CN113153253A - 水平井复合压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井复合压裂方法，竖井设置在水平井的一端，并与水平井连通，包括：将水平井分成两组，距离竖井中心的长度d≦1000m的为第一水平井，距离竖井中心的长度d＞1000m的为第二水平井；对第二水平井内的压裂段进行压裂作业：先通过液压系统控制打开距离竖井最远的趾端滑套并对该趾端滑套对应地压裂段进行压裂，然后按照与竖井的距离由大到小的顺序、通过投从小到大的压裂球将投球滑套组件依次打开，以对投球滑套组件相对应的压裂段进行压裂作业，直至第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕；本发明的水平井复合压裂方法解决了现有技术中对长度较长的水平井压裂作业困难的问题。

Description

水平井复合压裂方法

技术领域

本发明涉及采油技术领域，具体而言，涉及一种水平井复合压裂方法。

背景技术

随着钻井技术的进步，目前油气田水平井水平段长度不断增大，采用目前常规桥塞射孔联作工艺进行分段压裂改造时，首段需进行连续油管传输射孔，设备费用高、施工周期长。同时，后期桥塞钻磨时在长水平段由于连续油管压重不足和钻屑堆积等原因存在钻磨效率低、卡钻风险大等问题。采用连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂改造时，在水平段长、井斜大、井眼轨迹复杂时连续油管难以顺利下入至井底，作业时间长，且由于连续油管压重不足存在封隔器坐封困难等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水平井复合压裂方法，以解决现有技术中对长度较长的水平井压裂作业困难的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水平井复合压裂方法，竖井设置在水平井的一端，并与水平井连通，包括：S1：将水平井分成两组，距离竖井中心的长度d≦1000m的为第一水平井，距离竖井中心的长度d＞1000m的为第二水平井；S2：对水平井进行电测作业，根据电测作业的结果对水平井的各个位置处进行评估，并根据评估结果将水平井分为需要进行压裂作业的压裂段和不进行压裂的非压裂段，评估依据水平井的各个位置处的含油量进行评估；S3：将油层套管放入水平井内；S4：在第二水平井远离竖井的一端的油层套管内设置趾端滑套，并在趾端滑套与第一水平井之间的第二水平井的压裂段内设置投球滑套组件；S5：对水平井进行固井施工；S6：对第二水平井内的压裂段进行压裂作业：先通过液压系统控制打开距离竖井最远的趾端滑套并对该趾端滑套对应地压裂段进行压裂，然后按照与竖井的距离由大到小的顺序、通过投从小到大的压裂球将投球滑套组件依次打开，以对投球滑套组件相对应的压裂段进行压裂作业，直至第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕；S7：对第一水平井内的压裂段进行压裂作业：采用桥塞射孔联作方法进行压裂作业或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂作业。

进一步地，投球滑套组件包括投球固定固井滑套和投球簇式固井滑套，水平井复合压裂方法还包括：S42：对第二水平井内的压裂段分簇，每一簇压裂段内设有一个投球固定固井滑套和多个投球簇式固井滑套，以在压裂球经过投球簇式固井滑套时将相应的投球簇式固井滑套打开，并在压裂球经过投球固定固井滑套时将投球固定固井滑套打开，其中，投球固定固井滑套用于止挡压裂球继续移动直至该压裂段内压裂作业完成。

进一步地，按照与竖井的距离由大到小的顺序将投球滑套组件和油层套管进行连接。

进一步地，水平井复合压裂方法还包括：S43：对压裂段分簇，并根据分簇数量信息确定投球簇式固井滑套的数量。

进一步地，水平井复合压裂方法还包括：S431：根据第二水平井内各个压裂段的长度以及每一簇的长度信息确定相应的各个油层套管的长度。

进一步地，固井施工包括：S51：向油层套管和水平井的内壁之间注入泥浆，并投入固井胶塞。

进一步地，压裂作业还包括：S52：待油层套管和水平井之间的泥浆候凝结束后，通过压裂车向水平井内泵注，以增加水平井的压力，并在水平井内的压力达到预设值后，打开距离竖井最远的趾端滑套并对该趾端滑套对应地压裂段进行压裂。

应用本发明的技术方案的水平井压裂方法主要应用于较长的水平井的压裂，现有技术中的桥塞射孔联作方法进行压裂作业或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂作业不方便对长度较长的水平井进行压裂，本发明采用将较长的水平井分为两段，分别采用两种方法进行施工，从而达到提高全井作业效率，降低连续油管设备占用时间，并可以保证井筒较大通径，利于后期修井作业，具体的，本发明的水平井复合压裂方法对靠近竖井的一端采用桥塞射孔连坐方法进行施工，对于第二水平井则采用分段分簇的压裂施工作业，先打开距离竖井最远的一个投球滑套组件并对该投球滑套组件对应地压裂段进行压裂，然后按照与竖井的距离由大到小的顺序将投球滑套组件依次打开，以对投球滑套组件相对应的压裂段进行压裂作业，直至第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的竖井和水平井的实施例的内部结构示意图；

图2示出了本发明的第一水平井采用桥塞射孔联作方法的实施例的施工示意图；

图3示出了本发明的第一水平井采用连续油管拖动喷射压裂工艺的实施例的施工示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

20、竖井；30、油层套管；40、投球滑套组件；50、趾端滑套；70、压裂球；80、射孔枪；90、桥塞；100、连续油管；101、喷射压裂工具。

具体实施方式

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的一种水平井复合压裂方法，请参考图1至图3，竖井20设置在水平井的一端，并与水平井连通，包括：S1：将水平井分成两组，距离竖井20中心的长度d≦1000m的为第一水平井，距离竖井20中心的长度d＞1000m的为第二水平井；S2：对水平井进行电测作业，根据电测作业的结果对水平井的各个位置处进行评估，并根据评估结果将水平井分为需要进行压裂作业的压裂段和不进行压裂的非压裂段，评估依据水平井的各个位置处的含油量进行评估；S3：将油层套管30放入水平井内；S4：在第二水平井远离竖井20的一端的油层套管30内设置趾端滑套50，并在趾端滑套50与第一水平井之间的第二水平井的压裂段内设置投球滑套组件40；S5：对水平井进行固井施工；S6：对第二水平井内的压裂段进行压裂作业：先通过液压系统控制打开距离竖井20最远的趾端滑套50并对该趾端滑套50对应地压裂段进行压裂，然后按照与竖井20的距离由大到小的顺序、通过投从小到大的压裂球将投球滑套组件40依次打开，以对投球滑套组件40相对应的压裂段进行压裂作业，直至第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕；S7：对第一水平井内的压裂段进行压裂作业：采用桥塞射孔联作方法进行压裂作业或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂作业。

本发明的水平井压裂方法主要应用于较长的水平井的压裂，现有技术中的桥塞射孔联作方法进行压裂作业或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂作业不方便对长度较长的水平井进行压裂，本发明采用将较长的水平井分为两段，分别采用两种方法进行施工，从而达到提高全井作业效率，降低连续油管设备占用时间，并可以保证井筒较大通径，利于后期修井作业，具体的，本发明的水平井复合压裂方法对靠近竖井20的一端采用桥塞射孔连坐方法进行施工，对于第二水平井则采用分段分簇的压裂施工作业，先打开距离竖井20最远的一个投球滑套组件40并对该投球滑套组件40对应地压裂段进行压裂，然后按照与竖井20的距离由大到小的顺序将投球滑套组件40依次打开，以对投球滑套组件40相对应的压裂段进行压裂作业，直至第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕。

本实施例中的电测作业用于检测水平井经过的区域内的含油量和地质构造，以通过判断施工压裂的难易程度，将水平井的各个位置划分为可压裂的压裂段和不可压裂的非压裂段，从而便于后续投球滑套组件40和开关阀的投放设置。

投球滑套组件包括投球固定固井滑套和投球簇式固井滑套，水平井复合压裂方法还包括：S42：对第二水平井内的压裂段分簇，每一簇压裂段内设有一个投球固定固井滑套和多个投球簇式固井滑套，以在压裂球经过投球簇式固井滑套时将相应的投球簇式固井滑套打开，并在压裂球经过投球固定固井滑套时将投球固定固井滑套打开，其中，投球固定固井滑套用于止挡压裂球继续移动直至该压裂段内压裂作业完成。

本实施例中投球滑套组件分为两种滑套，一种是固定固井滑套，另一种是投球簇式固井滑套，每一簇压裂段内设置多个投球簇式固井滑套，多个投球簇式固井滑套间隔地设置在相应压裂段靠近第一水平井的位置，固定固井滑套设置在相应压裂段的远离第一水平井的一端，压裂球经过各个投球簇式固井滑套，并打开各个投球簇式固井滑套，直至移动至固定固井滑套，压裂球会卡在固定固井滑套内并在该压裂段压裂作业完毕后溶解以打通该固定固井滑套。

优选地，本实施例中在各个投球簇式固井滑套以及固定固井滑套外侧还设有压裂盘，压裂盘用于密封压裂孔，在压裂作业时，压裂段内的压力升高到一定值后，将压裂盘冲开，从而使水平井内的液体通过压裂孔向周围进行扩散，进行压裂。

水平井复合压裂方法还包括：S43：对压裂段分簇，并根据分簇数量和每一簇的长度信息确定投球滑套组件40的数量和规格。

水平井复合压裂方法还包括：S431：根据第二水平井内各个压裂段的长度以及每一簇的长度信息确定相应的各个油层套管30的长度。

固井施工包括：S51：向油层套管30和水平井的内壁之间注入泥浆，并投入固井胶塞。

固井施工还包括：S52：待油层套管30和水平井之间的泥浆候凝结束后，通过压裂车向水平井内泵注，以增加水平井的压力，并在水平井内的压力达到预设值后，打开距离竖井20最远的一个投球滑套组件40并对该投球滑套组件40对应地压裂段进行压裂。

如图2所示，本发明的一种实施例，第一水平井采用桥塞射孔联作方法进行压裂作业，图中为桥塞90的位置，以及电缆与射孔枪80的连接位置。

如图3所示，本发明的另一种实施例，本发明的第一水平井采用连续油管拖动喷射压裂工艺进行压裂作业，图中示出了连续油管100以及喷射压裂工具101的位置以及压裂球的位置。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供了一种深井长水平段复合压裂方法，解决长水平段的水平井连续油管下入困难、首段射孔、钻磨桥塞风险大、费用高等问题，同时提高作业效率，降低连续油管设备占用时间。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：采用投球滑套组件与油层套管复合完井，距离竖井的中心处＞1000m的水平井部分采用液压与投球方式依次开启各级滑套进行分段压裂，距离竖井的中心处≤1000m的水平井部分根据要求采用桥塞射孔联作或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂。具体操作包括以下步骤：

(a)在进行裸眼完钻后进行电测作业，根据测井结果确定距离竖井的中心处＞1000m的水平井部分分段分簇改造数量及位置；

(b)根据分段分簇数据确定投球式固井滑套规格、数量及各滑套间油层套管长度，其中一级内可设置多簇滑套，通过一个压裂球70同时开启进行多簇改造，压裂球采用可溶材质；

(c)按顺序连接固井趾端阀、各级各簇投球固井滑套及满足间距长度要求的油层套管下入井中设计改造位置，循环泥浆，投入特种多翼胶塞进行充分刮削固井；

(d)待泥浆候凝结束后采用压裂车组泵注，提高井筒压力至设置值后开启固井趾端滑套进行第一段压裂作业；

(e)自小而大依次投球开启上部各级各簇固井滑套进行分段压裂作业；

(f)距离竖井的中心处≤1000m的水平井部分泵送下入桥塞射孔管柱或通过连续油管下入拖动喷射压裂工具101进行分段压裂改造。

与现有技术相比，本发明的技术方案带来的有益效果是：

(1)第一级采用固井趾端滑套，液压开启即可进行压裂作业，相比连续油管传输射孔可缩短时间，降低作业费用。

(2)距离竖井的中心处＞1000米的水平井部分通过依次投球开启各级各簇固井投球滑套组件进行分段压裂改造，距离竖井的中心处≤1000m的水平井部分根据采用桥塞射孔联作或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂改造，相比全井采用后两种工艺，距离竖井的中心处＞1000米的水平井部分施工效率可提高40％至60％，作业成本可降低20％至30％，同时降低了连续油管设备占用时间与长水平段桥塞钻磨作业风险；相比全井采用投球式固井滑套分压工艺，固井滑套数量少，井筒通径相对较大，利于后期修井作业。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种水平井复合压裂方法，竖井(20)设置在水平井的一端，并与所述水平井连通，其特征在于，包括：

S1：将水平井分成两组，距离所述竖井(20)中心的长度d≦1000m的为第一水平井，距离所述竖井(20)中心的长度d＞1000m的为第二水平井；

S2：对所述水平井进行电测作业，根据所述电测作业的结果对所述水平井的各个位置处进行评估，并根据评估结果将所述水平井分为需要进行压裂作业的压裂段和不进行压裂的非压裂段，所述评估依据所述水平井的各个位置处的含油量进行评估；

S3：将油层套管(30)放入所述水平井内；

S4：在所述第二水平井远离所述竖井(20)的一端的所述油层套管(30)内设置趾端滑套(50)，并在所述趾端滑套(50)与所述第一水平井之间的所述第二水平井的压裂段内设置投球滑套组件(40)；

S5：对所述水平井进行固井施工；

S6：对所述第二水平井内的压裂段进行压裂作业：先通过液压系统控制打开距离所述竖井(20)最远的趾端滑套(50)并对该趾端滑套(50)对应地所述压裂段进行压裂，然后按照与所述竖井(20)的距离由大到小的顺序、通过投从小到大的压裂球将所述投球滑套组件(40)依次打开，以对所述投球滑套组件(40)相对应的压裂段进行压裂作业，直至所述第二水平井内的全部压裂段压裂作业完毕；

S7：对所述第一水平井内的压裂段进行压裂作业：采用桥塞射孔联作方法进行压裂作业或连续油管拖动喷射压裂工艺进行分段压裂作业。

2.根据权利要求1所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，所述投球滑套组件(40)包括投球固定固井滑套和投球簇式固井滑套，所述水平井复合压裂方法还包括：

S42：对第二水平井内的压裂段分簇，每一簇所述压裂段内设有一个所述投球固定固井滑套和多个投球簇式固井滑套，以在所述压裂球经过所述投球簇式固井滑套时将相应的所述投球簇式固井滑套打开，并在所述压裂球经过所述投球固定固井滑套时将所述投球固定固井滑套打开，其中，所述投球固定固井滑套用于止挡所述压裂球继续移动直至该所述压裂段内压裂作业完成。

3.根据权利要求2所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，按照与所述竖井(20)的距离由大到小的顺序将所述投球滑套组件(40)和所述油层套管(30)进行连接。

4.根据权利要求3所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，所述水平井复合压裂方法还包括：

S43：对所述压裂段分簇，并根据分簇数量信息确定所述投球簇式固井滑套的数量。

5.根据权利要求4所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，所述水平井复合压裂方法还包括：

S431：根据所述第二水平井内各个所述压裂段的长度以及每一簇的长度信息确定相应的各个所述油层套管(30)的长度。

6.根据权利要求1所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，所述固井施工包括：

S51：向所述油层套管(30)和所述水平井的内壁之间注入泥浆，并投入固井胶塞。

7.根据权利要求6所述的水平井复合压裂方法，其特征在于，所述压裂作业还包括：

S52：待所述油层套管(30)和所述水平井之间的泥浆候凝结束后，通过压裂车向所述水平井内泵注，以增加所述水平井的压力，并在所述水平井内的压力达到预设值后，打开距离所述竖井(20)最远的所述趾端滑套并对该所述趾端滑套对应地所述压裂段进行压裂。

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