[發(fā)明專利]一種水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井分段壓裂方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211215221.1
• 申請(qǐng)日: 2022-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN115478827B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申凱翔;許振強(qiáng);寇貝貝;寧波;王英圣;張渴為;周佳維;歐芬蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26
• 代理公司: 廣州專理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44493
• 代理人: 王允輝

本發(fā)明公開了一種水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井分段壓裂方法，該方法包括固結(jié)井段磨料射流、拖動(dòng)管柱液氮射流、壓裂井段磨料射流、不動(dòng)管柱壓裂改造和水平井逐級(jí)分段壓裂，所述該方法位于水平井內(nèi)部，水平井包括天然氣水合物水平井、套管、油管、固結(jié)井段，天然氣水合物水平井中套管與井眼環(huán)空未實(shí)施固井作業(yè)，利用液氮水力射流建立壓裂井段與已改造段之間的有效封隔，同時(shí)實(shí)施壓裂改造，改進(jìn)常規(guī)水力射孔分段壓裂在水合物儲(chǔ)層適應(yīng)性不足的問(wèn)題，為水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井提供一種安全環(huán)保、方便可靠、操作性極強(qiáng)的分段壓裂方。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水合物儲(chǔ)層分段壓裂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井分段壓裂方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)，主要分布與深海沉積物或陸域永久凍土區(qū)域，因其外觀像冰而且遇火燃燒，所以又被稱為“可燃冰”。

水平井分段壓裂技術(shù)是低滲透致密油氣藏和頁(yè)巖油氣藏經(jīng)濟(jì)開發(fā)重要手段，這為水合物產(chǎn)業(yè)化開發(fā)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供有益借鑒。水平井分段壓裂施工工藝技術(shù)難點(diǎn)在于分段壓裂工藝方式選擇和井下封堵工具，目前國(guó)內(nèi)外水平井分段壓裂的工藝技術(shù)方法主要包括化學(xué)隔離技術(shù)、機(jī)械封隔技術(shù)、限流壓裂技術(shù)和水力噴射分段壓裂技術(shù)。對(duì)于天然氣水合物儲(chǔ)層而言，受現(xiàn)階段固井水泥放熱等影響，一般采用生產(chǎn)套管不固井完井，分段壓裂過(guò)程中采用化學(xué)隔離、機(jī)械封隔和限流壓裂均存在一些弊端，而集射孔、壓裂與封隔一體化功能的水力噴射分段壓裂具有顯著優(yōu)勢(shì)。水力噴射分段壓裂在孔道增壓和油套環(huán)空壓力共同作用下，人工裂縫起裂和延伸。而在弱膠結(jié)水合物儲(chǔ)層中，水力射流孔道形態(tài)有別于成巖地層中較為規(guī)則的紡錘型孔道形態(tài)，孔道增壓作用有限，裂縫起裂和延伸主要依靠油套環(huán)空壓力作用，這對(duì)施工過(guò)程中井下壓力控制要求極高，否則容易造成已改造段的重復(fù)壓裂和低破裂壓力儲(chǔ)層段的起裂延伸。所以，水力噴射分段壓裂雖然具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是其在水合物儲(chǔ)層中應(yīng)用仍存在一系列技術(shù)難點(diǎn)，制約該工藝技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和改造效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井分段壓裂方法，用于解決上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種水合物儲(chǔ)層水平井套管不固井完井分段壓裂方法，該方法包括固結(jié)井段磨料射流、拖動(dòng)管柱液氮射流、壓裂井段磨料射流、不動(dòng)管柱壓裂改造和水平井逐級(jí)分段壓裂，所述該方法位于水平井內(nèi)部，水平井包括天然氣水合物水平井、套管、油管、固結(jié)井段，天然氣水合物水平井中套管與井眼環(huán)空未實(shí)施固井作業(yè)；

所述固結(jié)井段磨料射流：拖動(dòng)水力噴砂射孔壓裂管柱至固結(jié)井段，按照固結(jié)井段水力射流參數(shù)，通過(guò)壓裂車組從油管泵注射孔液及磨料，射穿套管，溝通套管外環(huán)空；

所述拖動(dòng)管柱液氮射流：在固結(jié)井段磨料射流上的固結(jié)井段磨料射流施工結(jié)束后，下放水力噴砂射孔壓裂管柱至固結(jié)井段底部，以液氮為射流介質(zhì)，按照液氮射流參數(shù)，通過(guò)地面壓裂車組從油管泵注液氮，液氮從噴嘴射流噴出時(shí)同步上提管柱，液氮從噴槍噴高速射流嘴流出后，體積快速膨脹，壓力急劇降低，產(chǎn)生焦耳-湯姆遜效應(yīng)，在套管與裸眼環(huán)空以及套管內(nèi)部結(jié)冰而產(chǎn)生固結(jié)冰包，從而對(duì)已改造井段實(shí)現(xiàn)固結(jié)封堵；

所述壓裂井段磨料射流：在拖動(dòng)管柱液氮射流上的拖動(dòng)管柱液氮射流結(jié)束后，拖動(dòng)水力噴砂射孔壓裂管柱至壓裂改造目標(biāo)井段，按照壓裂井段水力射流參數(shù)，通過(guò)壓裂車組從油管泵注射孔液和磨料，射穿套管，溝通儲(chǔ)層，建立壓裂通道；

所述不動(dòng)管柱水力壓裂：在壓裂井段磨料射流上的壓裂井段磨料射流結(jié)束后，保持水力噴砂射孔壓裂管柱不動(dòng)，按照水力壓裂施工參數(shù)，通過(guò)油套同注泵注壓裂液和支撐劑，對(duì)壓裂井段進(jìn)行壓裂改造；