专利名称：单上封喷砂射孔压裂工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于石油天然气开发领域的井下作业技术领域，特别是一种单上 封喷砂射孔压裂工艺。
背景技术：
井下作业首先要进行洗井，射孔，压裂施工，排液，冲砂，最后完井 的工序，最初的工序基本上是一个工序换一趟钻具，作业时间长，职工的
工作量大；发展到现在，基本上洗井下一趟钻具，再下一趟压裂钻具就能 完井。水力喷砂射孔可以将射孔与压裂工艺技术相结合，减少用射孔弹进 行射孔的工序，每道工序可以为井下作业减少射孔作业施工费用，减少井 下作业所用的各种井下作业工具，降低压裂施工的卡钻风险，减少井下作 业的工具费用，达到一趟钻进行完井的目的。
对于油田每口井都要进行射孔和压裂，是常用工艺，喷砂射孔也是老 工艺技术之一，主要是对付底水油帽油藏；喷砂射孔工艺技术因底水油藏 少，所以后来应用较少。为了解决水平井的分射孔与压裂问题，将该工艺 技术与压裂施工联作在一起进行施工了。其基本上解决了水平井压裂施工 的有关问题，但也存在许多的不足，如压裂施工中，要从套管中进行补充 压裂液，增加一套压裂施工设备；当油层破裂压力较高时，要进行酸处理 才能压开；当进行第二层喷砂射孔压裂时，第二层是否压开成为分层压裂 的一个焦点。
发明内容
本发明的目的是提供一种单上封喷砂射孔压裂工艺，它集喷砂射孔与压
裂工艺于一体，减少工序、降低作业风险、降低成本。
本发明的目的是这样实现的，设计一种单上封喷砂射孔压裂管柱，其
特征是在油管的下部连接有水力喷射器，在水力喷射器上部的油管上依
次连接有机械坐封式封隔器和水力锚，水力喷射器的下部通过连接件连接
有可投式砂液回流保护器。
所述的单上封喷砂射孔压裂工艺，其特征是它按以下步骤进行；
1)将从上到下依次连接有水力锚、机械坐封式封隔器、水力喷射器、
可投式砂液回流器保护器6、、尾管的压裂施工管窜，下入到所要施工的油气层部位；
2) 从油管注入从套管返出，进行正循环洗井；
3) 当正循环洗井完成后，从井口投入砂液回流保护器，用一定排量的 液流，将其送入到水力喷射器的下部，让其将水力喷射器下部彻底封堵， 不能有刺漏；泵入的液流只能通过水力喷射器向套管上喷射，达到射开套 管的要求；
4)当套管射开后，正循环出井内的喷射砂液，确保返出的液体中不含 砂子时，可以停泵，卸开井口，正旋转油管，按机械式封隔器坐封的要求 将其坐封，达到保护套管的要求；
5) 按设计施工的排量，砂比，胶联比要求，对油气层进行水力喷射压裂；
6) 当水力喷射压裂施工完成后，对井内的压力进行控制放喷，当放喷排 量低于300L/min时，卸开井口，操作机械式封隔器解封，再开泵进行反冲， 将砂液回流保护器从油管中冲出；
7) 用原管柱对刚施工完的层位进行填砂封堵，达到封堵要求；
8) 再上提管柱到新的层位，重复上述步骤进行第二层或第三层施工；
9) 当所有层位施工完成后，再用原管窜进行冲砂。 本发明的特点是由于在油管2连接水力锚3，水力锚3的下部直接连
接机械坐封式封隔器4，通过调整短节再连接水力喷射器5，再在水力喷射 器5的下部连接砂液回流保护器6，在砂液回流保护器6的下部接油管或尾， 便于冲砂。
这样它解决了如下几个问题
1.解决一趟钻进行洗井，喷砂射孔，分层压裂，抽汲排液，探砂面冲 砂的工艺技术要求，减少射孔弹射孔的作业工序，减少分层压裂的井下作 业工具，降低卡钻的作业风险，以及相关的成本费用。
2. 解决原喷砂压裂施工钻具不能有效地进行分层压裂的问题。
3. 解决该工艺技术中要对套管进行压裂液补充，需要一套压裂施工机 组及其费用的问题。
本发明的有益效果是
1、 当地层破压高于套管安全施工压力时，必须用土酸进行处理地层后， 才能将地层压开。
2、 当地层施工压力较高时， 一旦形成砂堵，压力急剧升高，失去控制， 易将套管压破，可能会将井压报废。尽管压裂车有超压保护也不能达到及 时控制的要求。3、 在压裂施工过程中，要不断的向井内补水，并且其排量达到
700L/min，对于加20-30方支撑剂的施工规模，从套管注入的水量达到20-40 方，浪费了水资源，更重要的是，降低了压入油层的砂浓度，严重影响了 裂缝的支撑宽度，降低了裂缝的导流能力，影响了其改造效果。
4、 通过岭平-l井及塞平-l井的施工可知，尽管水平井施工的是同一个 层位的油层，各个层段的破裂压力，施工压力的差异是很大的。若上一个 层段的破裂压力高于已施工过的下层段施工压力，则施工时，肯定压入了 下段，其上段是不可能压开的。如果是这样，水平井的效果发挥不出来。
5、因套管注入的排量和压力较高，必须用压裂车进行施工，因此， 较常规施工多用了一套压裂机组。而施工用水达到常规施工的1.5-2倍。
6、其优点显而易见，水平段不下压裂施工钻具，不容易卡钻；对于单 层的施工，可以将射孔及压裂结合起来， 一次完成，对于多层的施工，必 须对下层封堵后，才能可靠地压开上段。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。 图1是实施例喷砂射孔压裂工艺管柱示意图。
图中1、套管；2、油管；3、水力锚、4、机械坐封式封隔器；5、水 力喷射器；6、可投式砂液回流保护器。
具体实施例方式
实施例1如图1所示，将从上到下依次连接有水力锚3、机械坐封式封 隔器4、水力喷射器5、可投式砂液回流器保护器6、的油管2的施工管柱 下入套管1中，水力喷射器5要对准要施工的层位；
1) 按图1中所示的连方法，将施工管窜下入到所要施工的油气层部位;
2) 从油管2注入从套管1返出，进行正循环洗井；
3) 当正循环洗井完成后，从井口投入可投式砂液回流保护器6，用一 定排量的液流，将其送入到水力喷射器的下部，让其将水力喷射器 5下部彻底封堵，不能有刺漏；泵入的液流只能通过水力喷射器5 向套管1上喷射，达到射开套管1的要求；
4) 当套管l射开后，正循环出井内的喷射砂液，确保返出的液体中不 含砂子时，可以停泵，卸开井口，正旋转油管，按机械式封隔器坐 封的要求将其坐封，达到保护套管1的要；
5) 按设计施工排量，砂比，胶联比要求，对油气层进行水力喷射压裂;
6) 当水力喷射压裂施工完成后，对井内的压力进行控制放喷，当放喷排量低于300L/min时，再开泵进行反冲，将可投式砂液回流保护器 6从油管2中冲出；
7) 用原管柱对刚施工完的层位进行填砂封堵，达到封堵要求；
8) 再上提管柱到新的层位，重复上述步骤进行第二层或第三层的施工;
9) 当所有层位施工完成后，再用原管窜进行冲砂。 本发明的工艺原理
1) 常规K型或Y型封隔器不能与水力喷射工具一起连接
原水力喷射压裂的入井管窜只有一个水力喷射器，是不能连接水力压差
式封隔器进行工作的；当连接了压差式封隔器后，进行水力喷射施工时， 油管内的液体在水力喷射器的节流作用下，在油套管之间形成压差，压差 式封隔器就坐封，将油管环空阻断，水力喷砂液流不能从油管进入，通过 水力喷射器对套管壁喷射后，再将喷射后的液体从套管返出井外，喷砂射 孔工艺也就无法进行，这两个工具是不能直接连接使用的。
2) 机械坐封式封隔器解决了这一问题
本发明的机械坐封式封隔器解决了这一问题，在水力喷射器的上部用一 个油管调整短节连接一个水力锚和机械坐封式封隔器。当需要进行喷砂射 孔时，从井口投入砂液回流保护器，让砂液回流保护器坐封在水力喷射器 的底部，堵住水力喷射器下部的通道，使液流只能从水力喷射器中喷出，
达到正洗井及水力喷射工艺的要求；即使油套内外压差达到50-70MPa，封 隔器也不坐封；当喷砂射孔工艺完成后，进行水力喷射压裂时，卸开井口， 旋转油管，按机械式封隔器的坐封要求，将封隔器坐封，将油套环空封隔， 此时，在进行水力喷射压裂时，再不需要在套管内补充平衡压力，可节约 一套施工设备，可有效保护套管。
3) 施工管窜的连接
施工油管+水力锚+机械坐封式封隔器+调整短节+水力喷射器+砂液回 流保护器+油管短节。
它适合于套管为4-1/2〃 ； 5〃 ； 5-1/2〃 ； 7〃的套管内作业。
权利要求
1、单上封喷砂射孔压裂管，其特征是在油管(2)的下部连接有水力喷射器(5)，在水力喷射器(5)上部的油管(2)上依次连接有机械坐封式封隔器(4)和水力锚(3)，水力喷射器(5)的下部通过连接件连接有可投式砂液回流保护器(6)。
2、单上封喷砂射孔压裂工艺，其特征是它按以下步骤进行；1)将从上到下依次连接有水力锚(3)、机械坐封式封隔器(4)、水 力喷射器(5)、可投式砂液回流器保护器(6)的油管(2)穿入套管，将 施工管窜下入到所要施工的油气层部位；2) 从油管(2)注入从套管(1)返出，进行正循环洗井；3) 当正循环洗井完成后，从井口投入砂液回流保护器，用一定排量的 液流，将其送入到水力喷射器(5)的下部，让其将水力喷射器(5)下部 彻底封堵，不能有刺漏；泵入的液流只能通过水力喷射器(5)向套管(1) 上喷射，达到射开套管(1)的要求；4) 当套管(1)射开后，正循环出井内的喷射砂液，确保返出的液体 中不含砂子时，可以停泵，卸开井口，正旋转油管，按机械式封隔器坐封 的要求将其坐封，达到保护套管(1)的要求；5) 按设计施工的排量，砂比，胶联比要求，对油气层进行水力喷射压裂；6) 当水力喷射压裂施工完成后，对井内的压力进行控制放喷，当放喷 排量低于300L/min时，再开泵进行反冲，将可投式砂液回流保护器(6) 从油管(2)中冲出；7) 用原管柱对刚施工完的层位进行封堵，达到封堵要求；8) 再上提管柱到新的层位，重复上述步骤进行第二层或第三层施工；9) 当所有层位施工完成后，再用原管窜进行冲砂。
全文摘要
本发明属于石油天然气开发领域的井下作业技术领域，特别是一种单上封喷砂射孔压裂工艺，其特征是在油管(2)的下部连接有水力喷射器(5)，在水力喷射器(5)上部的油管(2)上依次连接有机械坐封式封隔器(4)和水力锚(3)，水力喷射器(5)的下部通过连接件连接有可投式砂液回流保护器(6)。它集喷砂射孔与压裂工艺于一体，减少工序、降低作业风险、降低成本。
文档编号E21B43/11GK101446188SQ200810232699
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者虎 孙, 李静群, 邓继学 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司