[發明專利]一種水平井脈沖壓裂加砂裝置

有效

• 申請號: 200910023430.4
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101619654A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 汪長栓;姚元文;馮國富
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: E21B43/263
• 分類號: E21B43/263;E21B7/04;F42D3/00;F42D1/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于石油開采技術領域，涉及一種氣體壓裂裝置，特別是一種水 平井脈沖壓裂加砂裝置。

背景技術

目前針對低滲透低孔隙度水平井的增產改造措施主要是實施水力壓裂 和酸化，但水力壓裂和酸化動用設備多、作業周期長、成本高、對地層容易 造成二次污染，只能形成一至數條雙翼裂縫，對高致密地層而言因壓力偏低， 難以壓開地層。水敏地層、強親水地層、致密砂巖低滲儲層等油氣藏以及篩 管完井的水平井也不適用水力壓裂。酸化需要大量酸液，費用昂貴，而且對 管柱腐蝕污染嚴重。

高能氣體壓裂在國內外已有近四十年的發展歷史，鋼殼式、無殼式、模 塊式等多種壓裂彈產品或技術在油田垂直井或斜井的主產層得到廣泛使用， 取得了較好的增產增注效果，但都存在增產時間偏短的問題，其主要原因是 氣體裂縫沒有引入支撐劑，僅靠裂縫面的剪切位移及碎屑支撐難以阻擋裂縫 的自動閉合趨勢。為改變這一現狀，中國專利CN2467793在成縫器(配合 射孔的壓裂彈的一種形式)上安裝高硬度金屬球，嘗試將支撐劑鑲嵌在氣體 裂縫里；美國Marathon?oil公司在氮氣超正壓射孔工藝也引入了自開孔式的 陶粒釋放器，用氮氣驅動陶粒進入地層。中國專利ZL93108854.2提出了一 種無殼結構的壓裂彈，適用于垂直井或斜井，壓裂增產增注效果顯著，但由 于結構設計的局限，無法一次連接成數十米以上的壓裂彈組，并且壓裂彈組 由于彈體強度低無法輸送至水平井需要處理的層位，此外還沒有實現加砂支 撐裂縫的作用。中國專利CN101358519A提出了一種電纜傳輸的帶有夾層 段壓裂彈組，適用于垂直井，解決了電纜燒蝕問題，由于傳輸工藝的限制和 主裝藥沒有特定保護，不適應水平井長產層的增產處理。

綜上所述，國內外現有氣體壓裂技術或產品存在不足：或是由于壓裂彈 結構和工藝設計不適應水平井特殊的井身結構，或者沒有實現加砂支撐裂縫 的作用效果。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足和缺陷，本發明提供了一種適用于水平井 的具備長井段脈沖壓裂和加砂支撐的增產裝置，不但能夠產生裂縫，又加入 支撐劑使裂縫不易閉合，提高裂縫穩定性，延長增產時間。

為了實現上述任務，本發明采用如下技術解決方案：

一種水平井脈沖壓裂加砂裝置，包括點火器、槍尾，其特征在于，還包 括有由壓裂槍組件、加砂槍組件、夾層槍組件和中間接頭組成的槍身；

所述的壓裂槍組件、加砂槍組件和夾層槍組件均包括有形狀、直徑相同 的篩管，該篩管上有均勻分布的通孔；篩管的軸向兩端設有和與中間接頭相 連接的內螺紋，篩管中心裝有線性點火具；其中：

壓裂槍組件的篩管內部還設置有壓裂火藥，壓裂火藥套裝在線性點火具 上；

在加砂槍組件的篩管內部還裝有驅砂火藥和集砂筒，驅砂火藥和集砂筒 套裝在線性點火具上；

壓裂槍組件、加砂槍組件、夾層槍組件由中間接頭根據需要組合，壓裂 槍組件通過中間接頭與點火器連接，槍尾通過中間接頭與夾層槍組件連接， 構成不同長度的脈沖壓裂加砂裝置。

本發明的水平井脈沖壓裂加砂裝置，根據產層和夾層的分布適當組合壓 裂槍、加砂槍、夾層槍等組件，將多級脈沖氣體壓裂造縫和加砂支撐工藝復 合用于水平井的增產，對地層沒有任何污染，有效提高了火藥的利用率，提 高了裂縫的穩定性，延長了增產時間，且各組件的槍身和中間接頭等部件可 重復使用，具有成本低，工藝簡單，增產效果明顯，使用安全可靠的特點， 適用于不同完井方式的水平井、垂直井或斜井，如套管井、篩管井或裸眼井。

附圖說明

附圖1是水平井脈沖壓裂加砂裝置結構示意圖；

附圖2是壓裂槍組件結構示意圖；

附圖3是加砂槍組件的結構示意圖；

附圖4是線性點火具的結構示意圖；

附圖5是附圖3的A-A剖面結構示意圖。

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式