一种连续油管压裂管柱及压裂工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续油管压裂管柱及压裂工艺，连续油管压裂管柱包括：由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋。连续油管压裂工艺包括：水力喷砂射孔作业，起裂测试；建立反循环通道，将密封球携带出地面；再次起裂测试，并上提连续油管压裂管柱；向井内注入高砂比携砂液；从环空泵入环空液体；环空液体与高砂比携砂液均匀混合；降低环空排量，进行封隔；重复以上步骤至完成所有压裂作业。第一方面，本发明通过喷枪喷砂射孔、混砂器提供高砂比携砂液的通道，结构简单；第二方面，本发明采用连续油管压裂管柱加砂，通过调整与携砂液混合的环空液体排量，控制井下砂浓度，改善压裂效果。
【专利说明】一种连续油管压裂管柱及压裂工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油天然气领域，特别涉及一种连续油管压裂管柱及压裂工艺。
【背景技术】
[0002]连续油管压裂技术是一种安全、经济、高效的油田服务技术，从上世纪九十年代开始在油气田应用，特别适合于具有多个薄层、气层的井进行逐层压裂作业和水平井分段压裂作业，具有起下压裂管柱快，大大缩短作业时间等优点。
[0003]目前的连续油管多层压裂技术主要包括:连续油管跨式封隔器多层压裂技术、连续油管带底封喷砂射孔压裂技术、连续油管带可钻桥塞喷砂射孔压裂技术等。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]由于受作业深度的影响，现有的连续油管一般管径较小，喷枪的孔眼少，在地面调节的高砂浓度下容易堵塞井下工具，使得加砂浓度受限，采用常规携砂压裂后形成的裂缝形态较为单一，难以沟通更多的储层，使得改造体积和改造强度受到很大的限制，且改造效果较差。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术加砂浓度受限，裂缝形态单一，改造效果较差的问题，本发明实施例提供了一种连续油管压裂管柱及压裂工艺。所述技术方案如下:
[0007]第一方面，提供了一种连续油管压裂管柱，所述连续油管压裂管柱包括:由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋，所述喷枪与所述混砂器上均设置有孔眼。
[0008]作为优选，所述连续油管压裂管柱还包括密封球，通过所述密封球投入所述球座及返出所述球座，实现所述混砂器通道的开启和关闭。
[0009]第二方面，提供了一种连续油管压裂工艺，所述连续油管压裂工艺具体包括:
[0010]步骤10，将密封球装入连续油管压裂管柱，所述密封球坐入球座位置，将所述连续油管压裂管柱放至井内待作业位置，通过喷枪进行水力喷砂射孔作业，并进行起裂测试；
[0011]步骤20，通过环空注入建立反循环通道，将所述密封球携带出地面，开启混砂器通道；
[0012]步骤30，再次进行起裂测试，并移动所述连续油管压裂管柱；
[0013]步骤40，通过所述连续油管压裂管柱的喷枪和混砂器，向所述井内注入高砂比携砂液；
[0014]步骤50，从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体；
[0015]步骤60，调整所述环空的排量，使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合；
[0016]步骤70，降低所述环空的排量，强制脱砂形成砂塞进行封隔，并拖动所述连续油管压裂管柱至下一待作业位置；
[0017]步骤80，重复以上步骤10-70，直至完成所有压裂作业。
[0018]进一步地，所述步骤10具体包括:
[0019]步骤101，在所述连续油管压裂管柱入井前预先装入用于坐封混砂器的密封球；
[0020]步骤102，进行通洗井作业，将所述连续油管压裂管柱下入井内，通过套管接箍定位器实施定位，将所述喷枪下到待作业位置；
[0021]步骤103，通过连续油管向连续油管压裂管柱注入射孔用携砂液，携砂液通过所述喷枪射孔进行水力喷砂射孔作业，当携砂液由连续油管流至距离喷枪200m时，提高喷砂射孔的排量，保证射流效果；
[0022]步骤104，所述水力喷砂射孔作业完成后，进行第一射孔段的起裂测试，记录测试压力，为后期压裂提供参考依据。
[0023]作为优选，所述步骤20中的所述反循环通道的排量为0.3m3/min。
[0024]作为优选，所述步骤20中的所述密封球的密度为2.0?2.4g/cm3。
[0025]作为优选，所述步骤30中将所述连续油管压裂管柱向上移动0.3m。
[0026]作为优选，所述步骤40中所述高砂比携砂液的浓度为1196.28-2392.56kg/m3。
[0027]进一步地,所述高砂比携砂液的流速低于10.67m/s。
[0028]作为优选,所述步骤50中所述环空的排量为4-10m3/min。
[0029]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0030]第一方面，本发明提供的连续油管压裂管柱通过喷枪喷砂射孔作业，通过混砂器提供高砂比携砂液的通道，本发明结构简单，易于实现；第二方面，本发明提供的连续油管压裂工艺，采用连续油管压裂管柱加砂，并通过调整与携砂液混合的环空液体排量，从而在井下控制砂的浓度，将原来的地面调节砂的浓度转为地下调节砂的浓度，突破了常规压裂的方式，也使得所加的砂浓度可以随意调节，压裂后形成的裂缝网络复杂程度得以提高，实现裂缝内暂堵转向，进而改善了压裂效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本发明实施例提供的连续油管压裂管柱的结构示意图；
[0033]图2是本发明又一实施例提供的连续油管压裂工艺的流程图；
[0034]图3是本发明又一实施例提供的连续油管压裂管柱的工作状态示意图。
[0035]其中:1连续油管压裂管柱，11连续油管，12连接器，13液压丢手，14套管接箍定位器，15喷枪，16球座，17混砂器，18单流阀，19引鞋，
[0036]2 孔眼，
[0037]3密封球，
[0038]4 裂缝，
[0039]5 井。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0041]实施例一
[0042]如图1所示，第一方面，本发明实施例提供了一种连续油管压裂管柱1，所述连续油管压裂管柱I包括:由上至下顺次连接的连续油管11、连接器12、液压丢手13、套管接箍定位器14、喷枪15、球座16、混砂器17、单流阀18和引鞋19，所述喷枪15与所述混砂器17上均设置有孔眼2。
[0043]如图1所示，作为优选，所述连续油管压裂管柱I还包括密封球3，通过所述密封球3投入所述球座16及返出所述球座16，实现所述混砂器17通道的开启和关闭。
[0044]其中，本发明实施例中，在连续油管压裂管柱I入井5前预先装入用于封堵混砂器17的密封球3，下入连续油管压裂管柱I至井5内，通过喷枪15的孔眼2完成水力喷砂射孔，完成射孔过程后进行反循环，将密封球3携带出地面，开启混砂器17的孔眼2，使得混砂器17开始工作，完成该段施工后通过连续油管11拖动钻具到上一射孔位置，继续投密封球3，泵送到球座16和喷枪15到预定位置，封堵混砂器17的端口，重复以上步骤完成剩余层段的施工，混砂器17在射孔时不工作，完成射孔后将前端的密封球3携带出地面后，混砂器17开始工作，连续油管11高砂比携砂液通过混砂器17和喷枪15进入环空，与环空大排量注入不携砂的滑溜水进行混合，由于混砂器17采用大通道、偏心角的结构设计，能够保证出口流体在旋转情况与环空大排量液体接触，短时间内实现充分混合，达到井5下控制砂浓度的目的；本发明提供的连续油管压裂管柱I结构简单，易于实现，现场实用性强。
[0045]实施例二
[0046]如图2所示，也可参见图3，第二方面，本发明实施例提供了一种连续油管11压裂工艺，所述连续油管11压裂工艺具体包括:
[0047]步骤10，将密封球3装入连续油管压裂管柱1，所述密封球3坐入球座16位置，将所述连续油管压裂管柱I放至井5内待作业位置，通过喷枪15进行水力喷砂射孔作业，并进行起裂测试；
[0048]步骤20，通过环空注入建立反循环通道，将所述密封球3携带出地面，开启混砂器17通道；
[0049]步骤30，再次进行起裂测试，并移动所述连续油管压裂管柱I至合理的距离；
[0050]步骤40，通过所述连续油管压裂管柱I的喷枪15和混砂器17，向所述井5内注入高砂比携砂液；
[0051]步骤50，从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体；
[0052]步骤60，调整所述环空的排量，使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合，其中，调整环空的排量，完成井5下控砂浓度施工，即在混砂器17的作用下，高砂比携砂液以紊流状态流出连续油管压裂管柱1，通过前期测试压裂施工曲线以及储层岩石力学分析，优化油套管施工排量与施工砂浓度，调整环空的排量，使环空液体与高砂比携砂液在短距离完成均匀混合，控制井5下砂浓度，实现缝内暂堵转向压裂，从而实现复杂的裂缝4缝网；
[0053]步骤70，降低所述环空的排量，强制脱砂形成砂塞进行封隔，并拖动所述连续油管压裂管柱I至下一待作业位置，其中，环空降排量形成砂塞，即在完成一段压裂施工的最后阶段，通过降低环空的排量，由4-10m3/min降至0.3_2m3/min，人为造成缝口强制脱砂形成砂塞，为下一段压裂施工提供了有效的封隔，通过连续油管11拖动整个钻具到上一射孔位置；
[0054]步骤80，重复以上步骤10-70，直至完成所有压裂作业。
[0055]本发明提供的连续油管11压裂工艺，通过喷枪15喷砂射孔作业，通过混砂器17提供高砂比携砂液的通道，采用连续油管压裂管柱I加砂，并通过调整与携砂液混合的环空液体排量，从而控制井下砂浓度，将原来的地面调节砂的浓度转为地下调节，突破了常规压裂的方式，也使得所加的砂浓度可以随意调节，压裂后形成的裂缝4网络复杂程度得以提高，实现裂缝4内暂堵转向，进而改善了压裂效果。
[0056]进一步地,所述步骤10具体包括:
[0057]步骤101，在所述连续油管压裂管柱I入井5前预先装入用于坐封所述混砂器17的密封球3 ；
[0058]步骤102，进行通洗井5作业，将所述连续油管压裂管柱I下入所述井5内，通过套管接箍定位器14实施定位，将所述喷枪15下到所述待作业位置；
[0059]步骤103，通过连续油管11向所述连续油管压裂管柱I注入射孔用携砂液，所述携砂液通过所述喷枪15的射孔进行水力喷砂射孔作业，当所述携砂液由所述连续油管11流至距离所述喷枪15200m时，提高喷砂射孔的排量；
[0060]步骤104，所述水力喷砂射孔作业完成后，进行第一射孔段的起裂测试，记录测试压力，为后期压裂提供参考依据。
[0061]作为优选，所述步骤20中的所述反循环通道的排量为0.3m3/min。
[0062]作为优选，所述步骤20中的所述密封球3的密度为2.0?2.4g/cm3。
[0063]其中，通过环空注入建立反循环通道，排量0.3m3/min，将混砂器17前端的密封球3携带出地面，完成混砂器17孔眼2的开启，为了保证密封球3能够返出地面，要求尽可能降低密封球3密度，一般为2.0?2.4g/cm3。
[0064]作为优选，所述步骤30中将所述连续油管压裂管柱I向上移动0.3m。其中，环空泵注，完成起裂测试，记录测试压力，为保证最优的混砂距离，上提连续油管压裂管柱I大约 0.3mο
[0065]作为优选，所述步骤40中所述高砂比携砂液的浓度为1196.28-2392.56kg/m3。
[0066]进一步地，所述高砂比携砂液的流速低于10.67m/s。
[0067]作为优选，所述步骤50中所述环空的排量为4_10m3/min。其中，从环空泵入环空液体，环空液体一般采用滑溜水，不携砂，排量为4-10m3/min。
[0068]上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0069]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种连续油管压裂管柱，其特征在于，所述连续油管压裂管柱包括:由上至下顺次连接的连续油管、连接器、液压丢手、套管接箍定位器、喷枪、球座、混砂器、单流阀和引鞋，所述喷枪与所述混砂器上均设置有孔眼。
2.根据权利要求1所述的连续油管压裂管柱，其特征在于，所述连续油管压裂管柱还包括密封球，通过所述密封球投入所述球座及返出所述球座，实现所述混砂器通道的开启和关闭。
3.基于权利要求1-2的一种连续油管压裂工艺，其特征在于，所述连续油管压裂工艺具体包括: 步骤10，将密封球装入连续油管压裂管柱，所述密封球坐入球座位置，将所述连续油管压裂管柱放至井内待作业位置，通过喷枪进行水力喷砂射孔作业，并进行起裂测试； 步骤20，通过环空注入建立反循环通道，将所述密封球携带出地面，开启混砂器通道； 步骤30，再次进行起裂测试，并移动所述连续油管压裂管柱； 步骤40，通过所述连续油管压裂管柱的喷枪和混砂器，向所述井内注入高砂比携砂液； 步骤50，从所述环空大排量泵入不携砂的环空液体； 步骤60，调整所述环空的排量，使得所述环空液体与所述高砂比携砂液均匀混合； 步骤70，降低所述环空的排量，强制脱砂形成砂塞进行封隔，并拖动所述连续油管压裂管柱至下一待作业位置； 步骤80，重复以上步骤10-70，直至完成所有压裂作业。
4.根据权利要求3所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤10具体包括: 步骤101，在所述连续油管压裂管柱入井前预先装入用于坐封混砂器的密封球； 步骤102，进行通洗井作业，将所述连续油管压裂管柱下入井内，通过套管接箍定位器实施定位，将所述喷枪下到待作业位置； 步骤103，通过连续油管向压裂管柱注入射孔用携砂液，所述携砂液通过喷枪的射孔进行水力喷砂射孔作业，当携砂液由连续油管流至距离所述喷枪200m时，提高喷砂射孔的排量，保证射流效果； 步骤104，所述水力喷砂射孔作业完成后，进行第一射孔段的起裂测试，记录测试压力，为后期压裂提供参考依据。
5.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤20中的反循环通道的排量为0.3m3/min。
6.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤20中密封球的密度为 2.0 ?2.4g/cm3。
7.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤30中将连续油管压裂管柱向上移动0.3m。
8.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤40中高砂比携砂液的浓度为 1196.28-2392.56kg/m3。
9.根据权利要求8所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述高砂比携砂液的流速低于 10.67m/S。
10.根据权利要求4所述的连续油管压裂工艺，其特征在于，所述步骤50中所述环空的排量为 4_10m3/min。
【文档编号】E21B43/26GK104213890SQ201310217570
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】王在强, 付钢旦, 任国富, 姜勇, 邵媛, 任勇 申请人:中国石油天然气股份有限公司