一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统及工艺方法与流程

本发明涉及一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统及工艺方法，特别涉及页岩气水平井的多种裂缝堵塞的解除，并顺利快速进行压裂解堵和返排。

背景技术：

目前，各油田均进入中后开采期，较多油井内出砂严重,即使采取了防砂措施,也不能保证油水井的长期稳产，有学者开发了水力振荡解堵方法,取得了一些应用效果,但由于不能旋转井下工具,难以对防砂管进行全方位的处理，堵塞严重的防砂管有时必须起出来更换,不但成本很高,而且作业周期较长,影响油田正常生产。

因此，随着深井、超深井和非常规油气资源的不断开发，大功率、高压力、大排量的压裂施工作业会越来越频繁，单井压裂作业时间也会越来越长油气开采的难度愈来愈大，油气田开发必须通过大型压裂作业才能解决增产稳产问题，同时随着油气资源价格的不断上涨，提升了非常规油气资源的开采价值，需要大规模进行压裂和返排压裂废液，进一步拓展了压裂施工作业区域，单次施工作业时间达30个小时，施工作业较长，中途不能间断，大多数油区在压裂过程中，出现裂缝堵塞，不能在线进行解堵和返排，有些油田配备了有单独的返排装置，但是制造成本较高，占地面积较大，为解决这些难题，特别是水平井在线压裂施工作业。

针对这一问题,开发了一种解除的新技术，该技术施工简单、成本低,在常规冲砂作业时或采气过程中用油管下入井下射孔工具,也可以利用井架绞车带动油管柱上下移动。由于射孔工具可按照既定速度旋转,可实现对页岩裂缝的全方位解堵；高效喷嘴产生的射流直接对着页岩裂缝冲击,能量集中，工作介质为清水或经过返排后的循环液体。

技术实现要素：

本发明涉及本发明提供一种页岩气水平井解堵返排的工艺方法及实施该方法的解堵返排系统：当井下页岩气裂缝发生堵塞时，启动底盘车的发动机，连通柱塞泵车上的储液罐和水箱，然后开动高压柱塞泵，打开出口控制阀、储液罐中解堵液体通过离心泵泵入柱塞液力端，经过柱塞泵加压的高压解堵液，高压解堵液进入射孔孔眼，压裂堵塞的裂缝进行解堵，这种解堵返排系统工艺简单，综合了解堵和返排一体化，作业操作方便，安全有效，大大提高开采工作效率。

本发明通过如下技术方案实现：

一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统及工艺方法，属于多功能在线生产系统，主要由柱塞泵车，高压软管，绞车，井架，水龙头，高压软管，立管管汇，钻台，采气井进口端，采气出口端，采气井口头，近地面井壁，下井壁，油管柱组合，页岩裂缝，射孔工具，返排软管，放喷管汇，低压软管i，离心泵，低压软管ii，气液分离装置，排出软管，废液池，远端管线，放空自动点火装置组成，其特征在于柱塞泵车的高压软管与立管管汇连接，高压软管与采气井进口端连接，绞车与立管管汇安装在钻台上平面，绞车与油管柱组合吊装连接，采气出口端与返排软管前端连接，返排软管另一端与放喷管汇进口端连接，放喷管汇进出口端与离心泵进口端由低压软管i连接，离心泵出口端与气液分离装置进口端由低压软管ii连接，气液分离装置出口端与废液池由排出软管连接，气液分离装置的出口端与放空自动点火装置由远端管线连接。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统及工艺方法的柱塞泵车泵出的高压解堵液既可以通过钻台平台上的立管管汇进入油管柱组合，还可以直接经过采气井口头的进口端进入油管柱组合内环空，当井场发生不确定性因素，可以随时更换进出口，保证解堵工作的连续性和稳定性。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的射孔工具可根据井眼轨迹穿行层位分段进行压裂和射孔解堵，油管柱组合经过钻台上的绞车放入井底，对目的层进行连续的解堵，油管柱组合还可以通过连续油管或修井车下入井底。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统在工作时可以通过绞车下放油管柱组合旋转，使射孔工具转动，这样高压喷射液还可以进行旋转喷射的复合作用，产生更大的喷射压力，喷射压力集中，高效解决井底发生严重堵塞，快速完成堵塞。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的气液分离装置和废液池，可以对气体和液体进行连续分离，对废气进行燃烧处理，并能将钻屑液排放到指定的位置进行集中处理，保护了环境。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的柱塞泵车的解堵液混配装置，主要由发动机，离心泵、加热装置、储液罐、水箱、柱塞泵、出口控制阀组成，加热装置与储液罐连通、离心泵连通储液罐和水箱，高压柱塞泵接出口控制阀。

所述一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的工艺方法，其特征在于当井下页岩气裂缝发生堵塞时，启动底盘车的发动机，连通柱塞泵车上的储液罐和水箱，然后开动高压柱塞泵，打开出口控制阀、储液罐中解堵液体通过车台离心泵泵入柱塞泵的液力端，经过柱塞泵加压的高压解堵液，流过高压软管及立管管汇，进入井架上的水龙头进入钻柱内(或直接通过采气井口头的进口端通过钻柱组合底部的射孔工具，高压解堵液进入射孔工具的孔眼，压裂堵塞的页岩裂缝进行解堵，解堵后产生的废液随着近地面井壁和下井壁和钻柱组合之间的环空上返至地面放喷管汇，调节放喷管汇上的平板阀和节流阀可以控制返排解堵废液的压力和排量，保证地面施工的安全，离心泵将返排液抽吸通过排出软管至气液分离器，液体进入废液池，废气经过远端管线通入放空自动点火装置进行燃烧，起到保护环境的作用，当井底发生堵塞严重时，可以通过绞车下放钻柱组合旋转，使射孔工具转动，这样高压喷射液还可以进行旋转喷射的复合作用，产生更大的喷射压力，快速完成堵塞，这种解堵返排系统工艺简单，综合了解堵和返排一体化作业，操作方便，安全有效，大大提高开采效率。

本发明的有益技术效果是：(1)该系统适用现有页岩气在线生产气井的解堵作业，不需要停止采气过程，即可进行解堵；(2)该系统不需要占用井场大片的空间，可以随时移动底盘车，搬运也很简单方便，综合了解堵和返排一体化，作业操作方便，大大提高开采工作效率；(3)射孔工具可根据井眼轨迹穿行层位分段进行压裂和射孔解堵，高效喷嘴产生的射流直接对着页岩裂缝冲击,能量集中，可实现对页岩裂缝的全方位解堵；(4)该系统的泥浆气体分离器和废液池，可以对气体和液体进行连续分离，并能将钻屑液排放到指定的位置进行集中处理，保护了环境。

附图说明

图1为一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的整体结构示意图。

图2为一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的柱塞泵车结构图。

图中：1.柱塞泵车，2.高压软管，3.绞车，4.井架，5.水龙头，6.高压软管，7.立管管汇，8.钻台，9.采气井口头进口端，10.采气井口头进口端，11.采气井口头，12.近地面井壁，13.下井壁，14.油管柱组合，15.页岩裂缝，16.射孔工具，17.返排软管，18.放喷管汇，19.低压软管，20.离心泵，21.低压软管，22.气液分离装置，23.排出软管，24.废液池，25.远端管线，26.放空自动点火装置，32.发动机，33.离心泵，34.加热装置，35.储液罐，36.水箱，37.柱塞泵，38.出口控制阀。

具体实施方式

下面结合附图与实施案例对本发明进一步描述。

如图1所示，本发明提供一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统，属于多功能在线生产系统，主要由柱塞泵车1，高压软管2，绞车3，井架4，水龙头5，高压软管6，立管管汇7，钻台8，采气井进口端9，采气井出口端10，采气井口头11，近地面井壁12，下井壁13，油管柱组合14，页岩裂缝15，射孔工具16，返排软管17，放喷管汇18，低压软管19，离心泵20，低压软管21，气液分离装置22，排出软管23，废液池24，远端管线25，放空自动点火燃烧装置26组成，柱塞泵车1的高压软管2与立管管汇7连接，高压软管2与采气井进口端9连接，绞车3与立管管汇7安装在钻台8上平面，绞车3与油管柱组合14吊装连接，采气出口端10与返排软管17前端连接，返排软管17另一端与放喷管汇18进口端连接，放喷管汇18进出口端与离心泵20进口端由低压软管i19连接，离心泵20出口端与气液分离装置进口端22由低压软管ii21连接，气液分离装置22出口端与废液池24由排出软管23连接，气液分离装置22的出口端与放空自动点火装置26由远端管线25连接，射孔工具18可根据井眼轨迹穿行层位分段进行压裂和射孔解堵，油管柱组合14经过钻台8上的绞车3放入井底，对目的层进行连续的解堵，油管柱组合14还可以通过连续油管或修井车下入井底，在工作时可以通过绞车3下放油管柱组合14旋转，使射孔工具18转动，这样高压喷射液还可以进行旋转喷射的复合作用，产生更大的喷射压力，喷射压力集中，高效解决井底发生严重堵塞，快速完成堵塞。

如图2所示，一种页岩气水平井裂缝解堵返排系统的柱塞泵车1的解堵液混配装置主要由发动机32，离心泵33、加热装置34、储液罐35、柱塞泵37、出口控制阀38组成，加热装置34与储液罐35连通、离心泵33连通储液罐35和水箱36，高压柱塞泵37接出口控制阀38。

如图1所示，本系统的工艺方法：当井下页岩气裂缝发生堵塞时，启动底盘车的发动机，连通柱塞泵车1上的储液罐和水箱，然后开动高压柱塞泵，打开出口控制阀、储液罐35中解堵液体通过车台离心泵33泵入柱塞泵37的液力端，经过柱塞泵37加压的高压解堵液，流过高压软管6及立管管汇7，进入井架4上的水龙头5进入钻柱内(或直接通过采气井口头11的进口端10通过钻柱组合14底部的射孔工具16，高压解堵液进入射孔工具16的孔眼，压裂堵塞的页岩裂缝15进行解堵，解堵后产生的废液随着近地面井壁12和下井壁13和钻柱组合14之间的环空上返至地面放喷管汇18，调节放喷管汇18上的平板阀和节流阀可以控制返排解堵废液的压力和排量，保证地面施工的安全，离心泵20将返排液抽吸通过排出软管23至气液分离器22，液体进入废液池24，废气经过远端管线25通入放空自动点火装置26进行燃烧，起到保护环境的作用。当井底发生堵塞严重时，可以通过绞车3下放钻柱组合14旋转，使射孔工具16转动，这样高压喷射液还可以进行旋转喷射的复合作用，产生更大的喷射压力，快速完成堵塞，这种解堵返排系统工艺简单，综合了解堵和返排一体化作业，操作方便，安全有效，大大提高开采效率。