[發明專利]U型井水力噴射壓裂方法

有效

• 申請號: 201210531769.7
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103867179A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 吳春方;陳作;蔣廷學;曲海;秦鈺銘;劉世華
• 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石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種U型井壓裂方法，特別是一種U型井水力噴射壓裂方法。

背景技術

在油氣開采領域中，U型井通常由一口定向水平井和一口直井組成。水平井的水平段的靶點末端與直井相連通，兩口井形成大體“U”字形的結構，因此稱之為U型井。在煤層氣井的開發中，U型井的水平井用于壓力施工，而直井用于排水降壓采氣和排除煤粉。在設計中，U型井一般布置在煤層構造的高部位，直井布置在煤層構造的低部位，而且一般采用篩管完井方式。

油氣井的增產改造常用的方法是水力噴射壓裂方法，U型井的增產改造也不例外。水力噴射壓裂方法主要包括水力噴砂射孔和水力噴砂壓裂兩個步驟。在噴砂射孔時，會形成高速含砂流體以將地層射開一個紡錘形孔道，建立井筒和地層連接通道。在噴砂壓裂時，高速射流產生的孔內增壓和環空負壓使得無需機械封隔器便能完成分段壓裂的過程。

對于篩管完井的水平油氣井，水力噴射壓裂方法是唯一有效的改造手段。對于篩管完井的水平井，在噴砂射孔階段攜帶石英砂的射孔液需要從壓裂管柱5與篩管4間環形空間返出，但由于液體的漏失、活性水攜砂能力差等原因，部分石英砂會沉降下來，堆積在壓裂管柱5上，如圖1所示。由于在篩管完井的水平井中，流體即可以在壓裂管柱5與篩管4間的空間流動，也可以在篩管4與裸眼井壁2間流動，因此正洗、反洗均不利于沖砂，從而容易導致砂卡管柱，無法完成后續井段的壓裂施工作業，影響壓裂效果與生產。對于根據現有技術的U型井而言，由于其采用較小尺寸的篩管完井，使得壓裂管柱與篩管之間的空間更小，流體流動阻力更大，進一步加劇了砂卡管柱的幾率，難以通過常規水力噴射壓裂對其進行改造。

發明內容

針對現有技術中所存在的上述技術問題，本發明提出了一種U型井水力噴射壓裂方法。這種U型井水力噴射壓裂方法能夠在水力噴射壓裂過程中防止砂卡管柱，保證施工順利進行。

根據本發明提供了一種U型井水力噴射壓裂方法，包括以下步驟：

步驟一：在水平井的套管內下入帶有噴槍的油管，并將噴槍設置到預定位置，在水平井的油管和套管之間的環空處設置套管閘門，在直井的套管內設置排液閘門；

步驟二：關閉套管閘門，打開排液閘門，在水平井與直井連通的情況下，向油管內注入含砂射孔液進行射孔，射孔結束后，打開套管閘門，向水平井的油管和套管內同時注入壓裂基液，以將油管內的射孔砂經直井頂替到地面；

步驟三：關閉排液閘門，向油管和套管內注入壓裂基液進行壓裂，壓裂結束后，通過油管向所形成的地層裂縫內注入攜砂液，同時向水平井的套管內注入壓裂基液；

步驟四：關閉排液閘門，向水平井的油管和套管內同時注入壓裂基液，以將油管內的壓裂砂頂替到所形成的地層裂縫內，完成壓裂。

根據本發明的U型井水力噴射壓裂的方法，在噴砂射孔施工過程中通過控制設置水平井和直井內的閘門，可改變含砂射孔液的出液通道，使得射孔砂不經過水平井的油管與篩管之間的空間返出地面，而是從直井中返出底面，避免了油管砂卡。此外向套管內注入壓裂基液也會防止攜砂液進入油管與篩管之間的空間內，這也避免了油管砂卡。

在一個實施例中，在步驟二中，含砂射孔液的排量為2.0-2.5m³/min。在一個優選的實施例中，含砂射孔液中的砂的質量含量為6-8%。通過噴槍噴射含砂射孔液，在地層中形成一定長度的孔道，從而實現井筒與地層的連通，為后續壓裂施工做必要準備。

在一個實施例中，在步驟二中，油管內的壓裂基液的排量大于所述套管內的壓裂基液的排量。套管內注入壓裂基液用于防止油管內的射孔砂流到套管和篩管之間的環空內，從而防止油管砂卡。在一個優選的實施方案中，油管內的壓裂基液的排量為2.0-2.5m³/min，套管內的壓裂基液的排量為0.8-1.0m³/min。

在一個實施例中，在步驟三中，油管內的攜砂液的排量大于套管內的壓裂基液的排量。在壓裂時，套管內的壓裂基液用作補液以維持裂縫的延伸。在一個優選的實施例中，油管內的攜砂液的排量為2.0-2.5m³/min，套管內的壓裂基液的排量為0.8-1.0m³/min。