[發(fā)明專利]一種多簇均衡延伸裝置及其使用方法

在審

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• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN114427423A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 蔣廷學;李洪春;丁士東;左羅;李奎為;周珺;周林波;許國慶
• 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: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/14;E21B34/14
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉碩

本發(fā)明提出了一種多簇均衡延伸裝置及其使用方法，屬于油氣井開發(fā)技術領域，包括：筒形的本體，所述本體的上下兩端連接套管柱；以及沿軸向設置在所述本體的外壁上的若干凸棱，所述凸棱上設置有若干壓裂孔眼；其中，所述壓裂孔眼為經(jīng)過強化處理的孔眼。本發(fā)明實現(xiàn)了水平井分段壓裂的段內各簇裂縫的均勻延伸，形成復雜縫網(wǎng)，提高壓裂改造體積，減少套變的發(fā)生，降低開發(fā)成本和提高水平井分段壓裂開發(fā)效果。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多簇均衡延伸裝置，適用于水平井的分段壓裂作業(yè)，屬于油氣井開發(fā)技術領域。本發(fā)明還涉及一種多簇均衡延伸裝置的使用方法

背景技術

目前，水平井分段多簇壓裂技術已獲得大規(guī)模推廣應用，并在不同巖性的油氣藏勘探開發(fā)中發(fā)揮了重要的增儲上產作用。其作用機理在于以分段為基礎，每段裂縫都形成復雜的縫網(wǎng)。而能否形成復雜的縫網(wǎng)，主要取決于段內各簇裂縫間的誘導應力干擾效應差值超過原始的水平應力差值。這其中又暗含一個前提是各簇的裂縫長度延伸程度基本相當，如果各簇裂縫長度差異較大，則各裂縫間的誘導應力干擾效應則大打折扣，進而導致段內裂縫的復雜性及改造體積大大降低。此外，大量的壓裂液及支撐劑只進入少量的裂縫后，使得該裂縫的誘導應力過大，可能向下段的裂縫處傳遞更遠，會導致下段靠近趾部的裂縫延伸被壓抑。為此，還要增加段間距，使下段裂縫離得更遠，這就降低了水平井段的利用率，尤其是含氣好的地方舍棄后對產量的降低更大。更有甚者，少量的裂縫吸收了絕大部份壓裂液及支撐劑后會導致局部應力集中效應更大，會引起該裂縫附近的套管產生塑性變形。因此，段內多簇間裂縫不均衡延伸的弊端很大。而且，段內多簇裂縫不均衡延伸的現(xiàn)象是非常普遍的，國外大量的監(jiān)測資料已證實6簇射孔裂縫，最大的裂縫長度是最小裂縫長度的6倍以上。國內的雙簇裂縫起裂擴展的物理模擬結果也證實，有50％情況是單簇裂縫起裂，雙簇起裂的裂縫均衡延伸的情況只占14％。

以往促進多簇裂縫均衡延伸的措施主要包括變參數(shù)射孔、使用暫堵球等。但變參數(shù)射孔具有很大的不確定性，各簇裂縫延伸程度也不十分清楚；采用暫堵球對射孔眼進行封堵，由于目前暫堵球密度較壓裂液大得多(1.3-1.7g/cm3居多，壓裂液一般1.01-1.03g/cm3)，導致暫堵球的運移軌跡與壓裂液不同步。例如，假若靠近根部的某簇裂縫延伸程度大需要封堵，但因暫堵球密度大使得其流動慣性大，其更多地向靠近趾部裂縫運移。導致想封堵的跟部裂縫沒有封堵住。特別是，因暫堵球密度大，在封堵的某簇裂縫，水平井筒頂部的孔眼是封堵不住的，即使封堵住了也會很快脫離頂部的孔眼。這樣導致的結果是井筒壓力因部分暫堵而升高，會促使更多的壓裂液及支撐劑向先前延伸程度大的裂縫中運移和分布，反而加劇了多簇裂縫延伸的非均衡性。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中所存在的上述技術問題，本發(fā)明提出了一種多簇均衡延伸裝置及其使用方法，實現(xiàn)水平井分段壓裂的段內各簇裂縫的均勻延伸，形成復雜縫網(wǎng)，提高壓裂改造體積，減少套變的發(fā)生，降低開發(fā)成本和提高水平井分段壓裂開發(fā)效果。

本發(fā)明的一個方面，提出了一種多簇均衡延伸裝置，包括：

筒形的本體，所述本體的上下兩端連接套管柱；以及

沿軸向設置在所述本體的外壁上的若干凸棱，所述凸棱上設置有若干壓裂孔眼；

其中，所述壓裂孔眼為經(jīng)過強化處理的孔眼。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述壓裂孔眼沿徑向設置在所述本體上，并沿所述凸棱均勻布置成列。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述壓裂孔眼包括直角孔眼或倒圓弧孔眼。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述壓裂孔眼設置在所述本體的上部；所述本體內設置有滑套，所述滑套在初始狀態(tài)時位于所述本體的上部并擋住所述壓裂孔眼；到達預定位置后，所述滑套在打開工具的作用下移動到所述本體的下部，并使所述壓裂孔眼打開。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述本體內的滑套為一組或多組，一組所述滑套為多個過球滑套加一個底部止球滑套；多組所述滑套包括若干組過球滑套和設置在每組最底部的止球滑套。