂缝的封堵难以保证效果,且需要解决多次压裂过程中封堵剂流窜问题,施工繁琐;二是在裂缝封堵效果不明确、不一致的情况下,再次进行压裂,裂缝的起裂和延伸具有较大的不确定性,难以保证理想的增产效果。因此,需要改变油气井的改造压裂思路,发展一种可控性更高、易于标准化施工的改造压裂方法。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种油气井的重复压裂改造方法。
其技术方案如下:
一种油气井的重复压裂改造方法,其关键在于按以下步骤进行:
步骤一,旧井准备,确保油气井的原套管通畅干净;
步骤二,向所述原套管内下放膨胀管柱,至其到达预定位置;
步骤三,将所述膨胀管柱扩张并覆盖原套管,形成新套管;
步骤四,试压,检测所述新套管是否满足工作环境要求;
步骤五,射孔;
下放射孔工具到预射孔位置进行射孔,并避开旧裂缝进行射孔;
步骤六,压裂。
采用以上方法,其优点在于一次下放膨胀套管实现了井筒的全覆盖,后续的射孔和压裂只需避开旧裂缝,依照常规射孔压裂作业程序进行,整个施工过程可控性好、易实现标准化作业。
作为优选技术方案,上述步骤二中,先设置好膨胀系统;
所述膨胀系统包括膨胀管柱、膨胀锥、膨胀堵头和悬挂器;
所述膨胀管柱由至少两段膨胀管沿着同一直线方向依次连接而成;
所述膨胀锥从所述膨胀管柱的任一自由端进入并嵌套在该膨胀管柱内,该膨胀锥所在的自由端为所述膨胀管柱的头部,所述膨胀管柱的另一端为尾部;
所述膨胀堵头包括堵头座和封堵球,所述堵头座固定设置在所述膨胀管柱的头部,所述封堵球备用,所述堵头座位于所述膨胀锥前方;
所述膨胀管柱尾部连接有所述悬挂器;
所述膨胀锥还连接有工作油管,该工作油管的自由端与所述膨胀锥相连,该工作油管的固定端从所述悬挂器内孔伸出;
然后通过所述工作油管将所述膨胀管柱下放到油气井内。
采用以上方法,借助现有的膨胀管补贴技术,便于下放膨胀管柱和进行后续扩张作业。
作为优选技术方案,上述步骤三中,从所述工作油管的井口端投入所述封堵球,并使该封堵球穿过所述膨胀锥的内孔后坐在所述堵头座上,形成密封的所述膨胀堵头,该膨胀堵头与所述膨胀锥之间的所述膨胀管柱的内腔形成膨胀腔;
再通过所述工作油管向所述膨胀腔内注入高压液体,以使所述膨胀腔对应的所述膨胀管柱扩张,高压液体推动所述膨胀锥向所述膨胀管柱的尾部移动,与此同时上提所述工作油管,使得所述膨胀管柱从头部到尾部逐渐扩张以贴覆所述原套管并封闭旧裂缝,形成所述新套管。
采用以上设计,可以借用现有的膨胀管技术依次膨胀形成新套管。
作为优选技术方案,上述步骤三中,所述膨胀锥向上移动并使所述悬挂器扩张并贴合到所述原套管内壁,以进一步固定所述新套管。
采用以上方法,悬挂新套管,同时实现新套管与原套管之间的密封。
作为优选技术方案,上述步骤五中,下放所述射孔工具至预压裂段,该预压裂段为相邻两个旧裂缝之间的区段,然后选定所述预射孔位置,实施射孔,再进行所述步骤六;
所述步骤五和六重复进行,在所述油气井的内分段进行所述射孔和压裂,完成油气井的改造。
采用以上方法,可以分层多次压裂,使得油气井的压裂更为充分。
作为优选技术方案,上述射孔工具为水力射孔切割工具,所述步骤五中,所述水力射孔切割工具在井壁上切割出缝槽;
再进行所述步骤六,产生新裂缝。
采用以上方法,切割出缝槽比普通射孔更有利于压裂,降低地层应力对压裂孔的阻塞作用,保证压裂效果和油藏产量。
作为优选技术方案,上述水力射孔切割工具包括连续油管、伸缩装置和射孔器,所述伸缩装置连接在所述连续油管和所述射孔器之间;
所述步骤五中,所述射孔器定位到预压裂段后,通过所述连续油管泵入高压磨料水,推动所述伸缩装置逐渐伸长至最大长度并带动所述射孔器沿着所述新套管的轴向移动,磨料水从所述射孔器的射流喷嘴高速射出,切割所述新套管和井壁形成所述缝槽。
采用以上设计,方便切割出缝槽。
作为优选技术方案,射孔切割形成所述缝槽后,从所述连续油管注入压裂液基液,从所述新套管和所述连续油管之间环空注入交联压裂液,所述新套管内压力升高并使地层沿着所述缝槽破裂形成所述新裂缝,所述压裂液基液和交联压裂液进入所述新裂缝。
采用以上设计,方便进行压裂。
作为优选技术方案,完成一次所述射孔和压裂后,在所述新裂缝处制造暂堵砂塞;
然后上提所述水力射孔切割工具并定位到下一个预射孔位置,进行下一次所述射孔、压裂和制造所述暂堵砂塞;
完成所有压裂后,冲洗清除所有所述暂堵砂塞。
采用以上方法,通过制造暂堵砂塞使得已压裂层被暂时隔离,不影响后续压裂。
作为优选技术方案,上述伸缩装置包括套筒本体、空心管、环形上密封塞、复位装置和环形下密封塞,所述套筒本体竖向设置,所述套筒本体的上端与所述连续油管连接,所述空心管穿设在所述套筒本体内,所述空心管的上端位于所述套筒本体内,所述空心管的下端从所述套筒本体的下端伸出后与所述射孔器连接;
所述环形上密封塞和所述环形下密封塞从上到下依次设置在所述套筒本体内,所述空心管依次穿过所述环形上密封塞和所述环形下密封塞的中心,所述环形上密封塞和所述环形下密封塞之间的空腔形成油室,所述空心管穿过所述油室,所述环形上密封塞和所述环形下密封塞的内壁与所述空心管的外壁贴合,所述环形上密封塞和所述环形下密封塞的外壁与所述套筒本体的内壁抵紧;
所述复位装置固定套设在所述空心管上,所述复位装置位于所述油室内,所述复位装置靠近所述环形下密封塞;
所述步骤五中,高压泵入所述磨料水后,带动所述射孔器移动以切割出所述缝槽,此时所述复位装置受压;
完成一次所述射孔后,停止泵入磨料水,所述复位装置自动复位使得所述伸缩装置回缩并带动所述射孔器复位。
采用以上设计,通过设置伸缩装置,使射孔器可以缓慢的移动,使射孔器射孔造成的液流通道得到扩大。
与现有技术相比,本发明的有益效果:创造性地将现有的补贴管技术应用于油气井的旧井改造,一次下放膨胀套管实现了井筒水平段的全覆盖,后续的射孔和压裂只需避开旧裂缝,依照常规射孔压裂作业程序进行,较现有的旧井改造技术,本方法的整个施工过程可控性好、易实现标准化作业。
附图说明
图1为膨胀系统的结构示意图;
图2为膨胀系统下放到井下的示意图;
图3为封堵球坐在堵头座上的示意图;
图4为一次性完成膨胀管扩张从而形成新套管的示意图;
图5为新套管形成后下入射孔工具进行第一个位置射孔切割的示意图;
图6为第一个位置压裂完成后进行第二个位置射孔切割的示意图;
图7为压裂改造完成后的井筒示意图;
图8为射孔工具的结构示意图;
图9为伸缩装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
一种油气井的重复压裂改造方法,按以下步骤进行:
步骤一,旧井准备,所述旧井筒准备括通井、刮井和洗井;
首先向井内下入通径规进行所述通井,检查所述原套管1在油气井内是否存在变形;
然后下入刮井器,对所述原套管1实施整体刮管操作,特别对已压裂段进行重复刮管,完成所述刮井操作;
再冲砂洗井,确保井筒干净。由于现阶段开采页岩气、致密油气等常钻水平井,故本实施例以水平井为例进行说明,但本方法也适用于竖直井。
步骤二,下放膨胀管柱21:
先设置好膨胀系统:如图1所示,该膨胀系统包括膨胀管柱21、膨胀锥22、膨胀堵头23和悬挂器24;
所述膨胀管柱21由多段所述膨胀管沿着同一直线方向依次连接而成,所述膨胀锥22从所述膨胀管的任一自由端进入该膨胀管内;
所述膨胀锥22嵌套在所述膨胀管柱21内,所述膨胀锥22所在的所述膨胀管柱21的自由端为所述膨胀管柱21的头部,所述膨胀管柱21的另一端为尾部;
所述膨胀堵头23包括堵头座23a和封堵球23b,所述堵头座23a固定设置在所述膨胀管柱的头端,所述堵头座23a位于所述膨胀锥22前方,所述封堵球23b备用;
所述膨胀锥22还连接有工作油管3,该工作油管3的自由端与所述膨胀锥22相连,该工作油管3沿着所述膨胀管柱21延伸,该工作油管3的固定端从所述悬挂器24的内孔上端伸出;
所述膨胀管柱21还内套有扶正环25,该扶正环25位于所述膨胀锥22背向所述堵头座23a的一端外,该扶正环25的内孔内穿设有所述工作油管3;
所述工作油管3为普通油管或连续油管;
然后下放:如图2所示,通过所述工作油管3下放所述膨胀管柱21至其头部到达所述水平井的井底,然后上提所述膨胀管柱21直至到达预定位置;
其中,根据水平井的深度和下入的所述工作油管3的长度,确定所述膨胀管柱21在井下的位置。
步骤三,膨胀管柱21扩张并覆盖水平井的原套管1,形成新套管:
从所述工作油管3的井口端投入所述封堵球23b,通入少量液体,使该封堵球23b穿过所述膨胀锥22的内孔后坐在所述堵头座23a上,形成密封的膨胀堵头23,该膨胀堵头23与所述膨胀锥22之间的所述膨胀管柱21的内腔形成膨胀腔4,此时如图3所示;
再通过所述工作油管3向所述膨胀腔4内注入高压液体,以使所述膨胀腔4对应的所述膨胀管柱21扩张,高压液体推动所述膨胀锥22向所述膨胀管柱21的上端移动,与此同时上提所述工作油管3,使得所述膨胀管柱21从下端到上端逐渐扩张以贴覆所述原套管1并封闭裂缝,一次性扩张形成新套管,如图4所示;
所述膨胀锥22撑开所述悬挂器24,悬挂器24与膨胀管柱21通过螺纹连接,悬挂器24的内层为金属管状,外层为橡胶套,悬挂器24扩张后贴靠原套管1的内壁,橡胶套起到密封作用。悬挂器24用于悬挂所述新套管,对于水平井,在步骤二中下放所述膨胀管柱21时,使悬挂器24位于水平井的拐弯处,扩张后有利于牢固固定所述新套管;
然后移出所述膨胀锥22、扶正环25和工作油管3等扩张组件。
步骤四,试压,检测整个井筒是否满足工作环境要求,具体来说,对井筒密封试压,用清水加压至15Mpa,稳压15min,压降不超过0.3Mpa为试压合格。
步骤五,射孔:如图5所示,下放射孔工具c到预射孔位置进行射孔,该预射孔位置避开水平井的旧裂缝1a;
所述射孔工具c可以是水力射孔切割工具,所述水力射孔切割工具包括连续油管c1和射孔器c3,使用所述连续油管c1下放所述射孔器c3至预压裂段,然后选定预射孔位置,实施射孔。当步骤二和三中的工作油管3使用连续油管时,可以与所述射孔工具c共用所述连续油管c1。
步骤六,压裂。
采用分段压裂技术进行所述射孔和压裂,即步骤五和六重复进行,从所述水平井的下端到上端的方向分段进行所述射孔和压裂,完成水平井的改造。
如图6,完成一次所述射孔和压裂后,在所述新裂缝1b处制造暂堵砂塞;然后上提所述水力射孔切割工具并定位到下一个预射孔位置,进行下一次所述射孔、压裂和制造所述暂堵砂塞;完成所有压裂后,冲洗清除所有所述暂堵砂塞,冲砂洗井,水平井改造完成,如图7所示。
其中,所述预压裂段为相邻两个旧裂缝1a之间的水平井段,该预压裂段的位置是这样确定的:
根据水平井第一次(原始)射孔压裂的数据记录,获取第i个旧裂缝1a沿着井筒轴向方向到井口的距离,记为di,i>0且i为自然数,其中,以最靠近井底的旧裂缝1a为第1旧裂缝,从井底到井口方向的旧裂缝1a依次编号命名为第2旧裂缝,…,第i旧裂缝,…;
根据所述连续油管c1的下放深度,确定所述射孔器c3到井口的距离x;
选择第一个预压裂段时,下放所述射孔器c3至d2<x<d1,然后进行射孔,得到第一射孔,再进行压裂,然后制造暂堵砂塞进行暂堵;
接着上移所述射孔器c3到第二个预压裂段,此时d3<x<d2,再次射孔,然后进行压裂;
依此重复上述射孔和压裂操作,第i个压裂段的位置根据di+1<x<di确定,自油井底端到井口端方向完成水平段的所有射孔和压裂,完成水平井的改造,最后再开采。
为提高定位精度,所述步骤二中,还可以在所述膨胀管柱21上设置定位短节,所述膨胀管柱21完成下放后,再进行磁定位测量以确定所述膨胀管柱21的准确位置。该测量方法在科技论文《膨胀管补贴技术在青海油田的应用》(李宝军,《油气井测试》,2013:22:4。)公开。
膨胀管补贴技术目前常用于套管局部缺损的补贴封堵。现有文献(①吴大康,王长宁,李前春等,可膨胀管修复套损井技术研究,《石油机械》,2007:35:8;②李宝军,膨胀管补贴技术在青海油田的应用,《油气井测试》,2013:22:4。)记载了其施工过程。
本实施例中,借用现有的膨胀管补贴技术进行旧井井筒的水平段的补贴,下放长膨胀管柱后进行膨胀,使得新套管覆盖原套管1,整个油井井筒的状态接近首次设置油井套管,因此,在后续射孔和压裂过程中,可依照常规射孔压裂作业程序进行,不同之处在于,射孔和预压裂段的位置选取需要避开旧裂纹1a。由于油井的原始射孔和压裂位置数据为已知数据,因此,通过准确定位射孔工具即可避开旧裂纹1a。
但是,传统的射孔工具每次只能射一个孔,需要多次射孔来扩大液流通道,施工效率较低,在现有水力喷砂定点射孔的基础上,本发明还优化了射孔工具结构,实现一段距离(20cm左右)的切割,形成缝槽1c,缝槽1c相比射孔孔洞而言,可以有效解除井筒周边地层由于污染造成的堵塞与应力集中而造成的压实效应,增加岩石层破坏程度以改善地层渗透率,从而提高油层的采收程度,适用于低渗透储层。
如图8所示,所述水力射孔切割工具还包括伸缩装置c2,所述伸缩装置c2连接在所述连续油管c1和所述射孔器c3之间。所述步骤五中,所述水力射孔切割工具定位到预压裂段后,通过所述连续油管c1泵入高压磨料水,推动伸缩装置c2匀速伸长并带动所述射孔器c3沿着所述新套管的轴向移动,磨料水从所述射孔器c3的射流喷嘴高速射出,切割所述新套管和水平井壁形成缝槽1c。再进行所述步骤六,产生新裂缝1b。
所述伸缩装置c2的结构如图9所示,其2包括套筒本体c4、空心管、环形上密封塞c6、复位装置c8和环形下密封塞c7,所述套筒本体c4竖向设置,所述套筒本体c4的上端与所述连续油管c1连接,所述空心管穿设在所述套筒本体c4内,所述空心管的上端位于所述套筒本体c4内,所述空心管的下端从所述套筒本体c4的下端伸出后与所述射孔器c3连接;
所述环形上密封塞c6和所述环形下密封塞c7从上到下依次设置在所述套筒本体c4内,所述空心管依次穿过所述环形上密封塞c6和所述环形下密封塞c7的中心,所述环形上密封塞c6和所述环形下密封塞c7之间的空腔形成油室,所述空心管穿过所述油室,所述环形上密封塞c6和所述环形下密封塞c7的内壁与所述空心管的外壁贴合,所述环形上密封塞c6和所述环形下密封塞c7的外壁与所述套筒本体c4的内壁抵紧;
所述复位装置c8固定套设在所述空心管上,所述复位装置c8位于所述油室内,所述复位装置c8靠近所述环形下密封塞c7。
所述伸缩装置c2还包括环形溢流座c16,所述环形溢流座c16固定套设在所述空心管上,所述环形溢流座c16位于所述油室内,所述环形溢流座c16位于环形上密封塞c6和所述复位装置c8之间,所述环形溢流座c16的外边缘与所述套筒本体c4的内壁贴合;所述环形溢流座c16上贯穿有多个过液孔,所述过液孔环向均匀分布在所述环形溢流座c16上。空心管被推动的时候,所述环形溢流座c16在所述油室内移动,所述油室内的液体需要通过所述过液孔从所述环形溢流座的一端到另一端,大大降低了所述空心管的移动速度。
具体地,所述复位装置c8包括复位弹簧c15和一号环形挡圈c14,所述一号环形挡圈c14位于所述环形溢流座c16和所述环形下密封塞c7之间,所述一号环形挡圈c14固定套设在所述空心管上,所述复位弹簧c15位于所述一号环形挡圈c14和所述环形下密封塞c7之间的所述空心管上,所述复位弹簧c15的一端与所述一号环形挡圈c14连接,所述复位弹簧c15的另一端与所述环形下密封塞c7抵紧。
所述空心管的上边缘设有二号环形挡圈c13,所述二号环形挡圈c13径向延伸朝向所述套筒本体c4的内壁。
所述套筒本体c4还包括上短接头c9和泵筒c10,所述上短接头c9的上端与所述连续油管c1接通,所述上短接头c9的下端与所述泵筒c10的上端连接;所述空心管的上端位于所述上短接头c9内,所述上短接头c9外套设有扶正器c17。
所述空心管包括空心活塞杆c11和弹簧中心管c12,所述空心活塞杆c11的上端位于所述上短接头c9内,所述空心活塞杆c11的下端位于所述泵筒c10内;所述空心活塞杆c11的下端与所述弹簧中心管c12的上端连接,所述弹簧中心管c12的下端穿过所述环形下密封塞c7,所述弹簧中心管c12的外壁与所述环形下密封塞c7内壁贴合,所述弹簧中心管c12的下端从所述泵筒c10的下端伸出,所述弹簧中心管c12的下端与所述射孔器c3接通;所述二号环形挡圈c13设置在所述空心活塞杆c11的上端,所述一号环形挡圈c14设置在所述弹簧中心管c12的上端。
所述空心活塞杆c11包括上空心活塞杆c21和下空心活塞杆c22,所述上空心活塞杆c21穿过所述环形上密封塞c6,所述上空心活塞杆c21的外壁与所述环形上密封塞c6的内壁贴合,所述上空心活塞杆c21的下端与所述下空心活塞杆c22的上端连接,所述上空心活塞杆21的上端位于所述上短接头c9内,所述二号环形挡圈c13位于所述上空心活塞杆c21的上边缘,所述下空心活塞杆c22的下端与所述弹簧中心管c12的上端连接,所述环形溢流座c16套设在所述下空心活塞杆c22的外壁。
所述射孔器c3包括接箍c18、射孔器本体c19,所述接箍c18的一端与所述弹簧中心管c12的下端接通,所述接箍c18的另一端与所述射孔器本体c19的一个接口接通,所述射孔器本体c19的另一个接口连接有单向阀c25,该单向阀c25还连接有引鞋c26。
所述连续油管c1包括油管本体c1a和连续油管安全接头c1b,所述连续油管安全接头c1b的一端与所述油管本体c1a的接口接通,所述连续油管安全接头c1b的另一端与所述上短接头c9的上端接通。
所述环形上密封塞c6的内壁上设有上密封圈c20,所述环形下密封塞c7的内璧上设有下密封圈c21。
当磨料水从所述连续油管c1进入所述套筒本体c4内,随着空心管内液体压力增大,所述单向阀c25坐封,使空心管相对套筒本体c4移动,而环形溢流座c16在油室内滑动可增大空心管的移动阻力,使射孔器c3缓慢移动并挤压复位弹簧c15,从而使射孔器c3在移动的同时进行射孔作业,当水流减小和停止时,复位弹簧c15恢复使射孔器c3复位。
所述射孔器c3设置有三个喷射嘴,三个所述喷射嘴环向分布在同一平面上,相互间隔120°,每次进行射孔时,所述射孔器c3沿着水平井轴向移动切割出三道缝槽1c,然后再进行压裂,使得地层沿着三道所述缝槽1c扩张并汇聚成一个垂直于水平井的新裂缝1b。
具体地,射孔切割形成所述缝槽1c后,从所述连续油管c1注入压裂液基液,从所述新套管和所述连续油管c1之间环空注入交联压裂液,所述新套管内压力升高并使地层沿着所述缝槽1c破裂形成所述新裂缝1b,所述压裂液基液和交联压裂液进入所述新裂缝1b,用于维持裂缝扩展。现有很多水力喷射压裂技术是采用的从油管中直接加入压裂液,这样对射流喷嘴腐蚀较大,而采用本发明的方式注入所述压裂液基液和交联压裂液则可以尽量避免对射流喷嘴的腐蚀。
压裂后,停止注入所述压裂液基液和交联压裂液,从所述新套管和所述连续油管c1之间环空注入支撑剂,从所述连续油管c1中注入清水,所述支撑剂和清水在井下混合,支撑剂颗粒紧密堆积在所述新裂缝1b处形成暂堵砂塞,该暂堵砂塞将所述水平井分隔为上下两段,此时如图6所示。然后停止泵入所述支撑剂和清水,上提所述水力射孔切割工具并定位到下一个预射孔位置,进行下一次射孔。
相较于现有的水平井改造技术,使用膨胀套管实现了井筒水平段的全覆盖,再进行射孔压裂施工,施工过程可控性好、易实现标准化作业;利用本发明的水力射孔切割工具,可以完成射孔、泵入压裂液、压裂、泵入支撑剂制造暂堵砂塞以及完成所有压裂后对暂堵砂塞进行清理,利用连续油管拖动,作业效率高。针对致密油气、页岩气等低孔、低渗储层普遍具有的孔隙结构复杂、渗流阻力大等特点,油井自然产能低,通过水平井的储层改造,实现了提高水平井产能的目的。
最后需要说明的是,上述描述仅仅为本发明的优选实施例,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气井的重复压裂改造方法,其特征在于按以下步骤进行:
步骤一,旧井准备,确保油气井的原套管(1)通畅干净;
步骤二,向所述原套管(1)内下放膨胀管柱(21),至其到达预定位置;
步骤三,将所述膨胀管柱(21)扩张并覆盖原套管(1),形成新套管;
步骤四,试压,检测所述新套管是否满足工作环境要求;
步骤五,射孔;
下放射孔工具(c)到预射孔位置,并避开旧裂缝(1a)进行射孔;
步骤六,压裂。
2.根据权利要求1所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述步骤二中,先设置好膨胀系统;
所述膨胀系统包括膨胀管柱(21)、膨胀锥(22)、膨胀堵头(23)和悬挂器(24);
所述膨胀管柱(21)由至少两段膨胀管沿着同一直线方向依次连接而成;
所述膨胀锥(22)从所述膨胀管柱(21)的任一自由端进入并嵌套在所述膨胀管柱(21)内,该膨胀锥(22)所在的自由端为所述膨胀管柱(21)的头部,所述膨胀管柱(21)的另一端为尾部;
所述膨胀堵头(23)包括堵头座(23a)和封堵球(23b),所述堵头座(23a)固定设置在所述膨胀管柱的头部,所述封堵球(23b)备用,所述堵头座(23a)位于所述膨胀锥(22)前方;
所述膨胀管柱(21)尾部连接有所述悬挂器(24);
所述膨胀锥(22)还连接有工作油管(3),该工作油管(3)的自由端与所述膨胀锥(22)相连,该工作油管(3)的固定端从所述悬挂器(24)内孔伸出;
然后通过所述工作油管(3)将所述膨胀管柱(21)下放到油气井内。
3.根据权利要求2所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述步骤三中,从所述工作油管(3)的井口端投入所述封堵球(23b),并使该封堵球(23b)穿过所述膨胀锥(22)的内孔后坐在所述堵头座(23a)上,形成密封的所述膨胀堵头(23),该膨胀堵头(23)与所述膨胀锥(22)之间的所述膨胀管柱(21)的内腔形成膨胀腔(4);
再通过所述工作油管(3)向所述膨胀腔(4)内注入高压液体,以使所述膨胀腔(4)对应的所述膨胀管柱(21)扩张,高压液体推动所述膨胀锥(22)向所述膨胀管柱(21)的尾部移动,与此同时上提所述工作油管(3),使得所述膨胀管柱(21)从头部到尾部逐渐扩张以贴覆所述原套管(1)并封闭所述旧裂缝(1a),形成所述新套管。
4.根据权利要求3所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:
所述步骤三中,所述膨胀锥(22)向上移动使所述悬挂器(24)扩张并贴合到所述原套管(1)内壁,以进一步固定所述新套管。
5.根据权利要求1所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述步骤五中,下放所述射孔工具(c)至预压裂段,该预压裂段为相邻两个旧裂缝(1a)之间的区段,然后选定所述预射孔位置,实施射孔,再进行所述步骤六;
所述步骤五和六重复进行,在所述油气井内分段进行所述射孔和压裂,完成油气井的改造。
6.根据权利要求1或5所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述射孔工具(c)为水力射孔切割工具,所述步骤五中,所述水力射孔切割工具在井壁上切割出缝槽(1c);
再进行所述步骤六,产生新裂缝(1b)。
7.根据权利要求6所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述水力射孔切割工具包括连续油管(c1)、伸缩装置(c2)和射孔器(c3),所述伸缩装置(c2)连接在所述连续油管(c1)和所述射孔器(c3)之间;
所述步骤五中,所述射孔器(c3)定位到预压裂段后,通过所述连续油管(c1)泵入高压磨料水,推动所述伸缩装置(c2)逐渐伸长至最大长度并带动所述射孔器(c3)沿着所述新套管的轴向移动,磨料水从所述射孔器(c3)的射流喷嘴高速射出,切割所述新套管和井壁地层以形成所述缝槽(1c)。
8.根据权利要求7所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:射孔切割形成所述缝槽(1c)后,从所述连续油管(c1)注入压裂液基液,从所述新套管和所述连续油管(c1)之间环空注入交联压裂液,所述新套管内压力升高并使地层沿着所述缝槽(1c)破裂形成所述新裂缝(1b),所述压裂液基液和交联压裂液进入所述新裂缝(1b)。
9.根据权利要求8所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:完成一次所述射孔和压裂后,在所述新裂缝(1b)处制造暂堵砂塞;
然后上提所述水力射孔切割工具并定位到下一个预射孔位置,进行下一次所述射孔、压裂和制造所述暂堵砂塞;
完成所有压裂后,冲洗清除所有所述暂堵砂塞。
10.根据权利要求7所述的油气井的重复压裂改造方法,其特征在于:所述伸缩装置(c2)包括套筒本体(c4)、空心管、环形上密封塞(c6)、复位装置(c8)和环形下密封塞(c7),所述套筒本体(c4)竖向设置,所述套筒本体(c4)的上端与所述连续油管(c1)连接,所述空心管穿设在所述套筒本体(c4)内,所述空心管的上端位于所述套筒本体(c4)内,所述空心管的下端从所述套筒本体(c4)的下端伸出后与所述射孔器(c3)连接;
所述环形上密封塞(c6)和所述环形下密封塞(c7)从上到下依次设置在所述套筒本体(c4)内,所述空心管依次穿过所述环形上密封塞(c6)和所述环形下密封塞(c7)的中心,所述环形上密封塞(c6)和所述环形下密封塞(c7)之间的空腔形成油室,所述空心管穿过所述油室,所述环形上密封塞(c6)和所述环形下密封塞(c7)的内壁与所述空心管的外壁贴合,所述环形上密封塞(c6)和所述环形下密封塞(c7)的外壁与所述套筒本体(c4)的内壁抵紧;
所述复位装置(c8)固定套设在所述空心管上,所述复位装置(c8)位于所述油室内,所述复位装置(c8)靠近所述环形下密封塞(c7);
所述步骤五中,高压泵入所述磨料水后,带动所述射孔器(c3)移动以切割出所述缝槽(1c),此时所述复位装置(c8)受压;
完成一次所述射孔后,停止泵入磨料水,所述复位装置(c8)自动复位使得所述伸缩装置(c2)回缩并带动所述射孔器(c3)复位。
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