专利名称：油井用射孔和酸化压裂组合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田使用的一种完井装置，具体地说是一种油井用射 孔和酸化压裂组合装置，二、 背景技术在我国已探明的油气田中，有相当部分属于低孔隙度、低渗透率 油藏。这些油藏在射孔作业后通常不能马上出油，或者不能得到满意 的产量，因此还要进行酸化压裂等措施，才能开始采油。这些措施通 常是将有一定酸性的液体注入套管中，封闭井口，用压裂车给封闭在 套管中的液体加压。这个压力通过液体作用在孔道周围的油层上，使 其开裂并将裂纹延伸。裂缝压开之后，酸性液体进入油层裂缝之中， 与裂缝周围的岩石发生化学反应，腐蚀掉其中的某些成分，致使这些裂缝成为永久裂缝，不再闭合。这样处理后的油井一般可在3-5年内 保持高产稳产。目前的问题是酸化压裂作业不仅工艺繁琐，设备复杂， 耗资具大，而且在条件恶劣的环境如沙漠、海洋以及交通不便的山区 很难实现。三、 发明内容本发明之目的就是针对上述问题，提供一种具备射孔、高能气体 压裂以及酸化处理等多种功能的完井装置，使这几项作业一次完成。本发明的目的是这样实现的； 一种油井用射孔和酸化压裂组合装 置，它包括装有2~4个石油射孔器的组合射孔单元和能完成酸化压裂
作业的后效作用部分，其结构特征是在射孔单元外侧对称的充填压裂 装药、酸性材料和将这些酸性材料送入油层孔道的助推装药，以及盛 装它们的助推仓。助推仓外表面为圆柱型，内表面为易于酸性材料推出的流线或折 线型，整体为轴对称中空旋转体，助推仓轴线与射孔器轴线垂直，射 孔单元放置在助推仓中部，助推仓可由金属、塑料或其它固体材料制 成。压裂装药位于射孔单元两侧，它可以是火药、推进剂以及它们的 混合物，为块状固体。它可以做成药环套在射孔器外壳上；也可以做 成药饼，放在射孔单元与酸性材料之间。压裂装药的外侧是酸性材料。酸性材料可由固体酸性颗粒、液体 酸性胶丸或其它酸性材料组成。酸性材料的外侧是助推装药，助推装 药可以是火药、推进剂以及它们的混合物，为块状圆柱形固体。由于采用了上述方案，本发明油井用射孔和酸化压裂组合装置， 可通过在射孔枪内装添火药和酸性材料来实现射孔器起爆后，压垮药型罩，形成金属射流在岩层中射孔，同时装药爆炸产生的高温高压 也点燃了射孔器周围的压裂装药和助推装药。由于压裂装药紧贴射孔 单元，处于过能量点火，它瞬间产生大量的高能气体立即随炸药的爆 轰产物进入油层孔道，并对其压裂造缝。油层压开以后，枪内处于高 压状态，而油层处于低压区域，枪内盛装的酸性材料就会在这个压力 差的作用下向油层运动，进入油层孔道及周围的裂缝中。最后这些封 闭在油层及孔道中的酸性材料就会慢慢地与周围的岩层发生化学反
应，腐蚀掉其中的某些成分，在岩层中造出永久裂缝。这样作业之后， 近井带油层的渗透率会大大提高，油气产量就会有明显的增加。四
图1是石油勘探和采油时油井射孔作业示意图。图2是普通的石油射孔器结构图。图3是本发明采用的含有四个射孔器的射孔和酸化压裂组合装 置示意图。图4是本发明采用的含有三个射孔器的射孔和酸化压裂组合装 置示意图。图5是图4所示含有三个射孔器的射孔单元的剖视图。 图6是本发明采用的含有二个射孔器的射孔和酸化压裂组合装 置示意图。五具体实施方式
图1是油井射孔作业示意图。在石油勘探和开采时，通常要先在 含油地块上钻井，再将套管1下到井内，然后将套管1和油层5固结 在一起，最后将装有射孔器3的射孔枪2下到油井内合适位置。当深 度校准以后，就可以进行射孔作业了。图3为本发明实施例(I )，其特点是将四个射孔器3两两一组， 组成一个射孔单元3 <，将这个射孔单元3 <放在射孔酸化压裂组合装 置的中部，周围增加了后效作用部分(即酸化压裂部分)。后效作用 部分由压裂装药6，酸化材料7，助推装药8及助推仓(即材料仓)9 组成，导爆索4在中心穿过。助推仓9外表面为圆柱型，内表面为折 线或流线型旋转曲面，整体为中空轴对称旋转体，中部平行放置两组共4发射孔器3 (即组合射孔器3"。每组射孔器两发背向放置，两 组射孔器3分上下两层紧靠在一起，轴线垂直成90度。射孔器3与 助推仓9的轴线垂直。射孔单元3<的外侧为压裂装药6，压裂装药6 可以做成固体药饼，紧贴在射孔单元3<外侧；也可以做成药环套在 射孔器外表面。压裂装药可以是火药、推进剂以及它们的混合物，为 固体块状结构。压裂装药的外侧是酸性材料7。酸性材料7可以是固 体酸性颗粒、液态酸性胶丸以及其它颗粒状酸性材料，整体成圆柱或 圆台状，外表面与助推仓9内表面相接。酸性材料7的外侧是助推装 药8。助推装药8由火药、推进剂或它们的混合物组成，为高密度块 状固体，放在整个装置的最外侧，导爆索4在压裂装药6，酸性材料 7，助推装药8中间穿^。图4为本发明实施例(II )，其结构特点是助推仓9中部的射孔 单元3<中含有三个射孔器3，其它结构与实施例(I )完全相同。图5是本发明实施例(II)含有三个射孔器3的射孔单元3 〈的 剖视图，其特点是三个射孔器3 口部朝外背向放置，轴线成120度角， 并在一个平面上，导爆索4从三个射孔器3的起爆点中心通过，并与 起爆孔相接。'图6是本发明实施例(III)，其结构特点是在助推仓9中部装有 --个含两个射孔器3的射孔单元3 <，其它结构与实施例(I )完全 相同。由于采用了以上方案，本发明油井用射孔和酸化处理组合装置可
通过在射孔器两侧充填火药和酸性材料来实现射孔枪起爆后，导爆 索4将爆轰逐级传播。引爆射孔单元3 (，使其在射孔的同时，也把枪内的压裂装药6和助推装药8点燃。压裂装药6点火后，产生大量 高能气体，把油层5孔道压开。与此同时，助推装药8剧烈燃烧，也 将酸性材料推出射孔枪，进入油层5孔道及周围的裂缝中。最后，这 些封闭在油层孔道及周围裂缝中的酸性材料就会慢慢地与周围岩层 发生化学反应，腐蚀掉其中的某些成分，在岩层中造成永久裂缝，使 油层与井筒之间产生更多更畅通的流通渠道。这就是油井用射孔和酸 化压裂组合装置的工作原理。
权利要求
1、一种油井用射孔和酸化压裂组合装置，包括装有2～4个射孔器(3)的组合射孔单元(3ㄑ)、压裂装药(6)、酸性材料(7)、助推装药(8)、助推仓(9)及导爆索(4)，其特征是助推仓(9)外表面为圆柱型，内表面为流线或折线旋转曲面，整体为中空轴对称旋转体，中部加工出圆孔以装添和固定组合射孔单元(3ㄑ)，助推仓(9)与射孔单元(3ㄑ)轴线垂直，压裂装药(6)、酸性材料(7)、助推装药(8)、导爆索(4)也装在助推仓(9)之中，其排列顺序为射孔单元(3ㄑ)居中，两侧对称依次是压裂装药(6)、酸性材料(7)、助推装药(8)，导爆索(4)在压裂装药(6)酸性材料(7)和助推装药(8)中间穿过。
2、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是射孔采用具有4个射孔器(3)的组合射孔 单元(3()，射孔器(3)两个一组背向水平放置，这样两组 射孔器分上下两层平行放置组成一个射孔单元(3 <)，两组射 孔器轴线垂直，并都和助推仓(9)轴线垂直。
3、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是射孔采用具有三个射孔器(3)组成的射孔 单元(3()，三个射孔器背向平行放置，轴线相互成120度角，每个射孔器都与助推仓(9)轴线垂直，导爆索(4)从射孔 单元(3<)中间的起爆孔穿过，并与起爆孔相接。
4、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是射孔釆用具有两个射孔器(3)组成的射孔 单元(3()，两个射孔器(3)背向水平放置，轴线成180度 角，每个射孔器(3)都与助推仓(9)轴线垂直。
5、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是压裂装药(6)置于射孔单元(3〈)外侧，它 由火药、推进剂或它们的混合物组成，为块状固体，可以做 成药饼紧贴射孔单元(3<)放置，也可做成药环套在射孔器(3)外表面。
6、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是酸性k料(7)置于压裂装药(6)外侧，整 体成圆柱或圆台状，它可以是固体酸性材料颗粒、液体酸性 材料胶丸以及其它酸性材料颗粒，圆柱外表面与助推仓(9) 内表面相接。
7、 根据权利要求1所述的油井用射孔和酸化压裂组合 装置，其特征是助推装药(8)置于酸性材料(7)外侧，它 可以是火药、推进剂以及它们的混合物组成。为块状固体。
全文摘要
一种油井用射孔和酸化压裂组合装置，包括含有2～4个射孔器的射孔单元和后效作用部分，其特点是将射孔单元置于助推仓中部，外侧对称的装有压裂装药、酸性材料以及助推装药。它利用射孔器装药爆轰在油层中射孔；同时火药燃烧对油层压裂造缝，并将酸性材料推入油层孔道及周围的裂缝中；酸性材料在水中分解形成液态酸，进而与孔道和裂缝周围物质产生化学反应，清堵并扩大缝隙……一次施工完成多项作业。通过以上作业，可以大大提高射孔效率，改善近井带油层的渗透率，使得一般的低孔、低渗透油藏不用实施水力压裂即可投产。对于孔隙度、渗透率特低，岩层特致密的油气藏，也可以大大降低水力压裂的开裂压力，从而降低了作业难度，节省了施工费用，提高了作业的安全性。
文档编号E21B43/00GK101148980SQ20061015296
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者史慧生 申请人:史慧生