小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱及其施工方法与流程

本发明涉及油气田储层改造，具体的，涉及一种小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱，以及一种小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱的施工方法。

背景技术：

1、目前，不动管柱压裂施工主要采用“火力射孔-刮削-压裂”的施工模式，一次施工需要起下三趟钻，耗时较长，并且射孔后连夜下钻安全风险大，同时施工限制多，并且，由于安全禁停等要求，会影响现场正常生产组织，降低施工效率。虽然水力喷砂射孔压裂技术则具有穿透深、地层伤害小、施工风险低的特点，但在作业时，需要建立液流循环，一次只能完成单层施工，经过放喷等步骤将地层压力释放后才能继续施工，并且由于通过射孔工具加砂，压裂过程中施工排量较小无法进一步提高。因此，提供小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱及其施工方法具有重要的意义。

2、申请号为“cn201310552299.7”、名称为“水力喷射双封单卡射孔压裂一体化工艺管柱”的中国专利公开了一种水力喷射双封单卡射孔压裂一体化工艺管柱，其通过单趟管柱拖动来实现直井多层或水平井多段的压裂，并非不动管柱施工，同时其未能有效解决大排量压裂施工问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种结构合理、适用于油气田直井多层或水平井的、能够实现一趟钻完成多层水力喷射压裂施工的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱。又如，本发明的另一目的在于提供一种能够实现施工层段精准射孔压裂、完成一趟钻多层小排量射孔与大排量压裂联作、提高了施工效率的、降低了作业风险的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱的施工方法。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱，所述不动管柱可包括从上至下依次设置的油管、安全接头、多层不动管柱组合单元、第一层不动管柱组合单元和单流阀，其中，第一层不动管柱组合单元包括从上至下依次设置的第一级滑套封隔器、第一级调整油管、滑套式水力喷射器和大通径封隔器；多层不动管柱组合单元包括从下至上依次设置的第二层不动管柱组合单元～第n层不动管柱组合单元中的按数值从小到大顺序连续排列的一个或多个不动管柱组合单元，n为大于1的自然数；多层不动管柱组合单元中单层级别的第n层不动管柱组合单元包括从上至下依次设置的第n级滑套封隔器、第n级调整油管和第n级水力喷射加砂封隔一体化工具；通过滑套式水力喷射器能够使大通径封隔器封隔地层；通过第一层不动管柱组合单元和多层不动管柱组合单元能够实现在第一层射孔位置上下形成双向地层封隔，以及在第二层射孔位置～第n层射孔位置中的按数值从小到大顺序连续排列的一个或多个射孔位置上下进行双向地层封隔。

3、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述第n级水力喷射加砂封隔一体化工具可包括封隔模块以及从上至下依次设置的水力喷射模块、中心管和下接头，其中，封隔模块为空心圆柱体，其套设在中心管周向外表面，且其上部内壁与水力喷射模块下部外壁连接；水力喷射模块为空心圆柱体，水力喷射模块的外圆壁上沿其轴线方向设置相互间隔排列三个通孔，三个通孔从上至下依次为出砂口、喷射孔和水眼通道；出砂口尺寸大于喷射孔；水力喷射模块的内壁上从上至下依次设置第一控制滑套和第二控制滑套，第一控制滑套密封关闭出砂口，第二控制滑套密封关闭喷射孔和水眼通道；水力喷射模块下部外壁与封隔模块之间有连接间隙，中心管外壁上设有过流槽，连接间隙、过流槽与水眼通道形成液压力传递通道。

4、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述下接头的内径缩径可形成有坐落台阶，能够承接在施工过程中下落的第一控制滑套与第二控制滑套；所述第一滑套和所述第二滑套上可设置有环形凹槽，水力喷射模块周向外表面上可设置剪切销钉，其末端安装在环形凹槽，通过剪切销钉实现第一滑套与水力喷射模块连接，以及第二滑套与水力喷射模块连接。

5、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，第一控制滑套上部和下部可设有双组密封圈，以与水力喷射模块内壁形成密封；第二控制滑套上部、下部和中间段可各设有双组密封圈，以与水力喷射模块内壁形成密封。

6、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述第一级滑套封隔器和所述第n级滑套封隔器均可包括封隔模块以及从上至下依次设置的上接头、中心管和下接头，其中，封隔模块为空心圆柱体，其套设在中心管周向外表面，且其上部内壁与水力喷射模块下部外壁连接；上接头外壁上开设水眼通道；上接头的内壁上设有内滑套，内滑套密封关闭水眼通道；上接头下部外壁与封隔模块之间有连接间隙，中心管外壁上设有过流槽，连接间隙、过流槽与水眼通道形成液压力传递通道。

7、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述第n级滑套封隔器可包括扩张式封隔器。

8、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述滑套式水力喷射器可包括喷射器本体、控制滑套、出砂口和喷射孔，其中，出砂口和喷射孔设置在喷射器本体上，出砂口位于喷射孔上方；控制滑套位于喷射器本体内壁，控制滑套封堵出砂口。

9、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述大通径封隔器的外径可大于滑套封隔器中滑套最大外径与滑套式水力喷射器中滑套最大外径。

10、根据本发明一方面的一个或多个示例性实施例，所述油管、安全接头、多层不动管柱组合单元、第一层不动管柱组合单元和单流阀相互之间可通过螺纹密封连接。

11、本发明的另一方面提供了一种小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱的施工方法，所述施工方法可通过如上所述的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱来实现，所述施工方法可包括以下步骤：s1、下入小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱；s2、进行低替坐封大通径封隔器；s3、进行第一层水力喷砂射孔；s4、投球开启第一级滑套封隔器的内滑套与滑套式水力喷射器的出砂口；s5、双封单卡进行第一层压裂施工；s6、投球开启第n级水力喷射加砂封隔一体化工具的第二控制滑套，打开第n级水力喷射加砂封隔一体化工具的水眼通道和喷射孔；s7、进行第n层水力喷砂射孔；s8、投球开启第n级滑套封隔器的内滑套与第n级水力喷射加砂封隔一体化工具的出砂口；s9、双封单卡进行第n层压裂施工；s10、通过多层不动管柱组合单元的每层不动管柱组合单元进行步骤s6～s9，进行多层压裂施工；s11、对已施工全部层段进行合层放喷。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中至少一项：

13、(1)本发明提出的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱结构合理，可适用于油气田直井多层或水平井、能够实现一趟钻完成多层水力喷射压裂施工。

14、(2)采用本发明提出的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱进行压裂施工，可代替火工作业，提高施工效率、降低作业风险。

15、(3)本发明提出的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱中的水力喷射加砂封隔一体化工具集成有水力喷射加砂模块、封隔模块，可实现封隔地层、水力射孔、大排量加砂一体化，能够实现多种综合用途效果，精简了不动管柱结构。

16、(4)本发明提出的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱的施工方法能够实现施工层段精准射孔压裂、完成一趟钻多层小排量射孔与大排量压裂联作。

17、(5)采用本发明提出的小排量射孔与大排量压裂联作多层不动管柱的施工方法能够有效解决大排量压裂施工问题。