CN112177581B - 用于老井的重复压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于老井的重复压裂方法，属于油田井下作业技术领域。所述方法通过下入通井管柱，使得通井管柱的通井规经过老井具有的每个第一射孔压裂段，并在确保每个第一射孔压裂段无卡阻后，起出通井管柱；接着多次下入和起出膨胀管柱，以封堵每个第一射孔压裂段；多次下入和起出桥塞射孔联作管柱，以对新有层段进行多次射孔、压裂作业。由于该方法是向套管内注入压裂液，而套管的管径要远大于油管的管径，使得压裂液的下入摩阻降低，压裂排量增大，无需地面设备提供高泵压就可以进行压裂作业，有效保障了施工的安全性。

Description

用于老井的重复压裂方法

技术领域

本发明涉及油田井下作业技术领域，特别涉及一种用于老井的重复压裂方法。

背景技术

对于已经射孔压裂的老油井，当需要开发其已经射孔段外的新油层时，特别是当新油层为低渗油层或致密油层时，需要对老油井进行重复压裂作业，以在新油层形成新的缝网。

目前，用于老井的重复压裂方法是：首先下入两端连接有封隔器的盲管，其中盲管的长度大于原射孔段的长度，盲管两端的两个封隔器座封在原射孔段的两端，盲管与封隔器实现封堵原射孔段；其次，待多个原射孔段均被封堵后，下入射孔压裂管柱，使得压裂管柱穿过盲管与封隔器，到达新油层需射孔压裂的位置；最后对新油层进行射孔压裂作业。

现有的用于老井的重复压裂方法需要采用油管作为压裂管柱，当压裂液从油管中注入时，由于油管的管径较小，一方面，造成了压裂液下入的摩阻大，需要地面设备提供的泵压高，大大增加了施工风险，有时甚至需要地面设备提供的泵压值超过地面设备和油管的承压最大值，导致对老井的重复压裂作业无法进行；另一方面，使得压裂排量受限，有可能无法实现对目的储层的体积压裂，储层改造效果不明显，影响其产能。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种用于老井的重复压裂方法，可以降低压裂液的下入摩阻大，增大压裂排量，保障施工的安全。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种用于老井的重复压裂方法，老井具有多个第一射孔压裂段，所述方法包括：

下入通井管柱，使所述通井管柱的通井规经过每个所述第一射孔压裂段，并在确保每个所述第一射孔压裂段无卡阻后，起出所述通井管柱；

多次下入和起出膨胀管柱，以封堵每个所述第一射孔压裂段，其中，，其中，每次下入和起出所述膨胀管柱包括：将所述膨胀管柱的膨胀管下入到一个所述第一射孔压裂段处；在所述膨胀管位于所述第一射孔压裂段处后，开启地面液压泵，向所述膨胀管柱内注入高压液体；待所述膨胀管悬挂密封在套管上后，关闭所述地面液压泵，起出所述膨胀管柱；

多次下入和起出桥塞射孔联作管柱，以对新油层段进行多次射孔、压裂作业，其中，每次下入和起出所述桥塞射孔联作管柱包括：将所述桥塞射孔联作管柱的桥塞下入到一个所述膨胀管中；开启所述地面液压泵，向所述桥塞射孔联作管柱内注入高压液体；待所述桥塞座封在所述膨胀管中并与射孔枪分离后，上提所述桥塞射孔联作管柱；待所述射孔枪位于新油层段时，进行射孔作业；待所述射孔作业结束后，关闭所述地面液压泵，并起出所述桥塞射孔联作管柱；再次开启所述地面液压泵，向所述套管内注入压裂液，进行压裂作业，以形成第二射孔压裂段；待所述第二射孔压裂段形成后，关闭所述地面液压泵。

可选的，所述通井管柱包括自上而下依次连接的第一油管和通井规，其中，

所述通井规至少下入到与井口距离最远的所述第一射孔压裂段的深度以下的3～5m处。

可选的，所述膨胀管柱包括自上而下依次连接的第二油管、膨胀管和膨胀装置；

当所述高压液体作用在所述膨胀装置上时，所述膨胀装置扩张所述膨胀管，使所述膨胀管产生径向膨胀变形。

可选的，所述膨胀管包括管体、第一密封件和第二密封件；

所述第一密封件和所述第二密封件分别设置在所述管体的两端，并适于与所述套管配合。

可选的，所述第一密封件和所述第二密封件为橡胶圈或铜环。

可选的，所述管体的长度大于任意一段所述第一射孔压裂段的长度。

可选的，所述每次下入和起出所述膨胀管柱还包括：

将所述膨胀管柱的膨胀管下入到一个所述第一射孔压裂段处的同时，记录所述膨胀管柱的第一悬重；

向所述膨胀管柱内注入高压液体的同时所述膨胀管柱的悬重增加，当所述膨胀管柱的悬重恢复到所述第一悬重时，确定所述膨胀管悬挂密封在所述套管上。

可选的，所述桥塞射孔联作管柱包括自上而下依次连接的第三油管、射孔枪和桥塞；

所述射孔枪与所述桥塞通过销钉相连；

当所述高压液体作用在所述桥塞上时，所述桥塞膨胀，所述销钉被剪断，所述桥塞座封在所述膨胀管中，所述射孔枪与所述桥塞分离。

可选的，所述每次下入和起出所述桥塞射孔联作管柱还包括：

所述待所述桥塞座封在所述膨胀管中并与射孔枪分离后，所述上提所述桥塞射孔联作管柱之前，开启所述地面液压泵打压至设计值，对所述桥塞的座封进行验证；

待所述桥塞确定座封后，关闭所述地面液压泵。

可选的，所述对所述桥塞的座封进行验证具体包括：

判断井口压降是否在预设时间内不超过预设值；

如果所述井口压降在预设时间内不超过预设值，则确定所述桥塞座封。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

通过下入通井管柱，使得通井管柱的通井规经过老井具有的每个第一射孔压裂段，进行通井作业，并在确保每个第一射孔压裂段无卡阻后，起出通井管柱；接着多次下入和起出膨胀管柱，其中在每次下入膨胀管柱时，利用膨胀管柱上的膨胀管封堵每个第一射孔压裂段；待多个第一射孔压裂段被封堵后，多次下入和起出桥塞射孔联作管柱，以对新有层段进行多次射孔、压裂作业，其中在每次下入桥塞射孔联作管柱时，利用桥塞射孔联作管柱上的桥塞座封在一个膨胀管中，利用射孔枪在新油层段进行射孔作业，在每次起出桥塞射孔联作管柱后，向套管内注入压裂液，进行压裂作业，以形成第二射孔压裂段。由于该方法是向套管内注入压裂液，实现的是套管压裂，而套管的管径要远大于油管的管径，使得压裂液的下入摩阻降低，压裂排量增大，无需地面设备提供高泵压就可以进行压裂作业，有效保障了施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中每次下入和起出膨胀管柱的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中每次下入和起出桥塞射孔联作管柱的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中老井具有多个第一射孔压裂段的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中下入通井管柱后的井筒结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中第一次下入膨胀管柱后的井筒结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中一个膨胀管悬挂密封在套管上后的井筒结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中多个膨胀管悬挂密封在套管上的井筒结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中第一次下入桥塞射孔联作管柱后的井筒结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中第一个桥塞座封在膨胀管中的井筒结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中射孔枪第一次位于新油层段时的井筒结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中射孔枪第一次进行射孔作业时的井筒结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中第一次起出桥塞射孔联作管柱后的井筒结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中第一次进行压裂作业后的井筒结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种用于老井的重复压裂方法中多次压裂作业后的井筒结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1-第一射孔压裂段，

2-套管，

3-通井管柱，31-第一油管，32-通井规，

4-膨胀管柱，41-第二油管，42-膨胀管，43-膨胀装置，

5-桥塞射孔联作管柱，51-第三油管，52-射孔枪，53-桥塞，

6-第二射孔压裂段。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在油田的生产作业过程中，老井可以定义为已经被射孔压裂过之后，处于生产状态的井。而随着油田勘探开发的进行，新油层也在不断地被发现。当新油层位于老井已经开发的射孔段外，通过对老井进行重复压裂作业可以实现对新油层的开发时，选择对老井进行重复压裂作业，可以避免重复打井，有效节省开发成本。

为了解决现有的用于老井的重复压裂方法中压裂液需要从油管注入而造成的压裂液下入摩阻大和压裂排量受限的问题，本发明实施例提供了一种用于老井的重复压裂方法，其方法流程图如图1所示，其中，老井具有多个第一射孔压裂段1，如图4所示，该方法包括：

步骤101：下入通井管柱3，使通井管柱3的通井规32经过每个第一射孔压裂段1，并在确保每个第一射孔压裂段1无卡阻后，起出通井管柱3。

在结构设置上，通井管柱3包括自上而下依次连接的第一油管31和通井规32，如图5所示，其中，通井规32至少下入到与井口距离最远的第一射孔压裂段1的深度以下的3～5m处，以确保通井规32可以经过每个第一射孔压裂段1。

其中，通过向套管2内下入通井管柱3，利用通井管柱3的通井规32经过每个第一射孔压裂段1，进行通井作业，以清理套管2内壁上的毛刺、结蜡、结垢等杂质，以便于后续下入膨胀管柱4。

由于每个第一射孔压裂段1在井下的深度位置是已知的，操作人员可以通过反复上提、下放通井管柱3，使得通井规32在每个第一射孔压裂段1所在的套管2处来回移动。当在每个第一射孔压裂段1所在处上提、下放通井管柱3均显示无卡阻后，即可确保每个第一射孔压裂段1无卡阻，说明井筒通道具备下放膨胀管柱4的条件，便可以起出通井管柱3。

步骤102：多次下入和起出膨胀管柱4，以封堵每个第一射孔压裂段1。

在结构设置上，膨胀管柱4包括自上而下依次连接的第二油管41、膨胀管42和膨胀装置43，如图6所示，其中，当高压液体作用在膨胀装置43上时，膨胀装置43可以扩张膨胀管42，使得膨胀管42产生径向膨胀变形，便于膨胀管42悬挂密封在套管2上。

进一步地，膨胀管42包括管体、第一密封件(在图中未显示)和第二密封件(在图中未显示)；

第一密封件和第二密封件分别设置在管体的两端，并适于与套管2配合。当膨胀管42产生径向膨胀变形后，第一密封件和第二密封件可以与套管2形成密封，使得膨胀管42悬挂密封在套管2上。

在取材上，第一密封件和第二密封件可以为橡胶圈或铜环，便于获取制作，且可以实现密封的目的。

为了确保每个第一射孔压裂段1均可以被每次下入到井筒中的膨胀管柱4的膨胀管42所封堵，膨胀管42的管体的长度大于任意一段第一射孔压裂段1的长度。

其中，第一射孔压裂段1的个数与下入和起出膨胀管柱4的次数相同，而对于每次下入和起出膨胀管柱4的过程而言，其流程示意图如图2所示，包括：

步骤1021：将膨胀管柱4的膨胀管42下入到一个第一射孔压裂段1处。

可以理解的是，可以从与井口距离最远的第一射孔压裂段1开始，到与井口距离最近的第一射孔压裂段1结束，逐一地进行封堵。

由于每个第一射孔压裂段1的深度已知，因而在每次下入膨胀管柱4时，可以根据已知的第一射孔压裂段1的深度下入膨胀管42，使得膨胀管42恰好位于一个第一射孔压裂段1所在处，如图6所示。

当膨胀管42下入到一个第一射孔压裂段1处的同时，记录膨胀管柱4的第一悬重，该悬重取值可以在井口直接进行读取，通过悬重可以判断膨胀管42是否悬挂密封在套管2上。

步骤1022：在膨胀管42位于第一射孔压裂段1处后，开启地面液压泵(在图中未显示)，向膨胀管柱4内注入高压液体。

在开启地面液压泵之后，通过第二油管41向膨胀管柱4内注入高压液体，高压液体流经第二油管41后，可以作用在膨胀装置43上，由于膨胀装置43被高压液体作用后，扩张膨胀管42，因而可以使得膨胀管42产生塑性变形，在径向产生膨胀。

可以理解的是，在向膨胀管柱4内注入高压液体的同时，由于高压液体的注入，膨胀管柱4的悬重会对应增加。

步骤1023：待膨胀管42悬挂密封在套管2上后，关闭地面液压泵，起出膨胀管柱4。

当膨胀管柱4在井口的悬重显示恢复到第一悬重时，说明高压液体已经不再作用于膨胀装置43，膨胀管42已经产生了最大的径向膨胀变形，利用悬重的取值确定膨胀管42已经悬挂密封在套管2上。

待确定膨胀管42悬挂密封在套管2上后，关闭地面液压泵，起出膨胀管柱4，如图7所示。由于起出的膨胀管柱4上的膨胀管42已经悬挂密封在了套管2上，因而在起出膨胀管柱4后，需要再在第二油管41上重新穿入新的膨胀管42，构成完整的膨胀管柱4，以便再次下入。

经过多次下入和起出膨胀管柱4后，可以实现对每个第一射孔压裂段1的封堵，如图8所示。

步骤103：多次下入和起出桥塞射孔联作管柱5，以对新油层段进行多次射孔、压裂作业。

在结构设置上，桥塞射孔联作管柱5包括自上而下依次连接的第三油管51、射孔枪52和桥塞53，如图9所示。

其中，射孔枪52与桥塞53通过销钉(在图中未显示)相连；

当高压液体作用在桥塞53上时，桥塞53膨胀，销钉被剪断，桥塞53座封在膨胀管42中，射孔枪52与桥塞53分离。

其中，下入和起出桥塞射孔联作管柱5的次数与需要射孔、压裂得到的第二射孔压裂段6的个数有关，对于每次下入和起出桥塞射孔联作管柱5的过程而言，其流程示意图如图3所示，包括：

步骤1031：将桥塞射孔联作管柱5的桥塞53下入到一个膨胀管42中。

以第一次下入桥塞射孔联作管柱5为例，将桥塞53下入到与井口距离最远的膨胀管42所在处，如图9所示。

步骤1032：开启地面液压泵，向桥塞射孔联作管柱5内注入高压液体。

在开启地面液压泵时，高压液体可以通过第三油管51作用在桥塞53上，受到高压液体的作用，桥塞53膨胀，销钉被剪断，桥塞53座封在膨胀管42中，同时，射孔枪52与桥塞53分离。

步骤1033：待桥塞53座封在膨胀管42中并与射孔枪52分离后，上提桥塞射孔联作管柱5。

为了验证桥塞53是否坐封在膨胀管42中，当初步判断桥塞53座封在膨胀管42中并与射孔枪52分离后，并不急于上提桥塞射孔联作管柱5，而是，开启地面液压泵，并打压至设计值，对桥塞53的座封进行验证，待桥塞53确定坐封后，再关闭地面液压泵。

其中，对桥塞53的座封进行验证具体包括：

判断井口压降是否在预设时间内不超过预设值；如果井口压降在预设时间内不超过预设值，则确定桥塞53座封；如果井口压降在预设时间内超过预设值，则说明桥塞53没有座封完全，还不能上提桥塞射孔联作管柱5进行下一个步骤。

在这里，预设时间可以为30min，预设值可以为0.5MPa。

待验证确认桥塞53座封在膨胀管42中并与射孔枪52分离后，再上提桥塞射孔联作管柱5，使得桥塞53与射孔枪52分离，如图10所示。

步骤1034：待射孔枪52位于新油层段时，进行射孔作业。

以射孔枪52第一次位于新油层段时为例，如图11所示，当射孔枪52位于待射孔位置处后，就可以进行射孔作业，如图12所示。

步骤1035：待射孔作业结束后，关闭地面液压泵，并起出桥塞射孔联作管柱5。

待射孔作业结束后，关闭地面液压泵，起出桥塞射孔联作管柱5，以便进行下一步地压裂作业。如图13所示，为第一次起出桥塞射孔联作管柱5后的井筒结构示意图。

步骤1036：再次开启地面液压泵，向套管2内注入压裂液，进行压裂作业，以形成第二射孔压裂段6。

在向套管2内注入压裂液后，压裂液可以通过射孔作业后套管2上开设有的通孔进入到地层中，进行压裂作业。如图14所示，为第一次进行压裂作业后的井筒结构示意图，此时，一个第二射孔压裂段6已经形成。

由于压裂液可以通过套管2内注入，实现的是套管2压裂，而套管2的管径要远大于油管的管径，使得压裂液的下入摩阻降低，压裂排量增大，无需地面设备提供高泵压就可以进行压裂作业，可以有效保障施工的安全性。

步骤1037：待第二射孔压裂段6形成后，关闭地面液压泵。

经过多次下入和起出桥塞射孔联作管柱5后，可以形成多个第二射孔压裂段6，如图15所示。

需要说明的是，该方法不仅仅适用于如图4-15所示的水平井，而且适用于常规的竖直井，在此不做具体限定。

综上所述，本发明实施例的用于老井的重复压裂方法通过下入通井管柱3，使得通井管柱3的通井规32经过老井具有的每个第一射孔压裂段1，进行通井作业，并在确保每个第一射孔压裂段1无卡阻后，起出通井管柱3；接着多次下入和起出膨胀管柱4，其中在每次下入膨胀管柱4时，利用膨胀管柱4上的膨胀管42封堵每个第一射孔压裂段1；待多个第一射孔压裂段1被封堵后，多次下入和起出桥塞射孔联作管柱5，以对新有层段进行多次射孔、压裂作业，其中在每次下入桥塞射孔联作管柱5时，利用桥塞射孔联作管柱5上的桥塞53座封在一个膨胀管42中，利用射孔枪52在新油层段进行射孔作业，在每次起出桥塞射孔联作管柱5后，向套管2内注入压裂液，进行压裂作业，以形成第二射孔压裂段6。由于该方法是向套管2内注入压裂液，实现的是套管2压裂，而套管2的管径要远大于油管的管径，使得压裂液的下入摩阻降低，压裂排量增大，无需地面设备提供高泵压就可以进行压裂作业，有效保障了施工的安全性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于老井的重复压裂方法，老井具有多个第一射孔压裂段，其特征在于，所述方法包括：

下入通井管柱，使所述通井管柱的通井规经过每个所述第一射孔压裂段，并在确保每个所述第一射孔压裂段无卡阻后，起出所述通井管柱；

多次下入和起出膨胀管柱，以封堵每个所述第一射孔压裂段，其中，每次下入和起出所述膨胀管柱包括：将所述膨胀管柱的膨胀管下入到一个所述第一射孔压裂段处；在所述膨胀管位于所述第一射孔压裂段处后，开启地面液压泵，向所述膨胀管柱内注入高压液体；待所述膨胀管悬挂密封在套管上后，关闭所述地面液压泵，起出所述膨胀管柱；

多次下入和起出桥塞射孔联作管柱，以对新油层段进行多次射孔、压裂作业，其中，每次下入和起出所述桥塞射孔联作管柱包括：将所述桥塞射孔联作管柱的桥塞下入到一个所述膨胀管中；开启所述地面液压泵，向所述桥塞射孔联作管柱内注入高压液体；待所述桥塞座封在所述膨胀管中并与射孔枪分离后，上提所述桥塞射孔联作管柱；待所述射孔枪位于新油层段时，进行射孔作业；待所述射孔作业结束后，关闭所述地面液压泵，并起出所述桥塞射孔联作管柱；再次开启所述地面液压泵，向所述套管内注入压裂液，进行压裂作业，以形成第二射孔压裂段；待所述第二射孔压裂段形成后，关闭所述地面液压泵。

2.根据权利要求1所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述通井管柱包括自上而下依次连接的第一油管和通井规，其中，

所述通井规至少下入到与井口距离最远的所述第一射孔压裂段的深度以下的3～5m处。

3.根据权利要求1所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述膨胀管柱包括自上而下依次连接的第二油管、膨胀管和膨胀装置；

当所述高压液体作用在所述膨胀装置上时，所述膨胀装置扩张所述膨胀管，使所述膨胀管产生径向膨胀变形。

4.根据权利要求3所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述膨胀管包括管体、第一密封件和第二密封件；

所述第一密封件和所述第二密封件分别设置在所述管体的两端，并适于与所述套管配合。

5.根据权利要求4所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述第一密封件和所述第二密封件为橡胶圈或铜环。

6.根据权利要求4所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述管体的长度大于任意一段所述第一射孔压裂段的长度。

7.根据权利要求1所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述每次下入和起出所述膨胀管柱还包括：

将所述膨胀管柱的膨胀管下入到一个所述第一射孔压裂段处的同时，记录所述膨胀管柱的第一悬重；

向所述膨胀管柱内注入高压液体的同时所述膨胀管柱的悬重增加，当所述膨胀管柱的悬重恢复到所述第一悬重时，确定所述膨胀管悬挂密封在所述套管上。

8.根据权利要求1所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述桥塞射孔联作管柱包括自上而下依次连接的第三油管、射孔枪和桥塞；

所述射孔枪与所述桥塞通过销钉相连；

当所述高压液体作用在所述桥塞上时，所述桥塞膨胀，所述销钉被剪断，所述桥塞座封在所述膨胀管中，所述射孔枪与所述桥塞分离。

9.根据权利要求1所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述每次下入和起出所述桥塞射孔联作管柱还包括：

所述待所述桥塞座封在所述膨胀管中并与射孔枪分离后，所述上提所述桥塞射孔联作管柱之前，开启所述地面液压泵打压至设计值，对所述桥塞的座封进行验证；

待所述桥塞确定座封后，关闭所述地面液压泵。

10.根据权利要求9所述的用于老井的重复压裂方法，其特征在于，所述对所述桥塞的座封进行验证具体包括：

判断井口压降是否在预设时间内不超过预设值；

如果所述井口压降在预设时间内不超过预设值，则确定所述桥塞座封。

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