一種多層段壓裂工藝管柱制造技術

本實用新型專利技術公開了一種多層段壓裂工藝管柱，包括自上而下順次連接的油管、安全丟手、噴射器、球座、振蕩器、混砂器、油管、封隔器和堵頭，其施工方法是：將該管柱下入井內，噴射器對準目標段，從井口投入密封球，密封球坐落于球座上即時封堵球座以下液體流動通道，通過噴射器進行噴砂射孔，射孔結束后反循環將密封球洗出，上提管柱，座封封隔器，油管低排量注入高砂比攜砂液，油套環空注入純液體，采用反復“提高—降低”環空排量的步驟形成脈沖循環實時控制井底砂濃度，實現縫內支撐劑暫堵，瞬時提高縫內凈壓力，進一步提高裂縫復雜程度，達到復雜縫網壓裂提高單井產量的目的，施工結束后將管柱上提至下一目標段重復上述施工過程。

【技術實現步驟摘要】
一種多層段壓裂工藝管柱
本技術涉及油、氣田多層多段壓裂
，涉及一種針對低滲透油、氣田實施復雜縫網壓裂提高單井產量的多層(段)壓裂工藝管柱及方法。
技術介紹
近年來，國內外研究表明壓裂施工過程中增加裂縫的復雜程度可以有效提高低滲透油、氣田單井產量。目前，體積壓裂是構建復雜縫網的主要技術手段，在水力壓裂過程中采用大排量、大砂量、大液量、低砂比的注入方式使天然裂縫不斷擴張和脆性巖石產生剪切滑移,形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，但是采用該項工藝技術施工成本高，備水難度大，壓后返排液量大，處理困難等問題。而采用一種多層段壓裂工藝管柱及方法，可以通過較低的施工排量、液量，通過實時控制井底砂濃度，實現縫內支撐劑暫堵，瞬時提高縫內凈壓力，達到增加裂縫復雜程度形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，實現提高單井產量和最終采收率的目的。
技術實現思路
本技術的目的在于提供了一種低成本、低液量來構建復雜縫網提高單井產量的工藝管柱及方法，解決目前體積壓裂構建復雜縫網施工成本高、備水難度大，壓后返排液量大，處理困難的問題。為了達到上述目的，本技術提供了一種多層段壓裂工藝管柱，包括自上而下順次連接的上油管、安全丟手、噴射器、球座、振蕩器、混砂器、下油管、封隔器和堵頭。所述的振蕩器為亥姆霍茲振蕩器，自上而下由上游噴嘴、振動腔和下游噴嘴順次連接組成。所述的噴射器設置有孔眼。所述的所述的混砂器設置有導壓噴砂孔。所述多層段壓裂工藝管柱還包括密封球，密封球坐落在球座上時，混砂器的通道開啟，密封球返出球座時，混砂器的通道關閉。所述的混砂器與封隔器之間的距離大于5m。本技術的有益效果：本技術采用噴砂射孔壓裂一體化管柱，通過投密封球改變出液通道，在不同的施工階段采用不同的出液通道：噴砂射孔階段采用水力噴砂器進行噴砂射孔；壓裂階段采用振蕩器使高砂比攜砂液在流動過程中產生強烈的自激振動，液體隨后流入井底混砂器，通過混砂器機械端口產生的旋流效應引導流體旋流攪拌后將油管內注入的高砂比攜砂液同油管與套管形成的環空注入的液體快速均勻混合后注入地層，在施工過程中通過改變油管與套管的環空液體排量實時控制井底砂濃度，實現支撐劑對裂縫暫堵，形成復雜縫網，從而達到提高單井產量的目的。段間采用封隔器封堵下層，結構簡單，可以滿足一趟工具進行多段壓裂的施工要求，與目前采用的人為造成縫口強制脫砂形成砂塞封隔下層工藝相比，封隔更加可靠，現場實用性強，易于操作。附圖說明圖1為一種多層段壓裂工藝管柱示意圖；圖2為多層段壓裂工藝管柱施工過程示意圖；圖3為主裂縫形成過程示意圖；圖4為分支縫形成過程示意圖；圖5為新分支縫形成過程示意圖；圖6為復雜縫網壓力施工過程示意圖。附圖標記說明1-上油管、2-丟手、3-噴射器、4-球座、5-振蕩器、6-混砂器、7-下油管、8-封隔器、9-堵頭、10-孔眼、11-密封球、12-上游噴嘴、13-振動腔、14-下游噴嘴、15-導壓噴砂孔，16-套管。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。實施例1：如圖1所示，一種多層段壓裂工藝管柱，包括自上而下順次連接的上油管1、安全丟手2、噴射器3、球座4、振蕩器5、混砂器6、下油管7、封隔器8和堵頭9。在本實施例中，將上油管1、丟手2、噴射器3、球座4、振蕩器5、混砂器6、下油管7、封隔器8和堵頭9自上而下順次連接而成的管柱下入井內預定的改造位置；將噴射器孔眼10對準目標段；從井口投入與噴射器3下端球座4對應的密封球11，當密封球11坐落在噴射器3下端球座4上時封堵球座以下液體流動通道；通過水力噴射器3的孔眼進行噴砂射孔，射孔結束后反循環將密封球11洗出返回地面；通過安全丟手2上提管柱，座封封隔器；油管內注入的高砂比攜砂液，通過振蕩器5上噴嘴12，形成渦量擾動，這股渦量擾動到達振蕩腔13中產生新的渦量擾動，這樣的過程得到不斷的重復就會形成自激振脈沖射流，產生自激振脈沖的高砂比攜砂液經下噴嘴14進入混砂器6中，通過混砂器6導壓噴砂孔15使出口流體在旋轉情況下與環空大排量液體接觸，短時間內實現充分混合；本技術提供的一種井下脈沖循環控砂濃度多層段壓裂管柱結構簡單，現場實用性強，易于實現。實施例2：在實施例1的基礎上，所述的噴射器3設置有孔眼10；所述的所述的混砂器6設置有導壓噴砂孔15。所述多層段壓裂工藝管柱還包括密封球11，通過密封球11投入球座4及返出球座4，實現混砂器6通道的開啟和關閉。本技術所述的多層段壓裂工藝管柱為噴砂射孔壓裂一體化管柱，通過投密封球改變出液通道，在不同的施工階段采用不同的出液通道：噴砂射孔階段采用水力噴砂器進行噴砂射孔；壓裂階段采用井底混砂器將油管內注入的高砂比攜砂液同油管與套管形成的環空注入的液體快速均勻混合后注入地層，在施工過程中通過改變環空液體排量實時控制井底砂濃度，實現支撐劑對裂縫暫堵，形成復雜縫網。段間采用封隔器進行封隔，可以滿足一趟工具進行多段壓裂的施工要求。實施例3：在實施例1的基礎上，所述的振蕩器5為亥姆霍茲振蕩器，自上而下由上游噴嘴12、振動腔13和下游噴嘴14順次連接組成。流體流經振動腔13時，在振動腔13的調制作用下產生水力脈動于是從噴嘴噴出的水流就形成壓力時大時小的波動壓力，通過流道形狀的改變使攜砂液在腔內與下游碰撞壁發生碰撞可產生壓力擾動形成脈沖振動，流體形成強烈振動的自激式脈沖射流。本技術通過振蕩器產生的自激式脈沖振動原理與混砂器旋流混合原理使攜砂液與環空純液體在短時間內充分均勻混合，可進一步提高混砂效果，達到復雜縫網壓裂提高單井產量的目的。所述的混砂器與封隔器之間的距離大于5m。本技術采用封隔器封堵下層，結構簡單，可以滿足一趟工具進行多段壓裂的施工要求，與目前采用的人為造成縫口強制脫砂形成砂塞封隔下層工藝相比，封隔更加可靠，現場實用性強，易于操作。實施例4：在上述實施例的基礎上，所述多層段壓裂工藝管柱的施工方法，包括以下步驟：步驟一，將上油管1、安全丟手2、噴射器3、球座4、振蕩器5、混砂器6、下油管7、封隔器8和堵頭9自上而下順次連接而成的多層段壓裂工藝管柱裝入套管16并下入井內預定的改造位置；步驟二，將噴射器3對準目標段；步驟三，從井口投入用于坐封混砂器6的密封球11，密封球11坐落在噴射器3下端球座4上；步驟四，從上油管1注入射孔用攜砂液，所述攜砂液通過噴射器3的射孔進行水力噴砂射孔作業，射孔結束后進行起裂測試；步驟五，通過環空注入建立反循環通道，反循環將密封球11洗出，開啟混砂器6通道；步驟六，通過安全丟手2上提管柱，使混砂器6上提至射孔段上方5～10m；步驟七，座封封隔器8；步驟八，油管以0.6～2m3/min的排量注入高砂比攜砂液，油管與套管16環空注入純液體，通過混砂器6將高砂比攜砂液同油套環空液體快速混合后注入地層進行壓裂(如圖2所示)，并反復采用先提高后降低油管和套管16環空排量的步驟形成脈沖循環，實時控制井底砂濃度，實現縫內支撐劑暫堵，并逐漸形成復雜縫網，瞬時提高縫內凈壓力，實現井下脈沖循環控砂濃度壓裂施工；步驟九，解封封隔器8，管柱上提至下一目標段重復步驟2-8進行施工。作為優選，步驟五所述的反循環通道的排量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多層段壓裂工藝管柱，其特征在于：包括自上而下順次連接的上油管(1)、安全丟手(2)、噴射器(3)、球座(4)、振蕩器(5)、混砂器(6)、下油管(7)、封隔器(8)和堵頭(9)。

【技術特征摘要】
1.一種多層段壓裂工藝管柱，其特征在于：包括自上而下順次連接的上油管(1)、安全丟手(2)、噴射器(3)、球座(4)、振蕩器(5)、混砂器(6)、下油管(7)、封隔器(8)和堵頭(9)。2.根據權利要求1所述的一種多層段壓裂工藝管柱，其特征在于：所述的振蕩器(5)為亥姆霍茲振蕩器，自上而下由上游噴嘴(12)、振動腔(13)和下游噴嘴(14)順次連接組成。3.根據權利要求1所述的一種多層段壓裂工藝管柱，其特征在于：所述的噴射器(3)設置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛曉偉，王在強，蒙鑫，任國富，邵媛，任勇，何華，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11