[發(fā)明專利]用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的管柱及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810730061.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110685611B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿黎東;王敏生;蔣海軍;思娜;光新軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B17/00
• 分類號(hào): E21B17/00;E21B33/134;E21B43/11;E21B43/26
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯(lián)

本發(fā)明提供了一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的管柱，包括：中空的第一噴槍和第二噴槍，在所述第一、第二噴槍的側(cè)壁上分別設(shè)有第一、第二噴嘴，內(nèi)部分別設(shè)有第一、第二滑套，所述第一、第二滑套構(gòu)造成在初始狀態(tài)下分別通過(guò)第一、第二銷釘固定而閉合所述第一、第二噴嘴；依次連接在所述第二噴槍下游端的坐封工具和可溶式橋塞；其中，所述第一、第二滑套能在設(shè)定的壓力作用下打開(kāi)所述第一、第二噴嘴以進(jìn)行射孔與壓裂施工。在所述第一、第二噴槍內(nèi)壁設(shè)有用于減小所述第一、第二滑套阻力的減阻層。在所述第一、第二噴槍外壁及第一、第二噴嘴表面設(shè)有防腐、防磨損的增強(qiáng)層。本發(fā)明還提供了一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的管柱。本發(fā)明還提供了一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)油氣資源的需求量越來(lái)越大。然而，目前發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣藏的概率越來(lái)越小，儲(chǔ)量豐富的非常規(guī)低滲透油氣藏的開(kāi)發(fā)受到了越來(lái)越多的重視。以天然氣為例，2016年我國(guó)新增常規(guī)氣地質(zhì)儲(chǔ)量為6540億立方米，其中低滲透氣和致密氣占比73％。低滲透油氣藏已經(jīng)成為一種重要的非常規(guī)能源，而水力壓裂是動(dòng)用和提高低滲透儲(chǔ)量的有效途徑。為了提高低滲透氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源的產(chǎn)量，水平井分段體積壓裂逐漸成為主要的開(kāi)發(fā)方式。采用分段多簇、多簇同時(shí)壓裂的方法，利用裂縫間的相互干擾，形成相互交錯(cuò)的復(fù)雜縫網(wǎng)，能夠增大改造體積。

目前，常用的分段壓裂方法主要有：限流法分段壓裂、水力噴射分段壓裂、不動(dòng)管柱封隔器分段壓裂、可鉆式橋塞分段壓裂、可溶式橋塞分段壓裂等。其中，限流法分段壓裂針對(duì)性相對(duì)較差，要求的射孔密度較低，將會(huì)妨礙射孔對(duì)有效井筒半徑的擴(kuò)大。同時(shí)，作業(yè)期間，在射孔通道和裂縫入口處可能出現(xiàn)過(guò)大的壓力降，并且會(huì)影響攜砂壓裂液在地層間的分布。此外，限流法進(jìn)行射孔提供的裂縫入口面積較小，在返排和生產(chǎn)期間，易使支撐劑返出。

水力噴射分段壓裂是集水力噴射射孔、水力壓裂、隔離一體化的新型增產(chǎn)改造技術(shù)。雖然其能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的定點(diǎn)噴射，但該技術(shù)實(shí)際水力封隔效果較差，在磨料射孔噴射分層壓裂施工過(guò)程中，壓裂液易流向已施工的閉合裂縫，導(dǎo)致裂縫重新張開(kāi)，造成“吐砂”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響分段壓裂的效果。同時(shí)，該技術(shù)一次投球只能壓裂一段儲(chǔ)層，不利于形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)。此外，磨料射孔反濺對(duì)工具表面磨損嚴(yán)重，磨料也會(huì)造成噴嘴擴(kuò)徑，影響噴射效果。

不動(dòng)管柱封隔器分段壓裂工藝原理是一次性射開(kāi)各壓裂層段后，下入帶有多個(gè)封隔器的管柱，利用封隔器將已有的各射孔段分開(kāi)。并通過(guò)依次投入尺寸越來(lái)越小的球以打開(kāi)不同級(jí)數(shù)的滑套，對(duì)不同層段進(jìn)行壓裂。但該工藝在實(shí)施過(guò)程中，由于管柱發(fā)生蠕變，封隔器易提前坐封，無(wú)法有效封隔儲(chǔ)層。

可鉆式復(fù)合橋塞分段壓裂施工周期相對(duì)較長(zhǎng)、成本較高，存在著橋塞泵送困難、橋塞坐封不丟手等問(wèn)題。

可溶式橋塞分段壓裂管柱，其通過(guò)實(shí)施段內(nèi)噴砂射孔誘導(dǎo)分段壓裂和連續(xù)油管送塞實(shí)現(xiàn)分段壓裂。但是利用該管柱進(jìn)行噴砂射孔分段壓裂時(shí)，砂粒對(duì)噴射器外壁反濺沖擊嚴(yán)重，易造成噴射器磨蝕。此外，噴嘴受到砂粒磨蝕會(huì)造成擴(kuò)徑，嚴(yán)重影響噴射壓裂效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)至少一些如上所述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的管柱。該管柱雙簇同時(shí)壓裂，有利于形成復(fù)雜縫網(wǎng)，提高體積壓裂效果。并且通過(guò)在該管柱的噴槍外壁面、短節(jié)外表面以及噴嘴表面設(shè)有由石墨烯/氮化硼納米多層膜形成的增強(qiáng)層膜，解決了磨料射孔噴射壓裂過(guò)程中，磨料對(duì)工具表面和噴嘴的磨蝕問(wèn)題。以及在噴槍內(nèi)壁面、短節(jié)內(nèi)表面設(shè)有由石墨烯/氮化鈦納米多層膜形成的減阻層膜，起到了減阻作用，有利于滑套在噴槍內(nèi)部滑動(dòng)。提高了磨料射孔噴射壓裂水力封隔效果，保證了已壓開(kāi)裂縫不會(huì)發(fā)生“吐砂”現(xiàn)象。此外，可溶式橋塞的應(yīng)用，大大縮短了施工周期，顯著提高了施工效率。

本發(fā)明還提供了一種用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的方法，該方法使用如上所述的用于磨料射孔與可溶橋塞聯(lián)作雙簇壓裂的管柱進(jìn)行作業(yè)。