一种油气井直井定向水力喷射多级压裂方法与流程

本发明涉及石油钻探领域，特别是涉及一种油气井直井定向水力喷射多级压裂方法，适用于油气井套管完井方式，是致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规油气藏增产措施的有效手段。

背景技术

油气田常用的水力喷砂射孔方式主要为螺旋射孔，由于其喷砂射孔方向的随机性,射孔可能与理想方位不重合,从而产生转向裂缝和多裂缝等复杂裂缝，不利于储层改造。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种油气井直井定向水力喷射多级压裂方法，在射孔前精确定位射孔位置，调整射孔角度，使其对准最有利的射孔方位，压裂时能有效的降低油气井压裂时的地层破裂压力及近井筒效应，在储层中形成一条较宽的平整裂缝，解决常规水力喷砂射孔射孔效率低和弯曲摩阻大的问题，降低地层破裂压力,提高油气井压裂效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种油气井直井定向水力喷射多级压裂方法，包括以下步骤：

步骤一、井筒准备，洗井、压井、通井刮削；

步骤二、在油管的尾端依次连接由引导头、可旋转机械式套管接箍定位器、可重复坐封工具、定向水力喷枪、扶正器、安全接头、定方位短接、油管构成的定向水力喷射分段压裂施工管柱至井口；

步骤三、管柱入井后，通过可旋转机械式套管接箍定位器精确定位定向水力喷枪，确定喷砂射孔位置；

步骤四、喷砂射孔位置定位准确后，转动管柱确定定向水力喷枪的喷嘴对应的方位；

步骤五、确定射孔方位角后，坐封可重复坐封工具，从油管泵入射孔液喷砂射孔，油套环空进行加砂压裂；

步骤六、压裂施工结束后上提油管解封可重复坐封工具，当需要进行下一层位射孔和压裂时，重复上述步骤三—五直至施工结束。

所述定向水力喷枪的喷砂射孔采用单面排布，喷嘴方向均匀排布于工具的一个面上。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

1、本发明采用一种可旋转机械式套管接箍定位器，可精确定位射孔位置，需要调整射孔角度时，机械式套管接箍定位器可旋转；

2、本发明通过油管内下带导向装置的陀螺测方位仪定方位键槽与定方位短接里的定方位键坐键配合，测得定向水力喷枪射孔方位角，井口转动压裂管柱调整射孔角度，使其对准最有利的射孔方位；

3、本发明采用一种可重复坐封、解封压裂封隔器，利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数压裂的目的，节省开发成本；

本发明依靠可旋转机械式套管接箍定位器，精确定位射孔位置，油管内下带导向装置的陀螺测方位仪与定方位短接内定方位键坐键配合测得定向水力喷枪射孔方位角，井口转动压裂管柱使其对准最有利的喷砂射孔方位角，可重复坐封、解封封隔器实现多级压裂的方法，压裂时能有效的降低油气井压裂时的地层破裂压力及近井筒效应，压裂时在储层中易形成一条较宽的平整裂缝，降低地层破裂压力,提高油气井压裂效果。

附图说明

图1为本发明的压裂管柱示意图；

图2为定向水力喷枪结构示意图；

图3为图2的a-a剖面图；

图4为图2的b-b剖面图；

图5为定方位短接结构示意图；

图6为油管内陀螺测定向水力喷枪方位角管柱图；

图7为油管内陀螺测定方位管柱与定方位短接坐键结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的描述。

本发明的油气井直井定向水力喷射多级压裂方法，包括以下步骤：

步骤一、井筒准备，洗井、压井、通井刮削；

步骤二、在油管的尾端依次连接由引导头、可旋转机械式套管接箍定位器、可重复坐封工具、定向水力喷枪、扶正器、安全接头、定方位短接、油管构成的定向水力喷射分段压裂施工管柱至井口；

步骤三、管柱入井后，通过可旋转机械式套管接箍定位器精确定位定向水力喷枪，确定喷砂射孔位置；

步骤四、喷砂射孔位置定位准确后，转动管柱确定定向水力喷枪的喷嘴对应的方位；

步骤五、确定射孔方位角后，坐封可重复坐封工具，从油管泵入射孔液喷砂射孔，油套环空进行加砂压裂；

步骤六、压裂施工结束后上提油管解封可重复坐封工具，当需要进行下一层位射孔和压裂时，重复上述步骤三—五直至施工结束。

所述定向水力喷枪的喷砂射孔采用单面排布，喷嘴方向均匀排布于工具的一个面上。

如图1所示，本发明定向水力喷射多级压裂管柱自下而上：引导头2+可旋转机械式套管接箍定位器4+可重复坐封工具5+定向水力喷枪6+扶正器7+安全接头8+定方位短接9+油管10至井口。

所述可旋转机械式套管接箍定位器采用cn201711061136.3的产品，可重复座封解封工具采用201420463342.2的产品。

如图2-4所示，所述定向水力喷枪包括喷枪本体601和喷嘴组件组成，喷嘴组件由压帽602、喷嘴603组成。喷射器本体601为中空柱状结构，布置2组安装孔，每组孔数量为两个，相邻组的孔在圆周上按30°角错开，喷嘴603采用高强度硬质合金组成，内孔入口为圆锥形，出口为圆柱形。喷嘴603外壁为锥台状，使用高温焊接嵌入压帽602内，使用内六角扳手将压帽602外部螺纹紧固于喷射器安装孔内。

如图5所示，所述定方位短接9安装在安全接头上部，定方位短接9上设置有与定向水力喷枪喷嘴方向一致的定方位键901作为喷砂射孔方向角的标志。

如图6-7所示，所述油管内陀螺测定向水力喷枪方位角管柱包括自下而上为导向装置301、定方位键槽302、陀螺测方位仪303、电缆304组成。导向装置301下端为一斜面端口。测方位时，油管内陀螺测定向水力喷枪方位角管柱定方位键槽302与定向水力喷射多级压裂管柱定方位短接定方位键901坐键配合，可以得出井下射孔器方位，通过与目标射孔方位进行比对，井口转动压裂管柱，调整射孔角度，使其对准最有利的射孔方位。

本发明以直井5.5”套管内定向水力喷射分3层压裂施工为例，具体实施步骤如下：

1)洗井、压井、通井刮削为下入压裂管柱做好井筒准备；

2)按照图1所示连接定向水力喷射多级压裂管柱引导头2+可旋转机械式套管接箍定位器4+可重复坐封工具5+定向水力喷枪6+扶正器7+安全接头8+定方位短接9+油管10至井口；

3)上提油管对定向水力喷枪位置进行定位；所述可旋转机械式套管接箍定位器经过短套管3的套管接箍时会产生载荷波动，由载荷波动精确定位短套管的位置，以此为基准，上提油管至第一层喷砂射孔位置；

4)油管内下电缆带下部带有导向装置的陀螺测方位仪，对定向水力喷枪进行定方位；待陀螺测斜仪下部的定方位键槽与定方位短接内定方位键坐键配合，进行方位测量,此时测得的方位即是定向水力喷枪的方位。如果方位角不符合要求，通过井口转动管柱调整定向水力喷枪喷嘴对应的方位至最优射孔方位；

5)水力喷砂射孔、压裂；所述可重复坐封工具完全坐封后，打开套管闸门，从油管泵入射孔液喷砂射孔，射孔完成后关闭套管闸门实施环空加砂压裂，油管补液；

6)待压裂完成后，上提所述可重复坐封工具；

7)重复步骤3)—5)，完成剩余两层压裂完成。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。