CN214035630U - 一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串。该油气藏水平井工具串包括：安全接头、电动爬行器、电动射孔枪/常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手和全可溶桥塞。电动射孔枪/常规射孔枪前、后两端分别与电动座封工具、电动爬行器连接，电动丢手安装在电动座封工具前端，电动丢手前端安装全可溶桥塞，所述电动爬行器后端固定安全接头。本申请可提高体积压裂效果，极大降低单井压裂的作业成本，提高单井产量，提高采收率。

Description

一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串

技术领域

本申请涉及石油勘探开发技术领域，主要涉及油气藏水平井的水平段座封桥塞、射孔、压裂方面，具体而言，涉及一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串。

背景技术

非常规油气资源是未来油气上产的重要接替资源。因此，非常规油气资源开发的技术进步及如何降低成本，是这些年来的石油人的重要研究课题。

目前非常规油气资源水平井的压裂工艺主要有以下三种：第一种，射孔- 压裂-封堵法。这种方法适用于套管完井。注水泥完井后先下射孔枪射穿套管及水泥环，然后压裂，压裂后再下桥塞把压裂好的层段封堵。接着移到下一段，再射孔，再压裂然后封堵。依此类推，直到整口井压裂结束。投产前，需要动用钻杆或连续油管把各层位封堵的桥塞钻掉。这种方法效率很低。第二种，投球开启压裂滑套法。这种方法适用于裸眼完井，钻完水平段，下尾管+裸眼封隔器+压裂滑套。完井的时候，先投球打开压裂滑套，然后进行压裂施工，一级压裂结束后投一个较大的球，落到上面一级的压裂滑套上打开滑套，进行第二级压裂施工，依此类推，直到整口井压裂作业完毕。这种方法相比第一种方法来说方便快捷，但是有级数限制。第三种，连续油管工具串拖拽法，缺点就是需要压裂和连续油管交叉配合作业，增加了作业成本。

水平井压裂技术对于非常规油气藏的开发意义重大，目前水平井开采作业难度大，成本高，急需研究一种操作简单、成本低、压裂效果好的压裂射孔用工具串及工艺。本发明将解决在非常规油气资源水平井压裂过程中，由于操作复杂、作业难度大而导致的油气藏水平井压裂效率低、成本高的技术问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串，主要针对非常规油气藏水平井的座封、射孔、压裂方面，以解决在开采油气藏水平井压裂过程中，由于操作复杂、作业难度大而导致的油气藏水平井压裂效率低、成本高的技术问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，本发明中水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串，该工具串包括：安全接头、电动爬行器、电动射孔枪/常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手以及全可溶桥塞。常规射孔枪为常规高聚能射孔枪，常规高聚能射孔枪全称为电启爆常规高聚能射孔枪。电动射孔枪/常规射孔枪前、后两端分别与电动座封工具、电动爬行器连接。电动丢手安装在电动座封工具前端，电动丢手前端安装全可溶桥塞。在水平井内从最前端往后依次为全可溶桥塞、电动丢手、电动座封工具、电动射孔枪/常规射孔枪和电动爬行器。电动座封工具包括：驱动电机、变速箱模块和拉杆组件。驱动电机的动力输出轴与变速箱模块的动力输入轴连接，变速箱模块的动力输出端与拉杆组件连接。电动座封工具最大拉力40吨，用于座封全可溶桥塞。电动射孔枪一次行程可以实现打孔器的多孔穿透。电启爆常规射孔枪一次可依据直井与水平井在造斜段可允许通过的长度，多孔射开套管及套管外的水泥环。所述电动爬行器的后端固定安全接头。安全接头依靠电缆与地面上的电缆输送设备连接，电缆输送设备上的滚筒缠满了总长超过水平井垂直段+水平段的同轴电缆，电缆悬挂并牵引着工具串，该工具串在重力作用下输送到水平井脚跟处。所述电动爬行器为电动管道爬行器。

本发明内容中，还提供了一种油气藏水平井压裂工艺方法，包括以下步骤：

S1：钻井完井时，在水平井水平段内放入套管，选择方式一或方式二中的一种方式进行，

方式一：套管与地层之间填充水泥形成水泥环，进入步骤S2；

方式二：该部分套管带有裸眼井封隔器，将水平段封隔成若干个压裂段，进入步骤S9；

S2：安全接头、电动爬行器、常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手和全可溶桥塞在一条直线上依次安装连接形成工具串，通过地面上的电缆输送设备将工具串输送到水平井脚跟处，进入步骤S3；

S3：启动电动爬行器使井下工具串前行，电动爬行器推动常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手、全可溶桥塞至设计的预定位置，进入步骤S4；

S4：启动电动座封工具座封全可溶桥塞，实现分隔套管内通道，进入步骤 S5；

S5：启动常规射孔枪，将水平井内的套管管壁及套管外的水泥环射穿后形成压裂通道，进入步骤S6；

S6：启动电动丢手，电动丢手与最前端的全可溶桥塞脱离并使全可溶桥塞留在水平井内，进入步骤S7；

S7：启动地面上的电缆输送设备，同时启动水平井内的电动爬行器在水平段反向爬行使工具串移动，将电动爬行器、常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手拉至水平段脚跟处，垂直段通过电缆及电缆输送设备上的滚筒带动电缆将工具串上提至地面上，进入步骤S8；

S8：压裂设备开始压裂、填砂，当未完成所有水平段压裂时，进入步骤 S2；当完成所有水平段压裂后，统一注入溶解液，将全可溶桥塞溶解，实现套管与地层的连通；

S9：安全接头、电动爬行器、电动射孔枪、电动座封工具、电动丢手和全可溶桥塞在一条直线上依次安装连接形成工具串，通过地面上的电缆输送设备将工具串输送到水平井脚跟处，进入步骤S10；

S10：启动电动爬行器使井下工具串前行，电动爬行器推动电动射孔枪、电动座封工具、电动丢手、全可溶桥塞至设计的预定位置，进入步骤S11；

S11：启动电动座封工具座封全可溶桥塞，实现分隔套管内通道，进入步骤S12；

S12：启动电动射孔枪，将水平井内的套管管壁射穿后形成压裂通道，进入步骤S13；

S13：启动电动丢手，电动丢手与最前端的全可溶桥塞脱离并使全可溶桥塞留在水平井内，进入步骤S14；

S14：启动地面上的电缆输送设备，同时启动水平井内的电动爬行器在水平段反向爬行使工具串移动，将电动爬行器、电动射孔枪、电动座封工具、电动丢手拉至水平段脚跟处，垂直段通过电缆及电缆输送设备上的滚筒带动电缆将工具串上提至地面上，进入步骤S15；

S15：压裂设备开始压裂、填砂，当未完成所有水平段压裂时，进入步骤 S9；当完成所有水平段压裂后，统一注入溶解液，将全可溶桥塞溶解，实现套管与地层的连通。

基本过程为：通过地面上的电缆输送设备及地面上的控制系统将压裂前准备阶段所需的工具串在重力的作用下输送到水平段脚跟处。1、启动电动爬行器使井下工具串前行，通过电动爬行器推动电动射孔枪/常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手、全可溶桥塞至设计的预定位置；2、启动电动座封工具，使全可溶桥塞在水平井井筒设计位置座封；3、启动电动射孔枪或常规射孔枪，按设计位置射穿套管及套管外的水泥环；4、启动电动丢手使电动丢手与全可溶桥塞分离；5、地面电缆输送设备与电动爬行器配合将电动射孔枪/常规射孔枪、电动座封工具及电动丢手拉/带回地面上；6、压裂设备开始压裂、填砂。本段压裂后对下一段重复以上步骤。如此反复座封、射孔、压裂，完成该井水平段全部压裂工程。该工艺可将水平段更多的细分段落，加密射孔，从而增大压裂规模，增强体积压裂效果。

采用新的油气藏水平井工具串，用于对水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔工艺，新工艺方法采用了电缆输送设备、电动爬行器、电动射孔枪或常规射孔枪、电动座封工具以及电动丢手、全可溶桥塞，操作简单，并且无需新增加低压泥浆泵车、罐车、连续油管车等设备，大大减少了施工场地面积、减少征地费用，降低了投资。在压裂过程中全电动井口操作，井口可检测井下动作，实现了无限分级压裂，加大了压裂规模，提高了体积压裂效果，即可提高油气井的产量，同时提高了采收率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串结构示意图；

图2是根据本申请一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串电动爬行器结构示意图；

图3是根据本申请一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串的电动射孔枪/常规射孔枪结构示意图；

图4是根据本申请一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串的全可溶桥塞结构示意图；

图5是根据本申请一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串的安全接头示意图；

其中，图中标号表示：1、电动爬行器；2、电动射孔枪/常规射孔枪； 3、电动座封工具；4、电动丢手；5、全可溶桥塞；6、安全接头；7、电缆输送设备；8、电缆；9、套管；10、扶正器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

此外，术语“安装”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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申请。

实施例1

如图1-5所示，本申请涉及一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串，该工具串包括：安全接头6、电动爬行器1、常规射孔枪2、电动座封工具3和电动丢手4，全可溶桥塞5。常规射孔枪前、后两端分别与电动座封工具、电动爬行器连接；电动丢手安装在电动座封工具前端，电动丢手前端安装全可溶桥塞5。在水平井内从前至后依次为全可溶桥塞、电动丢手、电动座封工具、常规射孔枪和电动爬行器。电动座封工具包括：驱动电机、变速箱模块和拉杆组件，驱动电机的动力输出轴与变速箱模块的动力输入轴连接，变速箱模块的动力输出端与拉杆组件连接。电动座封工具为现有技术，电动座封工具最大拉力40吨，用于座封全可溶桥塞。图中10为扶正器。

如图1所示，电动爬行器的后端固定安全接头6。安全接头用于与电缆同地面上的电缆输送设备连接，电缆输送设备将水平井工具串输送到水平井脚跟处。电动爬行器为电动管道爬行器。图中标号8为电缆。电缆输送设备包括滚筒、电机、控制系统以及仪表。

本实施例1的基本过程为：通过地面上的电缆输送设备及地面上的控制系统将压裂前准备阶段所需的井下工具串在重力的作用下输送到水平段脚跟处。 1、启动电动爬行器使井下工具串前行，通过电动爬行器推动常规射孔枪、电动座封工具、电动丢手、全可溶桥塞至设计的预定位置；2、启动电动座封工具，使全可溶桥塞在水平井井筒设计位置座封；3、启爆常规射孔枪，按设计位置射穿套管及套管外的水泥环；4、启动电动丢手使电动丢手与全可溶桥塞分离；5、地面电缆输送设备与电动爬行器配合将常规射孔枪、电动座封工具及电动丢手拉带回地面上；6、压裂设备开始压裂、填砂。本段压裂后对下一段重复以上步骤。如此反复座封、射孔、压裂，完成该井水平段全部压裂工程。该工艺可将水平段更多的细分段落，加密射孔，从而增大压裂规模，增强体积压裂效果。

实施例2

如图1-5所示，本申请涉及一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串，该工具串包括：安全接头6、电动爬行器1、电动射孔枪2、电动座封工具3和电动丢手4，全可溶桥塞5。电动射孔枪前、后两端分别与电动座封工具、电动爬行器连接；电动丢手安装在电动座封工具前端，电动丢手前端安装全可溶桥塞5。在水平井内从前至后依次为全可溶桥塞、电动丢手、电动座封工具、电动射孔枪和电动爬行器。电动座封工具包括：驱动电机、变速箱模块和拉杆组件，驱动电机的动力输出轴与变速箱模块的动力输入轴连接，变速箱模块的动力输出端与拉杆组件连接。电动座封工具为现有技术，电动座封工具最大拉力40吨，用于座封全可溶桥塞。图中10为扶正器。

如图1所示，电动爬行器的后端固定安全接头6。安全接头用于与电缆同地面上的电缆输送设备连接，电缆输送设备将水平井工具串输送到水平井脚跟处。电动爬行器为电动管道爬行器。图中标号8为电缆。电缆输送设备包括滚筒、电机、控制系统以及仪表。

在本申请实施例2中，采用了电缆输送设备、电动爬行器、电动射孔枪、电动座封工具、电动丢手以及全可溶桥塞，操作简单，施工时间短，并且无需低压泥浆泵车、罐车、连续油管车等设备，大大减少了施工场地面积、减少征地费用，节约了投资。在压裂过程中全电动井口操作，井口可检测井下动作，实现了无限分级压裂，使体积压裂最优化，最大程度的提高油气井的产量、提高采收率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水平井水平段压裂配套快捷电动座封及射孔用工具串，其特征在于，包括：安全接头(6)、电动爬行器(1)、电动射孔枪(2)、电动座封工具(3)、电动丢手(4)和全可溶桥塞(5)；电动射孔枪(2)前、后两端分别与电动座封工具(3)、电动爬行器(1)连接；电动丢手(4)安装在电动座封工具前端，电动丢手前端连接全可溶桥塞(5)，所述电动爬行器(1)后端固定安全接头(6)，所述电动爬行器(1)为电动管道爬行器。

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