CN201152169Y - 固体动力靶向支撑压裂解堵装置 - Google Patents

固体动力靶向支撑压裂解堵装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，用于油田近井带压裂解堵。该装置包括位于上部的引发装置，在引发装置的下部设有压裂支撑装置，将作为固体推进剂的两种不同燃速的燃气发生剂和支撑剂结合在该同一装置中使用。该压裂支撑装置包括防水纸筒、燃气发生剂A和燃气发生剂B、支撑剂、引发药剂、上下锥形隔挡、纸筒、铝合金管、尾堵。支撑剂位于防水纸筒与纸筒、上、下锥形隔挡之间。燃气发生剂A以柱锥状分上、下与上、下锥形隔挡胶结。使用时把装置放在油井射孔段，引发装置先后引燃引发药剂、燃气发生剂B、燃气发生剂A，产生高压流体携带支撑剂进入射孔产生大量裂缝，支撑剂在新生裂缝中形成有效支撑，使新生裂缝不会在地层压力下闭合，达到长期解除近井带堵塞，改善渗流条件的目的。

Description

固体动力靶向支撑压裂解堵装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于油井岩层的压裂解堵装置，尤其是一种利用高能气体压裂技术，将固体推进剂与支撑剂结合在同一装置中使用的固体动力靶向支撑压裂解堵装置。
背景技术
随着国民经济的发展，石油已成为中国经济、政治、安全之命脉。国内各大油田在石油勘探和老油田采收率的提高方面开展了多种多样的攻关，改善注、采剖面，提高水驱动用储量已成为注水开发提高采收率的重中之重。在油田开发中，由于钻井、注水、作业等措施不当使储层污染严重，造成注、采两个剖面的改善难度增大。对于近井带污染的解除，国内外目前主要应用的技术包括化学法、物理法、物理化学法和微生物法。化学法包括常规酸液解堵、各种缓速低伤害酸液解堵；物理法包括多脉冲高能气体压裂解堵法、低频电脉冲解堵法、高压水射流解堵法、水力震动解堵法、声波-超声波等解堵法；物理化学法包括热化学解堵法和联合解堵法；单纯的化学法和物理法解堵对于近井带浅污染解除比较有效，对于深部堵塞和低渗储层效果较差。联合解堵法是对传统技术的组合与改进，即将两种或几种解堵技术整合，已成为目前解堵技术发展的趋势。如高压电脉冲-化学剂联合解堵、热化学与酸化解堵剂技术的联合、高能气体压裂与化学解堵剂技术的联合等都在研究和应用中。联合解堵法整合了各种技术的优点，具有适用面广，作用效果强等优点。
申请号为89208915.6的中国实用新型专利，公开了一种套管井高能压裂弹，由弹壳、点火器、传火装置、火药、连接件组成。适用于各种深度的套管井。
申请号为87215505的中国实用新型专利，公开了一种压裂弹，由弹壳、点火具、传火管和多段药栓构成。除用于石油开采外还适用于地热开发和煤矿瓦斯的排除。
以上现有技术中，虽然能完成压裂解堵任务，但还没有一种能够长期解除近井带堵塞，将固体推进剂与支撑剂结合在同一装置中使用的固体动力靶向支撑压裂解堵装置。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题在于克服现有技术的不足，提供一种将固体推进剂与支撑剂结合在同一装置中使用的固体动力靶向支撑压裂解堵装置，达到较为长期解除近井带堵塞，改善渗流条件的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，包括位于上部的引发装置，其特征在于：所述引发装置的下部设有将作为固体推进剂的两种不同燃速的燃气发生剂和支撑剂相结合在同一个装置中使用的压裂支撑装置。
所述压裂支撑装置包括：防水纸筒，设置在防水纸筒中沿中心垂直方向的铝合金管，套接于该铝合金管上的纸筒，设置在纸筒上、下端部的上锥形隔挡和下锥形隔挡，所述上锥形隔挡的上部和下锥形隔挡的下部分别胶结有作为固体推进剂的柱锥状燃气发生剂A，所述纸筒内设置有作为固体推进剂的燃气发生剂B，所述防水纸筒与纸筒、上锥形隔挡、下锥形隔挡之间所形成的空间设置有支撑剂，在下锥形隔挡下部的燃气发生剂A的下端，设有连接且封闭铝合金管和防水纸筒的尾堵，所述铝合金管的中空部设有与引发装置相通的引发药剂。
所述固体动力靶向支撑压裂解堵装置的总体形状为柱状体，其外直径为84mm～114mm，长度为3m～6m。
所述引发装置是外径为73mm，长度为450mm的撞针式发火装置或者点火器。
所述上锥形隔挡与下锥形隔挡的锥顶相对。
所述作为固体推进剂的燃气发生剂B的燃速大于燃气发生剂A燃速。
采用上述技术方案后，本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置与现有技术相比具有以下有益效果。
本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置作为解堵工具，是新型高能气体压裂技术与水力压裂支撑技术的强势组合，即利用逃逸系统气体发生剂改进型作为绝对主药剂，在近井带地层反应产生可控低温高压气体在近井带堵塞层产生新生裂缝，由于本实用新型装置中具有固体推进剂与支撑剂相结合使用的结构，高性能支撑剂便可同时随高压流体进入裂缝顶端形成有效支撑。主药剂即燃气发生剂B反应后进一步引发辅助药剂即燃气发生剂A反应并产生更大量的高温高压气体，对有效部分支撑剂进行渐进式推进，并使裂缝得到最大限度地延伸，实现较为长期解除近井带堵塞，最终改善近井带渗流条件的目的。
本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置的主要优点：
1)在使用中可通过不同药剂的搭配来实现在一次作业中超过3次以上的多极脉冲，使得解堵效果达到较长的期限；
2)高性能支撑剂的应用，将会在新生裂缝顶端形成有效支撑，裂缝有效期得到最大延长；
3)药剂反应稳定且作用时间长达1min、峰值压力可控在40～70MPa，造缝半径推算值可达7-15米，可穿透并解除深部堵塞；
4)裂缝不受地应力约束，为垂直于井筒方向的随机裂缝；
5)本发明固体动力靶向支撑压裂解堵装置可以与解堵剂、驱油剂、复合酸等药剂联合使用；
6)使用简单，安全可靠、成本相对低廉；
本实用新型自2005年研发成功以来，先后在中原、胜利等油田应用43口井。其中油井26口，工艺成功率100％，措施有效率88.5％，累计增油4911.4吨，平均单井增油188.9吨，平均有效期176天。最高单井增油758吨，有效期最长已达8个月。水井17口，工艺成功率100％，有效率94.1％，累计增注101104m3，平均单井增注6319m3，平均有效期189天，增产增注效果显著。2008年1月本实用新型的固体动力技术又开始在大庆油田推广。预期效果明显。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
附图说明
图1是本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置结构图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置的结构，包括位于上部的引发装置1，在所述引发装置1的下部设有将作为固体推进剂的两种不同燃速的燃气发生剂和支撑剂结合在同一个装置中使用的压裂支撑装置2。所述固体动力靶向支撑压裂解堵装置的总体形状为柱状体，其外直径为84mm～114mm，长度为3m～6m。所述引发装置1是外径为73mm，长度为450mm的撞针式发火装置或者点火器，其具体结构因是公知技术，图中未详细示出。
如图1所示，上面所述设在引发装置1的下部的压裂支撑装置2的结构，包括防水纸筒24，设在防水纸筒24中心垂直方向的铝合金管22，套接于铝合金管22上的纸筒28，设置在纸筒28上、下端的上锥形隔挡27和下锥形隔挡27′，所述上锥形隔挡27与下锥形隔挡27′的锥顶相对。所述上锥形隔挡27的上部和下锥形隔挡27的下部分别胶结有作为固体推进剂的柱锥状燃气发生剂A21，所述纸筒28内设置有作为固体推进剂的燃气发生剂B23，该两种固体推进剂的燃速不同，即作为固体推进剂的燃气发生剂B23的燃速大于燃气发生剂A21的燃速，以利于对有效部分支撑剂进行渐进式推进，使裂缝得到最大限度地延伸，最终改善近井带渗流条件。支撑剂25的位置设置在所述防水纸筒24与纸筒28、上锥形隔挡27、下锥形隔挡27′之间所形成的空间。在下锥形隔挡27′下部的燃气发生剂A21的下端设有连接且封闭铝合金管22和防水纸筒24的尾堵29，起到密封和扶正作用。在所述铝合金管22的中空部设有与引发装置1相通的引发药剂26，以便点火器发火后引燃引发药剂26。
本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置的使用和作用原理。
使用时，把固体动力靶向支撑压裂解堵装置放置到油井射孔段(因其为公知技术图中未示出)，作为引发装置1的点火器发火后引燃引发药剂26，首先引燃的药剂是燃气发生剂B23，产生高温高压气体使支撑剂25部位碎裂，支撑剂25瞬时分散在两个柱锥状药剂之间，即分散在上、下两个柱锥状燃气发生剂A21之间，在毫秒级时间差之后，大量的药剂即燃气发生剂A21在支撑剂25的上、下部位同时燃烧，产生大量的高温高压气体形成高压流体携带支撑剂25进入射孔(未示出)并产生大量裂缝，地层压力下降后，有效部分支撑剂25在新生裂缝中形成有效支撑，使得新生裂缝不会在地层压力下闭合，达到长期解除近井带堵塞，改善渗流条件的目的。
本实用新型固体动力靶向支撑压裂解堵装置的应用范围和实施情况：
该技术普遍适用于中低渗砂岩、碳酸盐岩储层的近井带改造；新井射孔压实带的破碎及由于钻井泥浆污染引起的近井带解堵；可用于解除由于修井、补孔等作业造成的产层近井带堵塞；也可用于由于外来液体不配伍、稠油等因素引起的近井带渗流能力变差的恢复；
本实用新型自2005年研发成功以来，先后在中原、胜利等油田应用43口井。其中油井26口，工艺成功率100％，措施有效率88.5％，累计增油4911.4吨，平均单井增油188.9吨，平均有效期176天。最高单井增油758吨，有效期最长已达8个月。水井17口，工艺成功率100％，有效率94.1％，累计增注101104m3，平均单井增注6319m3，平均有效期189天，增产增注效果显著。2008年1月本实用新型的固体动力技术又开始在大庆油田推广。预期效果明显。

Claims (6)

1.一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，包括位于上部的引发装置(1)，其特征在于：所述引发装置(1)的下部设有将作为固体推进剂的两种不同燃速的燃气发生剂和支撑剂相结合在同一个装置中使用的压裂支撑装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，其特征在于：所述压裂支撑装置(2)包括：防水纸筒(24)，设置在防水纸筒(24)中沿中心垂直方向的铝合金管(22)，套接于该铝合金管(22)上的纸筒(28)，设置在纸筒(28)上、下端部的上锥形隔挡(27)和下锥形隔挡(27′)，所述上锥形隔挡(27)的上部和下锥形隔挡(27′)的下部分别胶结有作为固体推进剂的柱锥状燃气发生剂A(21)，所述纸筒(28)内设置有作为固体推进剂的燃气发生剂B(23)，所述防水纸筒(24)与纸筒(28)、上锥形隔挡(27)、下锥形隔挡(27′)之间所形成的空间设置有支撑剂(25)，在下锥形隔挡(27′)下部的燃气发生剂A(21)的下端，设有连接且封闭铝合金管(22)和防水纸筒(24)的尾堵(29)，所述铝合金管(22)的中空部设有与引发装置(1)相通的引发药剂(26)。
3.根据权利要求1所述的一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，其特征在于：所述固体动力靶向支撑压裂解堵装置的总体形状为柱状体，其外直径为84mm～114mm，长度为3m～6m。
4.根据权利要求1所述的一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，其特征在于：所述引发装置(1)是外径为73mm，长度为450mm的撞针式发火装置或者点火器。
5.根据权利要求2所述的一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，其特征在于：所述上锥形隔挡(27)与下锥形隔挡(27′)的锥顶相对。
6.根据权利要求2所述的一种固体动力靶向支撑压裂解堵装置，其特征在于：所述作为固体推进剂的燃气发生剂B(23)的燃速大于燃气发生剂A(21)燃速。
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