CN116677360A - 一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，将每段48射孔压裂段分解为3‑6节压裂小段，在每一节压裂小段压裂前，进行泵送可溶暂堵锥封堵该压裂小段处射孔孔眼或缝洞，可溶暂堵锥两端设置为双头锥，可溶暂堵锥横向截面形状均设置为圆形，所述可溶暂堵锥包括内部的可溶金属锥和硫化包裹在可溶金属锥表面的可溶橡胶层，其硫化的可溶橡胶层厚度可在4‑10mm；本发明通过设置有可溶暂堵锥，利用双头锥形设计，使其极易进入孔眼，而且可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞，具有优越的抗压强度和抗磨能力，特别是对套管损坏、缩径、套漏导致了压裂困难井，暂堵压裂效果好，施工时间短，而且能够降低成本。

Description

一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法

技术领域

本发明属于从井中开采油、气、水、可溶解或可熔化物质或矿物泥浆的方法或设备的技术领域，具体地涉及一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法。

背景技术

水平井分段压裂工艺是一种常用的油气田增产措施，尤其适用于气藏及裂缝性油藏的开发；目前应用于套管内的分段压裂工艺主要有桥塞射孔分段压裂工艺和水力喷射分段压裂工艺；其中桥塞射孔分段压裂工艺是多次下入桥塞封隔井筒、射孔、压裂，该工艺需要多趟管柱完成，施工不连续，作业周期长；而另一种水力喷射分段压裂工艺通过提前下入滑套式水力喷射工具，逐级打开相应段滑套，完成该级改造后，投球封堵该级通道并打开下一级滑套进行改造作业，不断重复直至完成整个水平井的分段改造；现有桥塞作为分段工具进行页岩气开采，随着井深的增加，桥塞起下时间长，异常率高，增加作业周期；特别是在发生套管变形后，桥塞无法下入，容易造成丢段，目前市场上暂堵压裂储层时常采用暂堵球和暂堵剂，其中暂堵球和暂堵剂密度的1.2-1.5g/cm³，比重大；上部暂堵效果差；暂堵剂易产生堆积，对上部孔眼暂堵效果差；暂堵球在停止施加压力后，易脱落，无法保持稳定密封。

本申请人在2021年8月份申请了一件利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其利用采用可溶暂堵锥绳结式结构，由其两端翅膀进入压裂孔眼，利用可溶暂堵锥的密度轻、完全降解无污染、承压能力大，耐高温，力学性能好的特性，在压实暂堵后压裂孔眼不会掉落，孔眼密封效果好，成本低，投入后不受井筒内通径限制，便于达到分层的目的，这种可溶暂堵锥成本高，单价单颗高达几十上百元，特别是套管底层孔眼，由于堵锥绳重量轻，导致进入套管底层压裂孔眼难度大，尤其是在压裂孔眼出现大小不一时，其密封效率难以保证，施工时间长，成本高。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，该利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法通过设置有可溶暂堵锥，利用双头锥形设计，使其极易进入孔眼，进入射孔孔眼后将很难从射孔孔眼处离开，而且可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞，具有优越的抗压强度和抗磨能力，特别是对套管损坏、缩径、套漏导致了压裂困难井，暂堵压裂效果好，施工时间短，而且能够降低成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，在压裂储层或压裂段主缝沟通至临井的缝网之前、在可溶暂堵绳长时间无法封堵压裂孔或者套管变形无法下入正常桥塞时，将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段，在每一节压裂小段压裂前，进行泵送可溶暂堵锥封堵该压裂小段处射孔孔眼或缝洞，可溶暂堵锥两端设置为双头锥，可溶暂堵锥横向截面形状均设置为圆形，所述可溶暂堵锥包括内部的可溶金属锥和硫化包裹在可溶金属锥表面的可溶橡胶层，其硫化的可溶橡胶层厚度可在4-10mm。

进一步，所述可溶暂堵锥两侧对称设置且均形成锥度，可溶暂堵锥两端顶部均设置为半球体，所述可溶暂堵锥中部设置为球体，所述半球体和球体之间设置有锥体，所述半球体、锥体和球体设置为一体成型体。

进一步，所述可溶暂堵锥顶部半球体半径设置为3-4mm,所述可溶暂堵锥中部球体半径设置为6-18mm。

进一步，在压裂小段压裂射孔孔眼或缝洞之前，利用可溶暂堵锥堵塞开裂的射孔孔眼或缝洞，同时将压裂液和支撑剂转移到未压开的射孔孔眼或缝洞处。

进一步，在可溶暂堵绳长时间无法封堵压裂孔，套管管体出现裂缝，可溶暂堵绳无法封堵进行转向压裂，通过采用补贴管技术，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂。

进一步，在套管变形无法下入正常桥塞时，通过下入大套管内径配套小尺寸可溶可钻桥塞，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂。

进一步，所述可溶暂堵锥在压裂工艺中，其承受不少于35MPa的工作压差。

进一步，其具体步骤为：

1)对施工井段内压裂储层或压裂段根据设计进行一定压裂孔数量进行压裂，然后中途停泵；

2)中途停泵后，地面采用专用的工具或特定的位置投入可溶暂堵锥暂堵作为压裂储层或压裂段内转向工具，继续开泵进行压裂，按原设计进行预定的压裂储层或压裂段内压裂孔剩余量进行分节压裂，然后进行转向压裂未压开地层，完成压裂储层或压裂段内整体压裂。

进一步，在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，可溶暂堵锥泵送排量：1.0～4.0m³/min，泵送到位后，按正常压裂方式进行。

进一步，在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，同时根据压力变化进行实时调整可溶暂堵锥投入数量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法通过设置有可溶暂堵锥，利用双头锥形设计，使其极易进入孔眼，而且可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞，具有优越的抗压强度和抗磨能力，特别是对套管损坏、缩径、套漏导致了压裂困难井，暂堵压裂效果好，施工时间短，而且能够降低成本；

2.本发明利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法中可溶暂堵锥与暂堵球和暂堵剂想比较，其溶解效率更高，其适用范围更广

低温系列：40～80℃开始溶解；12～36h可溶解；

中温系列：80～120℃开始溶解；8～36h可溶解；

高温系列：120～150℃开始溶解；12～24h可溶解；

超高温系列：150～180℃开始溶解；8～24h可溶解。

3.本发明利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法中可溶暂堵锥使用有效堵塞优先开裂的射孔孔眼或缝洞，将压裂液和支撑剂转移到未压开的射孔孔眼或缝洞，从而缩短了主裂缝的长度，并阻止了与临井压窜的可能性，全可溶暂堵锥的使用，可以使施工者将每个段(级)分解为多个小级，并在该段主缝沟通至临井的缝网之前封闭这部分射孔孔眼。

4.本发明利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法中具有以下优势：

1)双头锥形设计，使其极易进入孔眼；

2)全可溶暂堵锥由特殊的工艺将可溶金属锥经硫化覆盖可溶橡胶而成。

3)独特的双头外观及结构，进入射孔孔眼后将不会再次离开。

4)全可溶金属可溶暂堵锥(覆膜可溶橡胶)抗压强度大于70MPa；

5)材料具有优越的抗压强度和抗磨能力；

6)可溶暂堵锥进入孔眼或缝隙后，由于内部可溶金属及外覆橡胶作用，越压越紧、越压越严实，阻止了压裂液和支撑剂的进入；

7)双头锥形结构，可以封堵不同的孔眼直径(8mm～35mm)及不规则孔眼或缝洞；

8)材料可在40～180℃温度下全部溶解；

9)可溶暂堵锥溶解完无任何残渣，100％溶解，无毒无害，极易返排；

10)完全可控制溶解时间的配方设计，定制专用时间的全可溶暂堵锥。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明中可溶暂堵锥的结构示意图；

图2为本发明中可溶暂堵锥的剖视图；

图3本发明中可溶暂堵锥暂堵套变井压裂孔分段的状态图；

图4为本发明中可溶暂堵锥暂堵套变井压裂储层的状态图。

附图标记：1-可溶橡胶层；2-可溶金属锥；3-半球体；4-锥体；5-球体；6-射孔孔眼；7-可溶暂堵锥；8-油层套管；9-可溶桥塞封堵封隔工具。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1-图4所示为本发明利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法的结构示意图；本发明一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，在压裂储层或压裂段主缝沟通至临井的缝网之前、在可溶暂堵绳长时间无法封堵压裂孔或者套管变形无法下入正常桥塞时，将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段，在每一节压裂小段压裂前，进行泵送可溶暂堵锥7封堵该压裂小段处射孔孔眼6或缝洞，可溶暂堵锥两端设置为双头锥，可溶暂堵锥横向截面形状均设置为圆形，所述可溶暂堵锥包括内部的可溶金属锥2和硫化包裹在可溶金属锥表面的可溶橡胶层1，其硫化的可溶橡胶层1厚度可在4-10mm。

本实施例通过设置有可溶暂堵锥，利用双头锥形设计，使其极易进入孔眼，进入射孔孔眼后将很难从射孔孔眼处离开，同时可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞，具有优越的抗压强度和抗磨能力，特别是对套管损坏、缩径、套漏导致了压裂困难井，暂堵压裂效果好，施工时间短，而且能够降低成本。

本实施例中可溶金属锥2采用镁合金开模浇注制备的，可溶橡胶层1采用硫化工艺制备的，其具有优良的抗压性能，其抗压强度大于100MPa；其抗磨能力优越；暂堵锥进入孔眼或缝隙后，由于内部可溶金属及外覆橡胶作用，越压越紧、越压越严实，阻止了压裂液和支撑剂的进入；其采用双头锥形结构，可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞。

本实施例中可溶暂堵锥可应用在新井压裂以下领域中：逐级暂堵导流压裂——分级各簇孔眼的暂堵；用暂堵导流塞替代部分压裂可钻或可溶桥塞；全井眼暂堵导流压裂/长射孔段一次性暂堵；

本实施例中可溶暂堵锥可应用在重复完井或重复压裂以下领域中：水平井压裂逐段分级使用暂堵导流压裂；清垢暂堵、酸化前暂堵、化学处理暂堵等；因套管损坏、缩径、套漏导致了压裂困难井。

本实施例中可溶暂堵锥可以使射孔簇处在最佳的产能效率，同时完美地压裂每一个射孔段而不留下任何未压裂的孤独射孔孔眼。

本实施例中可溶暂堵锥暂堵方法将多个射孔段位合并成一个段位，减少或不再使用泵送射孔的复合桥塞，大大降低了电缆下井的次数，在射孔段位的整个长度范围内，使用暂堵塞保证了所有射孔簇被均匀压裂，使用分流暂堵塞技术可以使射孔簇处在最佳的产能效率，同时完美地压裂每一个射孔段而不留下任何未压裂的孤独射孔孔眼。

本实施例中可溶暂堵锥暂堵材料结合可溶桥塞，尤其是应用在那些连续油管无法触及的大位移水平段的射孔压裂作业。

优选的实施方式，所述可溶暂堵锥两侧对称设置且均形成锥度，可溶暂堵锥两端顶部均设置为半球体3，所述可溶暂堵锥中部设置为球体5，所述半球体和球体之间设置有锥体4，所述半球体3、锥体4和球体5设置为一体成型体，本实施例该结构利用双头锥形设计，使其极易进入孔眼，进入射孔孔眼后将很难从射孔孔眼处离开。

优选的实施方式，所述可溶暂堵锥顶部半球体半径设置为3-4mm,所述可溶暂堵锥中部球体半径设置为6-18mm，本实施例该结构可以封堵不同的孔眼直径8mm～35mm及不规则孔眼或缝洞。

优选的实施方式，在压裂小段压裂射孔孔眼或缝洞之前，利用可溶暂堵锥堵塞开裂的射孔孔眼或缝洞，同时将压裂液和支撑剂转移到未压开的射孔孔眼或缝洞处，该结构从而缩短了主裂缝的长度，并阻止了与临井压窜的可能性。

优选的实施方式，在可溶暂堵绳长时间无法封堵压裂孔，套管管体出现裂缝，可溶暂堵绳无法封堵进行转向压裂，通过采用补贴管技术，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂，本实施例补贴管技术通过将补贴管设置为不锈钢钢管本体，并在不锈钢钢管本体上设置多个密封胶圈，实现高强度密封，利用不锈钢钢管本体的高膨胀率，在液压膨胀器的作用下受力膨胀，使补贴管紧贴在套管内壁，依靠膨胀管两端的螺纹自锁高温橡胶材料形成密封及液压锁定机构，使补贴管紧贴在套管内壁上，提高补贴管的可靠性、补贴效果和密封强度，该结构可形成超过20％套管尺寸的套管补贴管，补贴后套管内径大，只缩径6-10mm。

优选的实施方式，在套管变形无法下入正常桥塞时，通过下入大套管内径配套小尺寸可溶可钻桥塞，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂，本实施例通过增加胶筒膨胀行程，使胶筒密封膨胀率能够增加是15％-45％，扩大胶筒密封直径，从而使直径为88mm或83mm的可溶/可钻桥塞能够满足最大通径为118.6mm套管使用。

优选的实施方式，所述可溶暂堵锥在压裂工艺中，其承受不少于35MPa的工作压差。

优选的实施方式，其具体步骤为：

1)对施工井段内压裂储层或压裂段根据设计进行一定压裂孔数量进行压裂，然后中途停泵；

2)中途停泵后，地面采用专用的工具或特定的位置投入可溶暂堵锥暂堵作为压裂储层或压裂段内转向工具，继续开泵进行压裂，按原设计进行预定的压裂储层或压裂段内压裂孔剩余量进行分节压裂，然后进行转向压裂未压开地层，完成压裂储层或压裂段内整体压裂。

优选的实施方式，在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，可溶暂堵锥泵送排量：1.0～4.0m³/min，泵送到位后，按正常压裂方式进行。

优选的实施方式，在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，同时根据压力变化进行实时调整可溶暂堵锥投入数量。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在压裂储层或压裂段暂堵压裂时，将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段，在每一节压裂小段压裂前，进行泵送可溶暂堵锥封堵该压裂小段处射孔孔眼或缝洞，可溶暂堵锥两端设置为双头锥，可溶暂堵锥横向截面形状均设置为圆形，所述可溶暂堵锥包括内部的可溶金属锥和硫化包裹在可溶金属锥表面的可溶橡胶层，其硫化的可溶橡胶层厚度可在4-10mm。

2.根据权利要求1所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：所述可溶暂堵锥两侧对称设置且均形成锥度，可溶暂堵锥两端顶部均设置为半球体，所述可溶暂堵锥中部设置为球体，所述半球体和球体之间设置有锥体，所述半球体、锥体和球体设置为一体成型体。

3.根据权利要求2所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：所述可溶暂堵锥顶部半球体半径设置为3-4mm,所述可溶暂堵锥中部球体半径设置为6-18mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在压裂小段压裂射孔孔眼或缝洞之前，利用可溶暂堵锥堵塞开裂的射孔孔眼或缝洞，同时将压裂液和支撑剂转移到未压开的射孔孔眼或缝洞处。

5.根据权利要求1所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在可溶暂堵绳长时间无法封堵压裂孔，套管管体出现裂缝，可溶暂堵绳无法封堵进行转向压裂，通过采用补贴管技术，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂。

6.根据权利要求1所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在套管变形无法下入正常桥塞时，通过下入大套管内径配套小尺寸可溶可钻桥塞，然后将每段48射孔压裂段分解为3-6节压裂小段进行重新压裂。

7.根据权利要求1所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：所述可溶暂堵锥在压裂工艺中，其承受不少于35MPa的工作压差。

8.根据权利要求1所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：其具体步骤为：

1)对施工井段内压裂储层或压裂段根据设计进行一定压裂孔数量进行压裂，然后中途停泵；

2)中途停泵后，地面采用专用的工具或特定的位置投入可溶暂堵锥暂堵作为压裂储层或压裂段内转向工具，继续开泵进行压裂，按原设计进行预定的压裂储层或压裂段内压裂孔剩余量进行分节压裂，然后进行转向压裂未压开地层，完成压裂储层或压裂段内整体压裂。

9.根据权利要求8所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，可溶暂堵锥泵送排量：1.0～4.0m³/min，泵送到位后，按正常压裂方式进行。

10.根据权利要求9所述的利用可溶暂堵锥暂堵压裂储层的方法，其特征在于：在步骤2)中，可溶暂堵锥投入数量为射孔孔数的0.5-1.2倍，同时根据压力变化进行实时调整可溶暂堵锥投入数量。