井下割缝管柱及地层造微裂缝的方法与流程

本发明涉及石油，具体地涉及一种井下割缝管柱。在此基础之上，还涉及一种地层造微裂缝的方法。

背景技术：

1、石油开采过程中，大量油水井经过多年生产开发后，在生产层段的近井地带岩层孔隙内沉积了大量死油、水泥、污垢、化学残渣等外来有机杂质，久之各种沉积阻塞杂质造成近井筒地带渗透率下降，大量油水井产能下降、注入能力降低等问题。

2、通常针对中后期油水井近井地带解堵的多采取如下措施有：炮弹深穿透射孔、酸化解堵、侧钻分支井、小型压裂等方式。但上述常规解堵措施均存在若干问题，如：炮弹深穿透射孔实施简单、易于操作，且对于新井解堵见效明显，但对多年生产的老井，反复射孔会造成生产层段套损严重、井筒外水泥环坍塌破碎严重，且炮弹射孔依旧产生新的压实带及污染带，对于后期生产造成的地层阻塞疏导能力有限；酸化措施是油田常规解堵措施，但笼统注酸会因地层毛隙孔分布不均造成酸蚀能力处理不均，部份阻塞严重层位受酸作用低，解堵受效差；侧钻分支井及小型压裂措施见效快，但措施成本高昂，大量普通生产井、注入井受成本及产能限制，采用侧钻分支井及压裂不经济。

3、因此，亟需一种装置及方法以解决上述生产中存在的低成本措施见效差、见效好的成本高的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的油水井产能下降的问题，提供一种井下割缝管柱，该井下割缝管柱具有能够在地层造微裂缝的优点。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种井下割缝管柱，所述井下割缝管柱包括油腔外筒组件、喷枪组件以及滑动地穿设于所述油腔外筒组件内的活塞组件，所述油腔外筒组件的上端连接有第一封隔器，所述喷枪组件的顶端连接至所述活塞组件的底部，所述喷枪组件的底端连接有第二封隔器，所述活塞组件内形成有分别与所述第一封隔器和所述喷枪组件连通的喷射液过流通道，由所述第一封隔器进入的喷射液能够使得所述活塞组件带动所述喷枪组件向下运动，同时通过所述喷射液过流通道从所述喷枪组件的喷嘴内喷出，以在井筒的侧壁以及地层割出纵向缝隙。

3、可选地，所述活塞组件包括依次密封连接的上活塞杆、活塞以及下活塞杆，所述喷射液过流通道包括形成于所述上活塞杆内部的第一流体通道、形成于所述活塞上的活塞流体通道以及形成于所述下活塞杆内部的第二流体通道。

4、可选地，所述油腔外筒组件包括依次连接的上活塞密封端、油腔外筒以及下活塞密封端，所述上活塞密封端密封地套设于所述上活塞杆的外侧，所述油腔外筒密封地套设于活塞的外侧，所述下活塞密封端密封地套设于所述下活塞杆的外侧。

5、可选地，所述上活塞杆的外壁、所述油腔外筒的内壁、所述上活塞密封端的底壁以及所述活塞的顶面围合形成为上油腔，所述下活塞杆的外壁、所述油腔外筒的内壁、所述下活塞密封端的顶壁以及所述活塞的底面围合形成为下油腔。

6、可选地，所述活塞的侧壁上沿周向间隔设置有轴向贯通的第一过液通道和第二过液通道，所述第一过液通道和所述第二过液通道连通所述上油腔和所述下油腔。

7、可选地，所述第一过液通道的顶部设置有阻尼孔，所述阻尼孔允许液压油自所述下油腔流向所述上油腔，所述第二过液通道的底部设置有单向出油阀，所述单向出油阀允许液压油自所述上油腔流向所述下油腔。

8、可选地，所述下油腔内设置有弹簧，该弹簧一端连接于所述活塞的底面，另一端连接于所述下活塞密封端的顶壁。

9、可选地，所述上活塞杆的顶部连接有第一限位件，该第一限位件的外径大于所述上活塞密封端的内径，以能够在所述第一限位件接触到所述上活塞密封端时限制所述第一限位件向下移动。

10、可选地，所述活塞的顶面与所述上活塞密封端之间设置有用于限制所述活塞向上移动的第二限位件。

11、可选地，所述上活塞密封端和所述下活塞密封端的外壁上分别形成有用于向所述上油腔和所述下油腔内注入所述液压油的注油孔。

12、可选地，所述喷枪组件与所述第二封隔器之间连接有伸缩节组件，该伸缩节组件包括彼此密封连接的伸缩内节和伸缩外节，所述喷枪组件套设于所述伸缩外节的外侧并能够带动所述伸缩外节相对所述伸缩内节上下移动。

13、可选地，所述第二封隔器的底部连接有单流阀以允许所述井筒内的液体单向流入所述第二封隔器内。

14、可选地，所述第一封隔器和所述第二封隔器分别包括封隔器胶筒，该封隔器胶筒能够在预设压力下膨胀从而密封地连接于所述井筒的内壁。

15、可选地，所述喷枪组件包括具有安装孔的喷枪本体，所述喷嘴安装于该安装孔内，该喷嘴设置为由内至外向下倾斜。

16、本发明第二方面提供一种地层造微裂缝的方法，所述地层造微裂缝的方法采用上述的井下割缝管柱，并包括以下步骤：

17、s1：将所述第一封隔器连接至油管的一端，该油管的另一端连接至地面的泵组；

18、s2：通过所述油管将所述井下割缝管柱下放至所述井筒内措施层位；

19、s3：地面的所述泵组通过所述油管向所述井下割缝管柱内注入的喷射液，并使得该喷射液能够从所述喷枪组件内喷出；

20、s4：将所述井下割缝管柱内的压力上升至所述第一封隔器和所述第二封隔器的预设压力，以使得所述第一封隔器和所述第二封隔器开始膨胀并封闭与所述井筒之间的缝隙；

21、s5：所述井下割缝管柱内压力继续上升，所述活塞组件上端受压力作用向下移动，并带动所述喷枪组件向下移动，使得所述喷射液能够在所述井筒的侧壁割出纵向缝隙。

22、可选地，所述的地层造微裂缝的方法还包括以下步骤：

23、s6：所述喷射液完成割缝后，通过地面的所述泵组向所述井下割缝管柱内泵注顶替液，以将所述喷射液挤入地层，同时关闭地面高压井口的井筒闸阀；

24、s7：关闭地面的所述泵组，待所述油管内压力降至0mpa后，所述井下割缝管柱内压力下降，所述第一封隔器和所述第二封隔器回缩，所述活塞组件带动所述喷枪组件向上移动；

25、s8：待所述井筒内压力降为安全值后，打开所述井筒闸阀；

26、s9：待所述井筒内压力降为0mpa后，向上提起所述井下割缝管柱。

27、本发明中通过活塞组件带动喷枪组件在井筒的侧壁和地层上割出纵向缝隙，使喷射液与井筒内的回流液形成错位通道，减少进液、回液的抵消因素，实现井筒与地层深部区域的直接连通，且通过高压、大排量注入喷射液后，割缝所用的喷射液能够沿被割缝地层末端沿原始孔隙继续充填进深部地层，并促使地层毛细孔道不断扩展、膨胀、延深，以及更远地层的多条孔隙进一步连通、交溶、扩张，产生更多微裂缝，从而达到在地层造微裂缝的目的，并且地面单台套高压泵注系统就可独立完成实施，作业成本低，使用效果好，简化井下作业工序，可广泛应用于石油开采等领域。

技术特征：

1.一种井下割缝管柱，其特征在于，所述井下割缝管柱包括油腔外筒组件(22)、喷枪组件(30)以及滑动地穿设于所述油腔外筒组件(22)内的活塞组件(21)，所述油腔外筒组件(22)的上端连接有第一封隔器(1)，所述喷枪组件(30)的顶端连接至所述活塞组件(21)的底部，所述喷枪组件(30)的底端连接有第二封隔器(4)，所述活塞组件(21)内形成有分别与所述第一封隔器(1)和所述喷枪组件(30)连通的喷射液过流通道(50)，由所述第一封隔器(1)进入的喷射液能够使得所述活塞组件(21)带动所述喷枪组件(30)向下运动，同时通过所述喷射液过流通道(50)从所述喷枪组件(30)的喷嘴(32)内喷出，以在井筒的侧壁以及地层割出纵向缝隙。

2.根据权利要求1所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述活塞组件(21)包括依次密封连接的上活塞杆(211)、活塞(212)以及下活塞杆(213)，所述喷射液过流通道(50)包括形成于所述上活塞杆(211)内部的第一流体通道(51)、形成于所述活塞(212)上的活塞流体通道(52)以及形成于所述下活塞杆(213)内部的第二流体通道(53)。

3.根据权利要求2所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述油腔外筒组件(22)包括依次连接的上活塞密封端(221)、油腔外筒(222)以及下活塞密封端(223)，所述上活塞密封端(221)密封地套设于所述上活塞杆(211)的外侧，所述油腔外筒(222)密封地套设于活塞(212)的外侧，所述下活塞密封端(223)密封地套设于所述下活塞杆(213)的外侧。

4.根据权利要求3所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述上活塞杆(211)的外壁、所述油腔外筒(222)的内壁、所述上活塞密封端(221)的底壁以及所述活塞(212)的顶面围合形成为上油腔(61)，所述下活塞杆(213)的外壁、所述油腔外筒(222)的内壁、所述下活塞密封端(223)的顶壁以及所述活塞(212)的底面围合形成为下油腔(62)。

5.根据权利要求4所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述活塞(212)的侧壁上沿周向间隔设置有轴向贯通的第一过液通道(71)和第二过液通道(72)，所述第一过液通道(71)和所述第二过液通道(72)连通所述上油腔(61)和所述下油腔(62)。

6.根据权利要求5所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述第一过液通道(71)的顶部设置有阻尼孔(81)，所述阻尼孔(81)允许液压油自所述下油腔(62)流向所述上油腔(61)，所述第二过液通道(72)的底部设置有单向出油阀(82)，所述单向出油阀(82)允许液压油自所述上油腔(61)流向所述下油腔(62)。

7.根据权利要求3所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述下油腔(62)内设置有弹簧(9)，该弹簧(9)一端连接于所述活塞(212)的底面，另一端连接于所述下活塞密封端(223)的顶壁。

8.根据权利要求3所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述上活塞杆(211)的顶部连接有第一限位件(214)，该第一限位件(214)的外径大于所述上活塞密封端(221)的内径，以能够在所述第一限位件(214)接触到所述上活塞密封端(221)时限制所述第一限位件(214)向下移动。

9.根据权利要求3所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述活塞(212)的顶面与所述上活塞密封端(221)之间设置有用于限制所述活塞(212)向上移动的第二限位件(215)。

10.根据权利要求3所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述上活塞密封端(221)和所述下活塞密封端(223)的外壁上分别形成有用于向所述上油腔(61)和所述下油腔(62)内注入所述液压油的注油孔(224)。

11.根据权利要求1所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述喷枪组件(30)与所述第二封隔器(4)之间连接有伸缩节组件(10)，该伸缩节组件(10)包括彼此密封连接的伸缩内节(11)和伸缩外节(12)，所述喷枪组件(30)套设于所述伸缩外节(12)的外侧并能够带动所述伸缩外节(12)相对所述伸缩内节(11)上下移动。

12.根据权利要求1所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述第二封隔器(4)的底部连接有单流阀(41)以允许所述井筒内的液体单向流入所述第二封隔器(4)内。

13.根据权利要求1所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述第一封隔器(1)和所述第二封隔器(4)分别包括封隔器胶筒(42)，该封隔器胶筒(42)能够在预设压力下膨胀从而密封地连接于所述井筒的内壁。

14.根据权利要求1所述的井下割缝管柱，其特征在于，所述喷枪组件(30)包括具有安装孔的喷枪本体(31)，所述喷嘴(32)安装于该安装孔内，该喷嘴(32)设置为由内至外向下倾斜。

15.一种地层造微裂缝的方法，其特征在于，所述地层造微裂缝的方法采用根据权利要求1-14中任意一项所述的井下割缝管柱，并包括以下步骤：

16.根据权利要求15所述的地层造微裂缝的方法，其特征在于，所述的地层造微裂缝的方法还包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及石油技术领域，公开了一种井下割缝管柱和地层造微裂缝的方法。所述井下割缝管柱包括油腔外筒组件(22)、喷枪组件(30)以及滑动地穿设于所述油腔外筒组件内的活塞组件(21)，所述油腔外筒组件(22)的上端连接有第一封隔器(1)，所述喷枪组件的顶端连接至所述活塞组件的底部，所述喷枪组件的底端连接有第二封隔器(4)，由所述第一封隔器进入的喷射液能够使得所述活塞组件带动所述喷枪组件向下运动，同时通过喷射液过流通道(50)从所述喷枪组件的喷嘴(32)内喷出，以在井筒的侧壁以及地层割出纵向缝隙。该纵向缝隙能够使得井筒与地层深部区域的直接连通，并促使地层毛细孔道连通并不断扩展，从而达到在地层造微裂缝的目的。

技术研发人员：胡胜勇,郝瑞辉,孔凡楠,靳建光,姜雷,王文钢,杨雨潇,王文涛,刘天琦,张沂轩,冷冰,王磊,苏婵,焦健,赵紫谦
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16