CN114542011A - 一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座及其使用方法，酸化球座包括球座本体、酸化通道、接球轴芯，其中，球座本体设置在封隔器底部，内部设置有连通封隔器中心管的主通道，主通道中设有缩径部分，接球轴芯呈漏斗状，贴合缩径部分设置在主通道中，可在球座本体中沿主通道同轴上下移动，酸化通道设置在球座本体内壁上，连通主通道和井筒环空，并被球座本体活动遮挡；球座在使用时，安装在K344封隔器底部，并与其一并下入压裂井中，未酸压时允许封隔器进行泥浆反替，压裂作业时投入坐封球加压，使得酸化通道开启并顺利进行酸压，保证了酸化施工的顺利进行。
Description
技术领域
本发明属于石油工程技术领域，具体而言，是一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座及其使用方法。
背景技术
近年来，超深碳酸盐岩勘探开发比重逐年提高，由于超深碳酸盐岩具有埋藏深，低孔低渗的储层特征，加之钻井过程中钻井液及堵漏泥浆影响，超深碳酸盐岩破裂压力非常高，破裂压力170-180MPa以上，给储层改造成功率带来了极大挑战。针对超深碳酸盐岩储层改造模式一般分为射孔-酸化-测试三联作和酸化-测试两联作工艺，采用三联作工艺，由于射孔枪在小井眼里瞬时产生爆炸力，对封隔器以及胶皮筒会造成一定损伤，容易出现封隔器窜漏、掉枪等复杂情况，因此采用酸化-测试两联作工艺逐渐成为超深碳酸盐岩趋势。为了降低破裂压力，采用K344封隔器酸化-测试联作工艺，可以将酸液直接替至产层，通过酸液对储层岩石浸泡，对射孔壁附着泥浆滤饼、压井液固相颗粒、岩石骨架以及胶结物颗粒等发生化学反应，改变岩石力学参数，降低破裂压力。但是目前K344封隔器在酸化施工中，地层吸酸排量较低，常常出现解封的问题，并且极难实现二次坐封，导致环空压力快速上涨，酸化施工不能正常进行。
发明内容
根据现有技术中的不足之处，本发明提出一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座及其使用方法，既能实现正反循环功能，又可实现低排量下封隔器正常坐封。
本发明公开了一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，包括球座本体、酸化通道、接球轴芯，其中，球座本体设置在封隔器底部，内部设置有连通封隔器中心管的主通道，主通道中至少有部分竖直内壁段的直径小于其上方的竖直内壁段的直径；接球轴芯呈漏斗状，活动设置在球座本体中，可在球座本体中沿主通道同轴上下移动，接球轴芯直径最大部分紧贴主通道中较大直径的内壁段，其直径最小部分紧贴主通道中较小直径的内壁段；酸化通道设置在球座本体内壁上，连通主通道和井筒环空，当接球轴芯位于主通道中最高处时，酸化通道被接球轴芯完全遮挡，当接球轴芯位于主通道中最低处时，酸化通道处于无遮挡状态。
本发明的一种实施方式在于，所述主通道内部的变径处竖直设置有两组以上的支撑槽，支撑槽内部由下到上依次活动设置有支撑弹簧和支撑杆，支撑弹簧分别连接支撑槽底部和支撑杆，支撑杆远离支撑弹簧的一端固定连接在支撑槽上。
进一步的，所述支撑弹簧为压簧。
本发明的一种实施方式在于，所述接球轴芯与球座本体之间设置有密封垫圈，接球轴芯在主通道中任意移动时，密封垫圈均分别与接球轴芯不同直径的部分外壁保持接触。
本发明还提出了上述适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座的使用方法，包括以下步骤：
S1)采用酸化-测试两联作工艺，射孔后起出射孔枪，下入带K344封隔器和所述酸化球座的完井酸化管柱；
S2)采用排量1.0～2.0m3/min清水反替出井筒内泥浆进行洗井，反替1.5个井筒容积，解除井筒内泥浆沉淀；
S3)采用加重酸正替清水至K344封隔器以下50m；
S4)投球坐封K344封隔器，静置30min，加重酸与岩石产生化学反应，降低射孔附近岩石力学参数，从而降低破裂压力，并使得坐封球尽量接近球座，减少送球液量，保证封隔器坐封效果；
S5)以0.6～1.0m3/min的排量试挤加重酸，若在试挤过程中压力明显下降，逐步提高排量；若没有明显下降，把加重酸全部挤入地层后再加大排量，低排量下K344封隔器保持坐封状态，可保证环空内压力处于安全状态，保护封隔器以上套管；
S6)进行自生酸前置液酸压；
S7)酸化施工结束后，可溶球溶解或者降低环空压力，弹簧恢复，芯轴向上移动，关闭酸化通道，胶皮筒收缩，K344封隔器解封。
本发明所具有的技术效果是：
(1)可实现正反向替液，为减少射孔段泥浆沉淀，酸液直接浸泡储层，降低破裂压力。
(2)低排量下封隔器仍然可以坐封，同时提高封隔器工作稳定性，避免套管压力快速上涨，保护上部套管。
(3)施工结束后，封隔器可快速解封，快速提出井内酸化管柱，加快下步投产进度以及打捞钻磨带来的经济损失。
(4)对于产量较低的井，可实现快速气举，无需油管穿孔作业，减少工程费用及周期。
附图说明
图1为酸化球座与封隔器整体安装结构示意图；
图2为酸化球座内部剖视图；
图3为酸化球座投球后受压开启酸化通道时的示意图；
图4为酸化球座使用方法的具体流程图；
图中：1-球座本体、2-主通道、3-酸化通道、4-接球轴芯、5-支撑杆、6-支撑槽、7-支撑弹簧、8-坐封球、9-K344封隔器、10-密封垫圈。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和技术优点更加清楚，下面将结合本发明处理油田含油污水的实际应用过程，对本发明的实施过程中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例：
一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，球座本体1设置在K344封隔器9底部，内部设置有连通封隔器中心管的主通道2，主通道2中至少有部分竖直内壁段的直径小于其上方的竖直内壁段的直径，从而在主通道2形成缩径结构。
接球轴芯4呈漏斗状，活动设置在球座本体1中，可在球座本体1中沿主通道2同轴上下移动，接球轴芯4直径最大部分紧贴主通道中较大直径的内壁段，其直径最小部分紧贴主通道中较小直径的内壁段，当投入坐封球时，球体将落入接球轴芯4中，形成暂时封堵。
酸化通道3设置在球座本体1内壁上，连通主通道1和井筒环空，当接球轴芯4位于主通道2中最高处时，酸化通道3被接球轴芯4完全遮挡，当接球轴芯4位于主通道2中最低处时，酸化通道3处于无遮挡状态，通常状态直至洗井过程中，主通道2均保持通畅状态，而球座侧面的酸化通道3则保持关闭，保证了循环效果；后续酸压过程中投入坐封球8之后，挤入加重酸，使得坐封球8挤压接球轴芯4下行，从而打开酸化通道3，使得加重酸从酸化通道中涌出，直接与附近的地层岩石反应，有效降低射孔附近岩石力学参数，从而降低破裂压力，并使得坐封球尽量接近球座，减少送球液量，保证封隔器坐封效果。
主通道2内部的变径处竖直设置有两组以上的支撑槽6，支撑槽6内部由下到上依次活动设置有支撑弹簧7和支撑杆5，支撑弹簧7分别连接支撑槽6底部和支撑杆5，支撑杆5远离支撑弹簧7的一端固定连接在支撑槽6上，接球轴芯4受坐封球8和酸液挤压后下行，此时，对接球轴芯4其到支撑作用的支撑杆5可在支撑槽6内部往复运动，即支撑杆5受压时同时向下运动，从而允许接球轴芯4整体下行，当坐封球8溶解或停止加压时，支撑杆5受支撑弹簧7的复位作用，推动接球轴芯4整体复位。
支撑弹簧7为压簧，以此对接球轴芯4产生复位推力。
接球轴芯4与球座本体1之间设置有密封垫圈10，接球轴芯4在主通道2中任意移动时，密封垫圈10均分别与接球轴芯4不同直径的部分外壁保持接触，以此保持球座本体1的密封效果。
本实施例中酸化球座的使用方法为：
以B气田A井改造为实施对象，A井斜深7760.77m，属于超深碳酸盐岩气藏风险探井，井型直井，射孔完井，射孔厚度17.0m。
S1：采用酸化-测试两联作工艺，射孔后起出射孔枪，下入带K344+坐封球座的完井封隔器酸化管柱，安装好采气树。
S2：采用清水反替处井筒内泥浆，反替1.5个井筒容积，用排量1.0～2.0m3/min洗井，解除井筒内泥浆沉淀。此时，酸化通道处于关闭位置，反向替液通过球座内通道实现；
S3：采用加重酸正替清水至K344封隔器以下50m。此时，酸化通道处于关闭位置，正向替液通过球座内通道实现。
S4：投入空心钢球或者可溶球坐封K344封隔器，静置30min，在低排量0～0.5m3/min下送球，保证K344封隔器坐封。此时，酸化通道开启，确保第五步的酸液通过酸化通道进入储层，加重酸与岩石产生化学反应，降低射孔附近岩石力学参数，从而降低破裂压力。
S5：低排量试挤加重酸，排量0.6～1.0m3/min,若在试挤过程中压力明显下降，逐步提高排量；若没有明显下降，把加重酸全部挤入地层后再加大排量。
S6：采用自生酸前置液酸压工艺，降低酸岩反应速率和后续酸液滤失、提高酸液有效作用距离。
S7：酸化施工结束后，可溶球溶解或者降低环空压力，弹簧恢复，芯轴向上移动，关闭酸化通道，胶皮筒收缩，K344封隔器解封。
本发明中的酸化球座和K344封隔器在配套使用的情况下，正反循环可以实现清水替井筒泥浆以及将酸液替至封隔器以下50m，避免泥浆沉淀，降低射孔附近岩石力学参数，从而降低破裂压力，低排量下K344封隔器正常坐封，可保证环空内压力处于安全状态，保护封隔器以上套管，配合超深碳酸盐岩酸压方法，大大提高超深碳酸盐岩酸压改造成功率。测试结束后，K344封隔器容易解封操作，根据气井产量便于后期水泥封堵或者下合金油管生产管柱，避免后期起下管柱、连续油管替酸、油管穿孔等复杂情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，其特征在于，包括球座本体(1)、酸化通道(3)、接球轴芯(4)，其中，
球座本体(1)设置在K344封隔器(9)底部，内部设置有连通封隔器中心管的主通道(2)，主通道(2)中至少有部分竖直内壁段的直径小于其上方的竖直内壁段的直径；
接球轴芯(4)呈漏斗状，活动设置在球座本体(1)中，可在球座本体(1)中沿主通道(2)同轴上下移动，接球轴芯(4)直径最大部分紧贴主通道中较大直径的内壁段，其直径最小部分紧贴主通道中较小直径的内壁段；
酸化通道(3)设置在球座本体(1)内壁上，连通主通道(1)和井筒环空，当接球轴芯(4)位于主通道(2)中最高处时，酸化通道(3)被接球轴芯(4)完全遮挡，当接球轴芯(4)位于主通道(2)中最低处时，酸化通道(3)处于无遮挡状态。
2.根据权利要求1所述的一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，其特征在于：所述主通道(2)内部的变径处竖直设置有两组以上的支撑槽(6)，支撑槽(6)内部由下到上依次活动设置有支撑弹簧(7)和支撑杆(5)，支撑弹簧(7)分别连接支撑槽(6)底部和支撑杆(5)，支撑杆(5)远离支撑弹簧(7)的一端固定连接在支撑槽(6)上。
3.根据权利要求2所述的一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，其特征在于：所述支撑弹簧(7)为压簧。
4.根据权利要求1所述的一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座，其特征在于：所述接球轴芯(4)与球座本体(1)之间设置有密封垫圈(10)，接球轴芯(4)在主通道(2)中任意移动时，密封垫圈(10)均分别与接球轴芯(4)不同直径的部分外壁保持接触。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种适合超深碳酸盐岩气藏酸化球座的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)采用酸化-测试两联作工艺，射孔后起出射孔枪，下入带K344封隔器和所述酸化球座的完井酸化管柱；
S2)采用排量1.0～2.0m3/min清水反替出井筒内泥浆进行洗井，反替1.5个井筒容积，解除井筒内泥浆沉淀；
S3)采用加重酸正替清水至K344封隔器以下50m；
S4)投球坐封K344封隔器，静置30min，加重酸与岩石产生化学反应，降低射孔附近岩石力学参数，从而降低破裂压力，并使得坐封球尽量接近球座，减少送球液量，保证封隔器坐封效果；
S5)以0.6～1.0m3/min的排量试挤加重酸，若在试挤过程中压力明显下降，逐步提高排量；若没有明显下降，把加重酸全部挤入地层后再加大排量，低排量下K344封隔器保持坐封状态，可保证环空内压力处于安全状态，保护封隔器以上套管；
S6)进行自生酸前置液酸压；
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