一种水平井高效压裂施工工艺管柱及压裂施工工艺的制作方法_3

文档序号:9720959阅读:来源:国知局
慢下入井内的施工段要求的深度;
[0105]步骤3:水力喷砂射孔
[0106] (1)在正循环正常的情况下,从井口投入第一个钢球,以500-1000L/min流量将其 栗送到球座附近,并降低流量至300L/min;
[0107] (2)当第一个钢球到球座后,油管施工压力升到15_20MPa;
[0108] (3)此时提高施工流量达到水力喷射要求的流量600-1000L/min;
[0109] (4)以3-5 %的砂比,向油管内高压注入混砂液,当栗注时间达到3-5min时,从井口 投入第二个钢球到油管之中,投球时不能停栗;
[0110] (5)当混砂液注入量达10分钟时,停止加砂,继续进行栗送混砂液进行水力喷砂射 孔,直至将混砂液全部通过喷射器顶替出油管后停栗;
[0111] (6)关套管循环阀门开始预压;当地层压开后,油管内栗注流量达到1000升/分以 上时停栗;
[0112] (7)通过油管阀门放压,并让连接在井口上的捕捉器将两个钢球捕捉;
[0113] 步骤4:将套管内的暂存砂注入地层之中
[0114] 1)当油管内注入地层的流量2 2000L/min以上,且注入液量2 30方时,再从套管内 以600L/min的流量注入压裂液;并观察套管压力变化情况;
[0115] 2) 5分钟后,若套管压力变化平稳,提高套管流量到800L/min,再过5分钟,若套管 压力保持平稳或略有上升时,提高套注排液到压裂施工要求的排量,持续将套管中暂存的 砂子压入地层;
[0116] 步骤5:正常压裂
[0117] 按设计要求的油、套管注入流量,砂比,液量,砂量,完成本段的压裂施工;
[0118]步骤6:关井扩散地层压力40分钟;
[0119] 步骤7:以低于300L/min的流量释放地层压力,并防止地层吐砂;
[0120] 步骤8:当地层压力降为零后,以2 800L/min以上的流量反循环出井内余砂;
[0121 ]步骤9:上提钻具到新的施工段;
[0122]步骤10:重复步骤3-步骤9对井内所有水平段进行喷砂射孔压裂作业。
[0123] 以下进一步叙述本发明的工艺原理及技术参数内容:
[0124] 本发明的主体工艺思路:水力喷枪专用于喷砂射孔,不参予压裂施工;压裂施工中 压入地层的大量砂子,通过导压喷砂器压入地层。通过降低喷射的流量、砂比及砂液量提高 喷枪的使用寿命,能使水力喷射的砂液量减少,并可以暂存在套管之中。当喷砂射孔成功 后,把油气层压开,并将暂存在套管中的砂子压入地层内,不让其返出地面,达到高效多簇 喷射的工艺要求。
[0125] 1、高效水力喷射的工艺原理
[0126] (1)水力喷枪的喷孔径向分布在一个圆周面上。
[0127] 本发明的高效水力喷枪是将安装在枪体上的水力喷射孔分布在一个径向园周面 上。现用喷枪是将喷孔沿轴向的螺旋分布,喷孔之间在轴向上,也就是在砂液流动的方向上 有一定的距离,由于这个距离及砂、液的质量比不同,使砂、液在喷枪中发生了分离,质量大 的砂子从下面喷孔中喷出,质量小的液体从喷枪的上部喷孔中喷出,改变了最优的喷射砂 比(3-5%),使下部喷射砂比高达50%以上,降低了喷孔砂液的流速,降低了喷射效果。
[0128] 当水力喷射孔分布在一个圆周面上后,由于喷枪下部再没有其它出口,砂液只能 从喷孔喷出,确保了最优喷射砂比,所以喷枪的效能比原来提高。
[0129] (2)管柱上的高效喷枪一和高效喷枪二通过分流管,将砂液强制分配在每个喷枪 中。
[0130] 通过喷枪上喷孔的螺旋分布形式分析,也能说明在一根施工管柱上,安装两个水 力喷枪时,若让其同时进行水力喷砂射孔,就会出现大量的砂子在惯性力的作用下,流向了 下部的喷枪;当下部喷枪的砂比高达50%以上时,同样也降低了砂液的流速,降低了喷射效 果。当砂比达到一定程度后,下部喷枪会基本上不出砂液。大量的砂液从前面一级喷枪中喷 出,所以现场能够看到施工后的管柱上,上部的喷枪损坏很严重,下部的喷枪基本上完好。
[0131] 高效水力喷枪,在喷枪的内部设置了分流管,强制砂液均匀地分配给每个喷枪,阻 止了砂子在喷枪中沿管柱轴向惯性运动的问题,使砂液按每个喷枪所需的过流面积分配到 每个喷嘴。
[0132] (3)管柱上的导压喷砂器和球座,使水力喷枪只用于水力喷砂射孔
[0133] 当球座内有钢球时,液流通过高效水力喷枪喷射;当喷砂射孔工完成后,将钢球返 出井外,在压裂施工时,不让大量的砂子通过水力喷枪,就可以提高水力喷枪及整个管柱的 寿命。
[0134] (4)采用小流量进行水力喷射
[0135] 根据水力喷枪喷砂射孔的最优砂比及流速要求,只要喷射流速达到170-210米/ 秒,含砂比达到3-5%,3_5分钟就能将套管及水泥环射开。所以,只要水力喷枪喷孔的数量 及直径参数能够满足喷射流速的要求即可,不需要太大的喷射流量。其喷射流量应在600-1000L/min。
[0136] 该喷射流量所用的砂液量较少,最多约为5-10方,可以在套管喷射成功的情况下, 将喷射砂液暂存在环空之间,当油、气层压开后,将其加入地层之中,可以防止砂子返出地 面。
[0137] 2、水平井高效压裂施工工艺管柱
[0138] 其结构从下至上主要包括:导向眼管13、球座二12、TDY封隔11、导压喷砂器10、球 座一 9、多簇高效喷枪三8、油管短节7、第二级分流器6、多簇高效喷枪二5、油管短节一 4、第 一级分流3以及多簇高效喷枪一 2;多簇高效喷枪一 2与油管1连接至井口。
[0139] 其中:
[0140] (1)导向眼管:是现有技术中原施工管柱上的施工工具。
[0141] (2)TDY封隔器:TDY封隔器为现有技术封隔器,本发明采用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生产并销售的TDY封隔器,该封隔器的结构与专利号 为201320626032.3或201310472098.6所提供封隔器结构相同,在此不再详述。
[0142] (3)导压喷砂器:是现有成熟的压裂施工工具。
[0143] (4)球座短节(球座一、二):球座的孔径需根据喷枪内通径进行设计,其通径约等 于喷枪的内通径。
[0144] (5)高效喷枪(多簇高效喷枪一、二、三):是本发明结构部件,其具体结构见图2-图 5〇
[0145] (6)油管短节:是根据簇间距的距离,连接的一节油管。
[0146] (7)油管:是压裂施工时下入井内的油管。
[0147] 3、分流管直径及喷嘴直径计算公式
[0148] (1)分流管直径di
[0149] 假设有η组喷咀n-1个分流管,则第i级分流管的直径计算公式为:
[0152] di-分流管直径,謹;
[0153] η-喷咀组数,每组有4个喷咀;
[0154] D-油管内径,mm;
[0155] δ-分流管壁厚,mm。
[0156] (2)喷咀直径d
[0158] Q-油管内总流量,m3/s。
[0159] η-喷咀组数,每组有4个喷咀;
[0160] V-液体在喷咀内流动的速度,200m/s。
[0161] 4、技术参数及技术要求
[0162] (1)喷孔的射流速度:170-210m/s
[0163] (2)喷射砂比:3-5%
[0164] (3)每簇喷射时间:3-5min.
[0165] (4)每簇喷射前当压力及流量正常后,才能投入钢球。
[0166] (
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1