[發明專利]一種水平井壓裂防砂一體化完井、作業管柱及工藝方法

在審

• 申請號: 202211313546.3
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115628036A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 申凱翔;許振強;寇貝貝;于彥江;張渴為;王英圣;周佳維;李彬;李晶
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/11;E21B43/08;E21B33/129
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 王允輝

本發明公開了一種水平井壓裂防砂一體化完井、作業管柱及工藝方法，完井管柱包括生產套管、多組完井組合管柱和套管引鞋；作業管柱包括油管、安全接頭、噴嘴短節、卡瓦封隔器、滑套定位工具、油管引鞋；所述作業管柱各部件從上到下依次連接；所述卡瓦封隔器可采用擴張式封隔器，其膠筒長度與滑套套管短節內部的滑套內筒相匹配，在射流及作業過程中膠筒擴張座封，反之膠筒會自動收縮解封；工藝方法包括組配下入完井管柱、拖動作業管柱定位、水力噴砂射孔壓裂、拖動滑套內筒關閉孔眼和重復步驟完成全井段作業；通過創新所述完井管柱和作業管柱，實現水平井分段壓裂改造與防砂一體化，為疏松砂巖儲層水平井提供一種高效的壓裂防砂一體化工藝方法。

技術領域

本發明涉及石油、天然氣等非常規油氣藏完井工程領域，具體來說涉及一種水平井壓裂防砂一體化完井、作業管柱及工藝方法。

背景技術

對于疏松砂巖油氣藏而言，由于儲層膠結疏松、強度低，地層流體在滲流過程中的沖刷、拖曳作用導致近井地帶儲層結構破壞而出砂，儲層出砂問題是困擾疏松砂巖油氣藏儲層高效開采的主要問題之一。雖然采用防砂篩管、礫石充填等工藝能夠預防，但是現有的防砂工藝往往以犧牲油氣井部分產能為代價，使得提高油氣井產量與控制出砂之間存在著不可調和的矛盾。

壓裂防砂技術是目前解決疏松砂巖油氣藏最為普遍的增產型防砂方法，通過壓裂改造在近井儲層建立高導流能力的人工裂縫，不僅將地層流體原來的徑向滲流變成雙線性流，而且在一定程度上降低生產壓差和大幅度降低流動壓力梯度，從而緩減或者避免巖石骨架破壞，實現同步增產與防砂。文章《澀北疏松砂巖氣田割縫管壓裂充填防砂工藝與效果評價》和《壓裂充填防砂技術的應用》等介紹了一些相關的壓裂防砂一體化管柱，主要原理是在常規防砂篩管基礎上，利用壓裂充填工具實施管外礫石充填或者擠壓充填。

但是對于水平井而言，現有的壓裂防砂一體化工具都只能滿足擠壓充填，無法實現分段壓裂改造，制約其壓裂改造效果。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明專利提供了一種水平井壓裂防砂一體化完井、作業管柱，通過完井管柱結構工藝設計及關鍵工具的設計，在保留常規防砂篩管的基礎上，組合滑套套管短節和配套作業管柱實現了儲層的分段壓裂改造與防砂功能一體化。

一種水平井壓裂防砂一體化完井、作業管柱，完井管柱包括生產套管、多組完井組合管柱和套管引鞋。

進一步的，所述完井組合管柱包括滑套套管短節和防砂篩管。所述滑套套管短節設置定位槽、包括滑套內筒和作業外筒，所述滑套內筒可通過配套工具移動至作業外筒內部；所述防砂篩管可選擇但不限于割縫篩管、繞絲篩管、預充填篩管，不僅建立生產過程中流體滲流通道，而且預防地層出砂；

進一步的，所述生產套管下入深度為水平井A靶點附近；所述完井組合管柱相互之間通過絲扣連接并串聯在生產套管底部；所述完井組合管柱組數一般與水平井改造段數相等，根據水平井工程地質儲層等設計壓裂段數和壓裂位置，且每一組完井組合管柱根據實際壓裂段間距調整防砂篩管長度。

進一步的，所述套管引鞋目的在于引導完井管柱順利下入至設計井深。

作業管柱包括油管、安全接頭、噴嘴短節、卡瓦封隔器、滑套定位工具、油管引鞋。

進一步的，所述油管需根據施工參數優選合適規格尺寸。

進一步的，所述安全接頭主要作用是作業管柱在井內遇卡后應急解脫。

進一步的，所述噴嘴短節為耐磨蝕合金射流噴嘴，噴嘴直徑、數量、相位等參數可根據實際施工作業需要設計。

進一步的，所述卡瓦封隔器可采用擴張式封隔器，其中卡瓦封隔器的膠筒長度與所述滑套套管短節內部的滑套內筒相匹配，在射流及作業過程中膠筒擴張座封，而在射流和作業結束后膠筒自動收縮解封。