[發明專利]一種連續油管分段噴砂射孔套管壓裂管柱及套管壓裂方法

有效

• 申請號: 201210182455.0
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102691493A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 張全勝;張峰;王增林;郝金克;李玉寶;呂瑋;呂芳蕾;孫騫;曹雪梅;張建
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B17/00;E21B33/129;E21B43/114
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

技術領域

本發明涉及石油工業的套管加砂壓裂完井方法及工具，特別是一種連續油管分段噴砂射孔套管壓裂管柱及分段壓裂方法，適于在超深直井和水平井中應用，尤其適用于致密砂巖等非常規油氣藏水平井的分段壓裂。

背景技術

國內外應用連續油管噴射套管分段壓裂的方法是，在套管固井完井水平井內，采用連續油管下入帶水力噴射工具的管柱串，從連續油管加砂噴砂射孔后，套管加砂壓裂。壓裂完一段后，在套管內留置一段砂塞作為隔離，拖動管柱到下一段進行噴砂射孔及壓裂施工。這種方法采用套管壓裂，可以實現較大規模的壓裂。但是，砂塞作為分段隔離，需要較長的水平段，壓裂完成后需要用連續油管將砂塞沖洗出井筒。該工藝存在著施工周期較長，壓裂液返排不及時污染油層，填砂需要較長水平段，砂塞沖洗困難等問題。

在現有技術中也有采用普通油管作為壓裂管柱，如專利號是200810105642的《自破膠液體膠塞水平井分段射孔壓裂工藝及膠塞》，分段的工具采用自破膠液體膠塞，耐壓較低，且需要較長的水平段放置液體膠塞。雖然采用套管壓裂，可以實現較大規模的壓裂；但液體膠塞作為分段隔離，需要較長的水平段，一般需要100m－150m才能保證隔離效果，導致一定長度水平段內分段數量有限，且鉆長水平段投資和技術難度都大大增加。壓裂完成后需要用連續油管將液體膠塞沖洗出井筒。該工藝存在著施工周期較長，壓裂液返排不及時污染油層，填液體膠塞需要較長水平段，沖洗困難等局限性。專利號是200810105643的《封隔器封隔多層水力噴砂射孔與壓裂一體化工藝方法》以及專利號是200710129818的《水平井機械分段壓裂工具串》，是采用水力擴張式封隔器普通油管不動管柱分段，逐級投不同直徑的球打開滑套的方式實現分段壓裂的，由于油管內通徑有限，同樣無法滿足大規模壓裂的需要；另一方面由于投不同直徑的球需要一定級差，最大分段數也受到套管尺寸限制，無法實現更多級的壓裂。專利號是200720169453的《水平井一次上提壓裂管柱》，是用普通油管拖動封隔器逐段上返壓裂，由于油管內通徑較套管小，無法實現大規模壓裂；壓裂完一段后，需要等待地層壓力完全擴散后才能拖動管柱，造成了施工周期長，施工效率較低，壓裂液返排不及時污染油層。由于采用普通油管拖動水力坐封封隔器，壓裂時采用油管進行壓裂，壓裂規模較小。

發明內容

本發明的目的是提供一種連續油管分段噴砂射孔套管壓裂管柱及套管壓裂方法，用于致密砂巖等非常規油氣藏水平井的分段壓裂，解決現有技術用連續油管壓裂后，在套管內留置砂塞作為隔離施工的缺陷，縮短工期，及時返排壓裂液，保護油層，提高連續油管壓裂的使用范圍和使用效果。

本發明的技術方案是：

一種連續油管分段噴砂射孔套管壓裂管柱，包括依次連接在連續油管上的安全接頭、扶正器、水力噴射工具和反循環閥，在反循環閥的下方還連接著機械式連續油管壓裂封隔器。

本發明的分段套管壓裂的方法是將裝有機械式連續油管壓裂封隔器的壓裂管柱通過連續油管下入井內套管中，首先壓裂最靠近井底的壓裂井段，使用機械式連續油管壓裂封隔器封隔壓裂井段。

與現有技術相比，本發明具有以下顯著的效果和進步：

1、由于在水平井的水平段，連續油管無法提供足夠下放重量，無法使用常規坐放式機械封隔器，而本發明中的機械式連續油管壓裂封隔器通過上接頭與連續油管相連接，在下入時，其封隔器的軌道銷釘在解封軌道，平衡式搖擺卡瓦處于自由狀態。下至目的位置后，利用連續油管的上提力使平衡式搖擺卡瓦換向進入坐封軌道，錨定本機械式連續油管壓裂封隔器。

2、平衡式搖擺卡瓦的卡瓦塊由于是塊狀、其整體性強，相比常規獨立分瓣式的卡瓦更堅固耐用。

3、為機械式連續油管壓裂封隔器設計了兩種解封釋放方法：常規釋放、安全接頭釋放。正常情況下，壓裂管柱未被砂卡時，采用常規釋放，壓裂完成后將連續油管下放，即可解封機械式連續油管壓裂封隔器。如遇壓裂管柱被砂卡等特殊情況，則通過大力上提連續油管，拉斷安全接頭進行釋放，解封機械式連續油管壓裂封隔器。

4、在水平井段，即使是使用普通油管和普通封隔器也無法通過下放重力實現坐封，連續油管更是無法提供這種下放重力。而本發明的機械式連續油管壓裂封隔器結構緊湊，其長度設計在1.5m-1.7m之間，可以實現更多級數的分段壓裂，將其連接在連續油管的下方可通過上提連續油管，獲得上提力實現坐封。為連續油管無法提供下放重力、無法使用普通封隔器封隔地層，提供了使用途徑。