[發明專利]一種噴射切縫壓裂一體化裝置及壓裂方法

在審

• 申請號: 202210065154.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114482940A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 鄭凱歌;王澤陽;戴楠;李延軍;楊森;楊歡;陳志勝;李彬剛;王豪杰;劉昌益;王林濤;方秦月
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/114
• 分類號: E21B43/114;E21B43/119;E21B43/26
• 代理公司: 重慶上義眾和專利代理事務所(普通合伙) 50225
• 代理人: 譚勇

本發明公開了一種噴射切縫壓裂一體化裝置及壓裂方法，所述噴射切縫壓裂一體化裝置包括管路，所述管路上連接有第二封隔器、定壓截流器、第一封隔器和導向裝置，在第二封隔器和定壓截流器之間設置有角度可控定向射孔及切縫裝置，在第二封隔器和定壓截流器之間設置有角度可控定向射孔及切縫裝置，所述角度可控定向射孔及切縫裝置包括外殼和設于所述外殼內部的控向噴射裝置，所述控向噴射裝置上設有噴嘴，對應噴嘴的所述外殼相應位置環向開設有槽；本發明利用噴射切縫壓裂一體化裝置集成了噴射、切縫和壓裂功能，采用本發明即可在射孔或切縫結束后無需更換孔內工具即可完成分段壓裂的后續施工，大幅度降低人員的勞動強度，提高工作效率。

技術領域

本發明涉及水力壓裂技術領域，尤其涉及一種噴射切縫壓裂一體化裝置及壓裂方法。

背景技術

水力壓裂技術起源于石油系統，通過水力壓裂技術對含油地層內部的原生裂隙進行擴展，以增強油氣的抽采效率和抽采范圍。近年來煤炭系統引入水力壓裂技術治理煤礦頂板及瓦斯，堅硬煤層弱化方面成果豐碩。

但由于巖體是一種非均質、非連續且各向異性的特殊材料，目前在實際進行水力壓裂的過程中無法對水力壓裂形成的裂隙方向進行準確控制，從而影響壓裂的效果及影響范圍。研究表明，壓裂前對孔壁制造孔洞或縫隙能夠控制壓裂過程中的裂隙拓展方向且能擴大水力壓裂影響范圍。

目前的射孔和切縫裝置與壓裂工具互斥，在射孔或切縫結束后需要整體從鉆孔內退出裝置，更換壓裂工具后再次送入孔內。目前分段水力壓裂工程鉆孔最大深度已經能夠超過500m，因此退出孔內裝置后進行壓裂工藝流程繁瑣，勞動強度大，效率低。

如CN111287721A公開的先用復合射孔槍串中的射孔槍進行射孔，待井底壓力穩定后，起出復合射孔槍串，然后再進行水力壓裂作業，這樣一來壓裂工藝繁瑣，效率太低。

現有的射孔和切縫裝置確實能夠對鉆孔內壁進行單獨射孔或者切縫，但在工程實際使用過程往往存在著以下弊端：

(1)射孔和切縫裝置是兩個單獨裝置，面對不同的工程需求時需要對裝置進行整體更換，因此工程現場需要同時購買兩套裝置，增加成本。

(2)射孔裝置中噴嘴位置與噴嘴數量在出廠時就固定，當工程需要增加射孔數量時僅能夠通過鉆機旋轉遠端鉆桿最終帶動裝置旋轉進而改變射孔角度，增加射孔數量。而實際工程應用過程中分段壓裂鉆孔深度最大超過500m，由于鉆桿的剛性有限，因此通過鉆機旋轉遠端的鉆桿無法對噴嘴旋轉的角度進行準確的控制，往往無法滿足計劃射孔的方位和角度，影響后續壓裂效果。

鑒于上述缺陷，本發明的設計者研究設計了一種噴射切縫壓裂一體化裝置及壓裂方法，以克服上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，提供一種噴射切縫壓裂一體化裝置及壓裂方法，解決了目前壓裂工藝流程繁瑣，效率低，成本高等技術問題，通過本發明的噴射切縫壓裂一體化裝置實現了噴射、切縫和壓裂一體，實現控向、控量條件下的射孔和360°切縫，射孔結束后無需更換孔內工具即可完成分段壓裂的后續施工，采用本發明的壓裂方法實現了高效壓裂且壓裂效果佳。

本發明所采用的一種技術方案：一種噴射切縫壓裂一體化裝置，包括管路(17)，所述管路(17)上連接有第二封隔器(16)、定壓截流器(14)、第一封隔器(13)和導向裝置(12)，