[發明專利]一種具有雙層結構的異形結構暫堵球

在審

• 申請號: 202210305104.8
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114458233A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 蔡燦;高超;陳浩;譚政博;蒲治成;謝全功
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有雙層結構的異形結構暫堵球，其涉及油氣開采技術領域。所述暫堵球由外層球殼包裹內層實體球芯組成，所述內層球芯形狀與外層球殼一致或為球形，所述暫堵球異形包括橄欖球形、子彈形、圓臺形。在暫堵過程中，相比于常規暫堵球，本發明暫堵球的異形結構更易于被攜帶液攜帶至射孔孔眼處，在井筒與地層壓差作用下暫堵球易于進入射孔且進入位置深，力學穩定性好，以避免暫堵球脫落，對于壓裂中射孔孔眼被沖蝕導致內徑發生變化，本發明暫堵球通過自身異形結構來調節其進入射孔的深度，來實現暫堵球外殼輪廓與射孔內壁貼合，從而避免射孔孔眼沖蝕對暫堵的影響，有效提高暫堵球適應性、密封性和坐封穩定性。

技術領域

本發明涉及油氣開采技術領域，具體涉及一種具有雙層結構的異形結構暫堵球。

背景技術

中國非常規油氣資源豐富，開發非常規油氣藏現已成為主要發展方向，非常規油氣藏具有低孔隙度、低滲透的特點，勘探開發難度大，分段壓裂過程中由于射孔分流具有差異性，導致部分裂縫的發育不均衡，將會影響油氣開采量的提高。

壓裂投球暫堵轉向技術是提高非常規油氣開采量的重要方法，由于其具有工藝簡單、密封性好、施工成本低等優勢，廣泛的應用于油氣開采。投球暫堵轉向技術通過向井底投放大顆粒的暫堵球，暫堵球隨著流體運動至滲透性好的射孔處并進行坐封，迫使井底的流體重新分配往低滲透性的裂縫中流動促進裂縫的良好發育，進而實現改造儲層的作用。

目前油氣開采所使用的暫堵球是常規球形暫堵球，在壓裂施工中，射孔口在支撐劑沖蝕作用下射孔內徑發生變化，這將會導致常規球形暫堵球難以坐封。同時當常規球形暫堵球坐封射孔時，在來流攜帶作用以及套管內與地層壓差變化易導致脫離射孔，這將大大影響流體向低滲透層的轉移，影響低滲層裂縫發育，進而影響油氣增產。基于目前常規球形暫堵球存在的問題，亟需開發出一種適應性好、密封性好、不易脫落的暫堵球來有效解決上述問題。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種具有雙層結構的異形結構暫堵球，用于解決現有暫堵轉向技術中的暫堵球存在適應性差、密封性差、易脫落問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種具有雙層結構的異形結構暫堵球，暫堵球是由外層球殼包裹內層實體球芯組成，所述內層球芯為球形或形狀與外層球殼一致，所述暫堵球異形包括橄欖球形、子彈形、圓臺形。

本發明具有雙層結構的異形結構暫堵球，球芯為剛性材料制成具有較好的承壓能力，能滿足暫堵球坐封射孔處所受的壓力，暫堵球外殼是由彈性材料制成。本發明暫堵球的異形結構更易于被攜帶液攜帶至射孔孔眼處，在井筒與地層壓差作用下暫堵球易于進入射孔且進入位置深，力學穩定性好，以避免暫堵球脫落，對于壓裂中射孔孔眼被沖蝕導致內徑發生變化，暫堵球通過自身異形結構來調節其進入射孔的深度，來實現暫堵球外殼輪廓與射孔內壁貼合，從而避免射孔孔眼沖蝕對暫堵的影響，有效提高暫堵球適應性、密封性和坐封穩定性。

所述暫堵球內、外層可以由可降解材料或不可降解材料制成。

所述暫堵球外層球殼具有彈性，而內層球芯具有剛性。

所述橄欖球形暫堵球直徑與射孔內徑差值(D-D_C)≥2mm，長度L＝1.63D～1.68D，球芯為球形時，內層球芯直徑D_B≤(D-2)，球芯形狀與球殼形狀一致時，外層球殼厚度δ≥1mm。

所述子彈形暫堵球直徑與射孔內徑差值(D-D_C)≥2mm，彈頭部分長度C＝0.815D～0.840D，圓柱段長度S＝0～0.5C，球芯為球形時，內層球芯直徑D_B≤(D-2)，球芯形狀與球殼形狀一致時，外層球殼厚度δ≥1mm。

所述圓臺形暫堵球直徑與射孔內徑差值(D-D_C)≥2mm，長度L＝D～1.23D，上圓臺半徑S＝0～D/4，球芯為球形時，內層球芯直徑D_B≤(S/2+D/4-2)，球芯形狀與球殼形狀一致時，外層球殼厚度δ≥1mm。