CN111594150A - 一种示踪桥塞组件及利用其进行井下产液测试的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种示踪桥塞组件及利用其进行井下产液测试的方法。示踪桥塞组件包括单向工具和示踪桥塞，示踪桥塞包括中心管、筒身部件和下接头，中心管和下接头的内部具有空腔，筒身部件设于中心管的外壁上，中心管的上端设有封堵部，在中心管的上端和筒身部件之间设有第一卡压部件，在筒身部件和下接头之间设有第二卡压部件；在中心管和/或下接头的空腔内、或者在中心管和下接头的交接部位设有示踪件。采用本申请的示踪桥塞组件及产液测试方法能够对井底各段各层的产液结果计量准确、操作简单。
Description
技术领域
本申请涉及一种示踪桥塞组件及利用其进行井下产液测试的方法，适用于油气开发的技术领域。
背景技术
体积压裂技术的不断进步，助力了勘探开发从常规油藏转向致密油藏。体积压裂技术主要以桥塞射孔、水力喷砂射孔拖动压裂、固井滑套压裂等固井完井压裂技术为主，其中桥塞射孔压裂工艺目前应用最为广泛。在压裂过程中，由于油藏的不均质性造成部分井段改造不充分，这就使得井段未得到充分动用，影响开发效益。若知道改造后各层段的产液贡献将对后期区块的压裂优化提供指导。
目前石油业界用于井下产液测试技术较为有限，主要有仪器测试法和分段测试法两种。仪器测试法主要是采用连续油管将测试仪器下入井下段进行油气水三相的测试。该工艺具有测试准确度高的特点。但是测试需要井筒通畅，对于采用桥塞射孔压裂的井，需要先将桥塞钻除后再下入仪器进行测试，测试工序复杂，费用较高。分段测试法主要是采用管柱下入工具对水平段进行分段试采，通过地面计量的方式来判定各段的产液情况。此种工艺对压后的井筒要求较高，作业风险大周期长，现场应用较少。
中国专利申请201210089597.2公开了一种低渗透油藏水平井的分段压裂方法，通过先对位于施工单元两侧的第一施工段和第二施工段进行压裂，改变了位于施工单元中间位置的第二施工段的应力，使第二施工段产生微裂缝，当对第二施工段进行压裂时产生复杂网状裂缝，复杂网状裂缝的体积大，具有更好的沟通效果，提高了水平井增产效果及单井产量。
中国专利申请201120264158.1公开了一种水平井快钻复合桥塞，应用于油田油气井压裂、封堵施工中。上接头的下端连接中心管，中心管下端连接下接头；长胶筒套在中心管外壁的中部；在长胶筒的上、下两端分别套有短胶筒、胶筒座、支撑套、卡瓦和座环，销钉穿过下接头径向孔并固定在中心管上；在下接头环形台阶下部套有泵送环。在中心管上端有单流阀。该种类型的复合桥塞只是具备压裂桥塞的传统功能，不具有可以对产液进行示踪的功能。
现有技术中，无论是在井下产液剖面的测试方法中，还是在井下复合桥塞中，均没有出现过具有示踪功能的桥塞，也没有公开过采用示踪桥塞组件进行井下产液测试的施工工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用示踪桥塞组件进行井下产液测试的方法，旨在解决目前产液测试工艺对于套管分段压裂工艺适用性较差的问题。
一方面，本申请涉及一种示踪桥塞组件，包括单向工具和示踪桥塞，示踪桥塞包括中心管、筒身部件和下接头，所述中心管和所述下接头的内部具有空腔，所述筒身部件设于中心管的外壁上，所述中心管的上端设有封堵部；在中心管和/或下接头的空腔内或者在中心管和下接头的交接部位设有示踪件、或者所述单向工具含有示踪剂。
其中，所述筒身部件包括胶筒，还包括分别设置在所述胶筒的上部和下部的锥体，所述胶筒和锥体的外部还依次设有外涨环、内涨环和护环；在中心管的上端和筒身部件之间设有第一卡压部件，在筒身部件和下接头之间设有第二卡压部件，所述第一卡压部件包括压帽和第一卡瓦，所述第二卡压部件包括第二卡瓦；所述第一卡瓦和所述第二卡瓦分别卡合在上部和下部的锥体上。
其中，所述示踪件是网状示踪件、杆状示踪件、环状示踪件、颗粒状示踪件或条状示踪件，或者是设置在所述示踪桥塞空腔内壁上的涂层或附着物，或者所述桥塞本体中合成有示踪材料。所述示踪件可以是油溶性示踪件、水溶性示踪件或气溶性示踪件中的至少一种。所述封堵部可以为台阶状，所述单向工具可以为可溶球。
另一方面，本申请还涉及一种利用示踪桥塞组件进行井下产液测试的方法，包括以下步骤：
(1)将多级射孔工具与示踪桥塞沿着套管送到井下；
(2)控制示踪桥塞动作，使得示踪桥塞外部的涨环张开抵靠在套管的内壁上，坐封桥塞；
(3)将多级射孔工具与示踪桥塞分离，提拉多级射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉多级射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成整段射孔作业；
(5)从井口向套管内投入单向工具，单向工具进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待单向工具溶解后，示踪桥塞的内部通道打开，井液从示踪桥塞返排到套管内并经过示踪桥塞内的示踪件，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面；
(7)采用地面计量液量，取样分析得出示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
又一方面，本申请还涉及一种利用示踪桥塞组件进行井下产液测试的方法，包括以下步骤：
(1)将射孔工具与示踪桥塞送到井下的套管内；
(2)控制示踪桥塞动作，使得示踪桥塞外部的涨环张开抵靠在套管的内壁上，坐封桥塞；
(3)将射孔工具与示踪桥塞分离，提拉射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成多段射孔作业，从而在地层中形成多段射孔；
(5)从井口向套管内投入可溶球，可溶球在流体压力作用下进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待预定数量的施工段完成以后，再次下入第二个示踪桥塞，重复上述步骤(1)-(5)，依次类推，完成整个井段压裂作业；其中，多个示踪桥塞中分别采用不同的示踪材料；
(7)待可溶球溶解后，示踪桥塞的内部通道打开，井液从示踪桥塞返排到套管内并经过示踪桥塞内的示踪件，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面；
(8)采用地面计量液量，取样分析得出每种示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
采用本申请的示踪桥塞组件进行井下尤其是水平井压裂作业，在可溶的单向工具溶解后，可以根据返排到地面的示踪材料的含量，得到井下各段的产液情况和产油情况，从而实现对井下产液情况的测试。该种测试方法对各段各层的产液结果计量准确、操作简单，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是根据本申请的示踪桥塞组件的一种实施方式的示意图。
图2是根据示踪桥塞组件中的网状示踪件的截面示意图。
图3是根据本申请的示踪桥塞组件的另一种实施方式的示意图。
图4是根据本申请的示踪桥塞组件的又一种实施方式的示意图。
图5是利用示踪桥塞组件进行井下分段压裂作业的示意图。
图6是利用示踪桥塞组件进行井下分段压裂作业后返排状态的示意图。
图7是根据本申请的示踪桥塞组件中单向工具的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本申请的示踪桥塞组件包括单向工具1和示踪桥塞，示踪桥塞包括中心管2、筒身部件和下接头10，中心管2和下接头10的内部具有空腔，筒身部件设于中心管2的外壁上。中心管2的上端设有例如台阶状的封堵部17，从而在单向工具1受到来自上方的外力作用下可以封堵台阶部以完成压裂，而在单向工具溶解后的返排过程中，封堵位置打开，使得返排的井液流回地面以供检测。单向工具1可以采用可溶球或可以是与桥塞组合形成单向结构的工具，也可以采用其他等同效果的替代方式。中心管2和下接头10的内径大小的比值可以是0.5-2。
在中心管2的上端和筒身部件之间设有第一卡压部件，在筒身部件和下接头10之间设有第二卡压部件。筒身部件包括胶筒9，还包括分别设置在胶筒9上部和下部的锥体5，胶筒9和锥体5的外部还依次设有外涨环6、内涨环7和护环8。第一卡压部件包括压帽3和第一卡瓦4，第二卡压部件包括第二卡瓦。第一卡瓦4和第二卡瓦分别卡合在上部和下部的锥体5上。在中心管2和/或下接头10的空腔内或者在中心管2和下接头10的交接部位设有示踪件。
示踪件可以选择网状示踪件、杆状示踪件、环状示踪件、颗粒状示踪件或条状示踪件等不同的结构类型，也可以是设置在示踪桥塞空腔内壁上的涂层或附着物，还可以是桥塞本体中含有的示踪剂。示踪件可以是油溶性示踪件、水溶性示踪件或气溶性示踪件或其任意组合，可根据需要安装不同种类的示踪件，也可以将这几种示踪件进行不同的组合使用。
如图1所示，在第一种实施方式中，示踪件设置在中心管2和下接头10的交接部位，在中心管2或下接头10内设有用于固定示踪件的固定部。图1所示的示踪件为网状示踪件11，网状示踪件11包括外环和设于外环内的油溶性示踪剂、水溶性示踪件和气溶性示踪剂中的至少一种。如图2所示，网状示踪件包括外环和设于外环内的油溶性示踪剂14、水溶性示踪件15和气溶性示踪剂16。
如图3所示，在第二种实施方式中，示踪件为杆状示踪件12。杆状示踪件12设置在下接头10的空腔内，示踪件的两端分别设于下接头10内。
如图4所示，在第三种实施方式中，示踪件为条状示踪件13。条状示踪件13设置在中心管2的空腔内，示踪件可以沿中心管或下接头的内壁周向间隔设置。
在第四种实施方式中，可以将单向工具设置为含有可溶材料，可以是设在单向工具的表面或内部。如上所述，单向工具可以采用可溶球，或可以是与桥塞组合形成单向结构的可溶部件，例如如图7所示的板状的单向工具1，还可以采用其他等同效果的替代方式。
利用本申请的示踪桥塞组件进行井下压裂作业时，作业使用的工具包括示踪桥塞、多级射孔工具和可溶球。主要措施包括井下固井后，采用射孔或趾端阀等方式对第一段进行压裂施工，下入示踪桥塞组件，进行下一段压裂，示踪桥塞组件由示踪压裂桥塞和单向工具组成；按照桥塞分段压裂工艺流程，依次对水平段进行改造；压裂后进行排液生产，每一段的液体通过示踪桥塞组件返排至地面。示踪桥塞组件采用如上所述的合成结构设计，当油气水流经示踪桥塞组件时，溶解一定量的示踪剂，每段采用不同的示踪剂，地面采用计量液量取样分析即可得知每一段的产液情况；需要解封时，采用连续油管进行钻除。本申请的示踪桥塞可以是速钻材料，也可以是溶解材料制作，还可以是将可溶材料或速钻材料和示踪材料整合形成具有示踪功能的示踪材料，利用这种示踪材料制作成压裂球或压裂桥塞达到示踪功能。
利用本申请的示踪桥塞组件进行井下压裂作业包括以下步骤：
(1)将多级射孔工具与示踪桥塞沿着套管送到井下；
(2)控制示踪桥塞动作，使得示踪桥塞外部的涨环张开抵靠在套管的内壁上，坐封桥塞；
(3)将多级射孔工具与示踪桥塞分离，提拉多级射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉多级射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成整段射孔作业；
(5)从井口向套管内投入单向工具，单向工具可以是可溶球或具有类似功能的部件，可溶球在流体压力作用下进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待可溶球溶解后，示踪桥塞的内部通道打开，井液从示踪桥塞返排到套管内并经过示踪桥塞内的示踪件，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面，采用地面计量液量，取样分析得出每种示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
如图5和6所示，其中显示了利用本申请的示踪桥塞组件进行井下压裂作业的一种优选实施方式的示意图，图示中在每个射孔段上均设有一个示踪桥塞。具体可以包括以下步骤：
(1)将射孔工具与示踪桥塞24送到井下的套管21内；
(2)控制示踪桥塞24动作，使得示踪桥塞24外部的涨环张开抵靠在套管21的内壁上，坐封桥塞；
(3)将射孔工具与示踪桥塞24分离，提拉射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉多级射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成多段射孔作业，从而在地层中形成多段射孔22；
(5)从井口向套管21内投入可溶球23，可溶球23在流体压力作用下进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待预定数量的施工段完成以后，再次下入第二个示踪桥塞24，重复上述步骤(1)-(5)，依次类推，完成整个井段压裂作业；其中，多个示踪桥塞24中分别采用不同的示踪材料；
(7)待可溶球溶解后，示踪桥塞24的内部通道打开，井液从示踪桥塞24返排到套管21内并经过示踪桥塞内的示踪件25，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面；
(8)采用地面计量液量，取样分析得出每种示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
采用本申请的示踪桥塞组件进行井下压裂作业，通过在每个施工段的示踪桥塞中设置不同的示踪材料，在可溶的单向工具溶解后，可以根据返排到地面的不同示踪材料的含量，得到井下各段的产液情况和产油情况，从而实现对井下产液情况的测试。该种测试方法对各段各层的产液结果计量准确、操作简单，具有广阔的市场前景。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种示踪桥塞组件，其特征在于，包括单向工具和示踪桥塞，示踪桥塞包括中心管、筒身部件和下接头，所述中心管和所述下接头的内部具有空腔，所述筒身部件设于中心管的外壁上，所述中心管的上端设有封堵部；在中心管和/或下接头的空腔内或者在中心管和下接头的交接部位设有示踪件、或者所述单向工具含有示踪剂。
2.根据权利要求1所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述筒身部件包括胶筒，还包括分别设置在所述胶筒的上部和下部的锥体，所述胶筒和锥体的外部还依次设有外涨环、内涨环和护环。
3.根据权利要求2所述的示踪桥塞组件，其特征在于，在中心管的上端和筒身部件之间设有第一卡压部件，在筒身部件和下接头之间设有第二卡压部件，所述第一卡压部件包括压帽和第一卡瓦，所述第二卡压部件包括第二卡瓦；所述第一卡瓦和所述第二卡瓦分别卡合在上部和下部的锥体上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述示踪件是网状示踪件、杆状示踪件、环状示踪件、颗粒状示踪件或条状示踪件，或者是设置在所述示踪桥塞空腔内壁上的涂层或附着物，或者示踪桥塞的本体中含有示踪剂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述示踪件是油溶性示踪件、水溶性示踪件或气溶性示踪件中的至少一种。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述封堵部为台阶状。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述单向工具是能够与桥塞组合形成单向结构的可溶工具。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的示踪桥塞组件，其特征在于，所述单向工具是可溶球。
9.一种利用示踪桥塞组件进行井下产液测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多级射孔工具与示踪桥塞沿着套管送到井下；
(2)控制示踪桥塞动作，使得示踪桥塞外部的涨环张开抵靠在套管的内壁上，坐封桥塞；
(3)将多级射孔工具与示踪桥塞分离，提拉多级射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉多级射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成整段射孔作业；
(5)从井口向套管内投入单向工具，单向工具进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待单向工具溶解后，示踪桥塞的内部通道打开，井液从示踪桥塞返排到套管内并经过示踪桥塞内的示踪件，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面；
(7)采用地面计量液量，取样分析得出示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
10.一种利用示踪桥塞组件进行井下产液测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将射孔工具与示踪桥塞送到井下的套管内；
(2)控制示踪桥塞动作，使得示踪桥塞外部的涨环张开抵靠在套管的内壁上，坐封桥塞；
(3)将射孔工具与示踪桥塞分离，提拉射孔工具至第一施工段，完成第一次射孔作业；
(4)提拉射孔工具至第二施工段，完成第二次射孔作业，依次类推，直至完成多段射孔作业，从而在地层中形成多段射孔；
(5)从井口向套管内投入可溶球，可溶球在流体压力作用下进入封堵位置封堵示踪桥塞入口，流体进入射孔位置，完成井段压裂；
(6)待预定数量的施工段完成以后，再次下入第二个示踪桥塞，重复上述步骤(1)-(5)，依次类推，完成整个井段压裂作业；其中，多个示踪桥塞中分别采用不同的示踪材料；
(7)待可溶球溶解后，示踪桥塞的内部通道打开，井液从示踪桥塞返排到套管内并经过示踪桥塞内的示踪件，示踪材料会溶解在流体中并随流体返排至地面；
(8)采用地面计量液量，取样分析得出每种示踪材料的含量，即可得出井下各段的产液情况和产油情况。
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Effective date of registration: 20220927 Address after: No. 4980-1-20, Jinxi 3rd Street, Baijiitan District, Karamay City, Xinjiang Uygur Autonomous Region 834007 Applicant after: Karamay Zhilian Petroleum Technology Development Co.,Ltd. Address before: Room 11302, block a, Zizhu garden, No.108, west section of south 2nd Ring Road, Yanta District, Xi'an City, Shaanxi Province, 710000 Applicant before: Xi'an jinjiuling Machinery Technology Co.,Ltd. |
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