水力喷砂射孔与apr测试联作工艺的制作方法_2

文档序号:8540449阅读:来源:国知局
先利用水力喷砂射孔作业将地层射开,创造出沟通地层与测试管柱的流体流通道,避免了炮弹射孔对地层的污染与破坏。并且,在对含有底水的地层进行射孔时,可以一定程度上减少底水上串的可能性。与常规炮弹射孔技术相比,水力喷砂射孔具有无压实带、避免二次污染等优势,利用水力喷砂射孔与APR测试工艺联作可以减小射孔作业对原始地层数据的影响,非常适合于低渗并含有底水的海上油气藏的测试作业。
[0030]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0031]附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0032]图1是本发明联作工艺采用的水力喷砂射孔与APR测试联作装置的结构示意图;
[0033]图2是图1中A处的水力喷砂射孔状态的局部放大图;
[0034]图3是图1中A处的APR测试状态的局部放大图;
[0035]图4a、图4b和图4c是本发明的水力喷砂射孔与APR测试联作工艺(不进行压裂作业)的操作示意图;
[0036]图5a、图5b、图5c和图5d是本发明的水力喷砂射孔与APR测试联作工艺(进行压裂作业)的操作示意图;
[0037]图6是本发明的水力喷砂射孔与APR测试联作工艺的流程图。
[0038]附图标记说明
[0039]图中,1:流动头;2:井口方余;3:钻井钻杆或油管;4:无球RD循环阀;5:第一变扣接头;6:放射性接头;7:伸缩接头;8:第二变扣接头;9:有球RD循环阀;10:泄压阀;11:LPR-N测试阀;12:液压旁通阀;13:压力计托筒;14:震击器;15:第三变扣接头;16:环空加压装置传压接头;17:第四变扣接头;18:安全接头;19:RTTS封隔器顶端;20:RTTS封隔器底端;21:第一扶正器;22:水力喷砂射孔本体;23:单向阀;24:底部封隔器;25:第二扶正器;26:筛管;27:导锥;28:球形阀芯;29:含砂射孔液;30:喷嘴;31:地层流体;32:RTTS封隔器;33:套管井。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0041]在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0042]水力喷砂射孔是指在水射流中混入一定数量磨料微粒(石英砂),磨粒质量大且锋利,喷嘴压降20?30MPa下可切割金属和岩石,可在不同完井方式下实现喷射而产生纺锤型射孔孔道,穿透深度可达0.7?1.0m,开孔直径约为20mm。
[0043]如图1所示,本发明的水力喷砂射孔与APR测试联作装置,其包括APR测试管柱串和水力喷砂射孔管柱串,APR测试管柱串一端与钻井钻杆或油管3连接且另一端与水力喷砂射孔管柱串连接。其中,钻井钻杆或油管3的上方设有流动头I和井口方余2,管柱串是由多个圆筒状的管柱依次串联而成。将水力喷砂射孔管柱串与APR测试管柱串连接形成联作装置,充分发挥两者各自的优势,即首先利用水力喷砂射孔管柱串将地层射开,创造出沟通地层与测试管柱的流体流通道,避免了炮弹射孔对地层的污染与破坏。并且,在对含有底水的地层进行射孔时,可以一定程度上减少底水上串的可能性。与常规炮弹射孔技术相比,水力喷砂射孔具有无压实带、避免二次污染等优势,利用水力喷砂射孔管柱串与APR测试管柱串联作可以减小射孔作业对原始地层数据的影响,非常适合于低渗并含有底水的海上油气藏的测试作业。
[0044]具体地,如图1所示,水力喷砂射孔管柱串包括从上至下依次连接的喷砂射孔本体22、单向阀23、底部封隔器24、筛管26和导锥27,喷砂射孔本体22与单向阀23的反向端口连通,底部封隔器24与单向阀23的正向端口连通,喷砂射孔本体22与APR测试管柱串连接,喷砂射孔本体22上设有多个喷嘴30。此处的连通是指流体连通。喷砂射孔本体22的圆周壁上均布有六个喷嘴30,喷嘴30的喷口直径为5-7mm,六个喷嘴30分布为上下两行,且上下两行喷嘴30的位置相互错开。其中,喷砂射孔本体22在作业时,含砂射孔液29从喷嘴30喷射出,射开预测试地层,创造出沟通预测试地层与APR测试管柱串的流体流通道。在进行水力喷砂射孔和APR测试时,单向阀23用于封闭单向阀23下方的管柱,例如筛管26等。底部封隔器24可通过机械或者液压的方式,来封隔套管井33与联作装置之间的环空。在洗井时,单向阀23呈打开状态,环空内与联作装置内的洗井液通过筛管26进行循环。在联作装置下井时,导锥27起到引导和保护联作装置的作用。
[0045]在此对底部封隔器24机械坐封(即密封)套管井33的过程进行详细说明。底部封隔器24下井时,摩擦垫块始终与套管井33内壁紧贴,凸耳是在换位槽短槽的下端,胶筒处于自由状态。当底部封隔器24下到预定井深时,先上提管柱,使凸耳到短槽的上部位置,左旋管柱I?3圈,在保持扭矩的同时,下放管柱加压缩负荷。由于右旋管柱使凸耳从短槽转到长槽,加压时下心轴向下移动,卡瓦锥体下行把卡瓦张开,卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁,尔后胶筒受压而膨胀,直到两个胶筒都紧贴在套管井33内壁上,形成密封。如果进行挤注作业,底部封隔器24的胶筒以下压力大于胶筒以上静液柱压力时,下部压力将通过容积管传到水力锚,使水力锚卡瓦张开,卡瓦上的合金卡瓦牙方向朝上,从而使底部封隔器24牢固地坐封在套管井33内壁上。如果要起出底部封隔器24,只需施加拉伸负荷,先打开循环阀,使胶筒上、下压力平衡,水力锚卡瓦自动收回,再继续上提,胶筒卸掉压力而恢复原来的自由状态,此时凸耳从长槽沿斜面自动回到短槽内,锥体上行,卡瓦随之收回,便可将底部封隔器24起出井筒。
[0046]进一步地,如图2和图3所示,单向阀23包括球形阀芯28和具有阶梯内壁的球座,球形阀芯28能够设置于球座内,球形阀芯28的直径大于单向阀23正向端口处的球座内径,且球形阀芯28的直径小于单向阀23反向端口处的球座内径及联作装置的位于单向阀23反向端口一侧的部分的内径。在洗井时,球形阀芯28未投入联作装置内,在进行水力喷砂射孔前,将球形阀芯28从钻井钻杆或油管3上方投入,并到达球座内,实现对单向阀23下方的管柱的密封。
[0047]同时,水力喷砂射孔管柱串还包括第一扶正器21和第二扶正器25,第一扶正器21设于喷砂射孔本体22与APR测试管柱串之间,第二扶正器25设于筛管26上。其中,扶正器属固井工具,它制造简单,结构美观,牢固耐用,扶正力大,能保证钻井固井质量。
[0048]另一方面,如图1所示,APR测试管柱串包括从上到下依次连接的有球RD循环阀9、LPR-N测试阀11、液压旁通阀12、震击器14和RTTS封隔器32,RTTS封隔器32与水力喷砂射孔管柱串连接,有球RD循环阀9与钻井钻杆或油管3连接。
[0049]其中,LPR-N测试阀11是整个联作装置的主阀,其在地面预先充好氮气,并使球阀处在关闭位置。联作装置下井过程中,LPR-N测试阀11在补偿活塞作用下,球阀始终处于关闭位置。封隔器坐封后,向环空加预定压力,压力传到动力芯轴,使其下移,带动动力臂使球阀转动,实现开井。测试完后释放环空压力,在氮气压力作用下,动力芯轴上移带动动力臂,使球阀关闭。如此反复操作,从而实现多次开关井。水力喷砂射孔及压裂期间,联作装置中的LPR-N测试阀11要锁定于开启状态,锁定方法是通过环空用泥浆泵加压打开LPR-N测试阀11,并保持压力在2500psi左右,才可长期使LPR-N测试
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