一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法技术

本发明专利技术涉及一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法，属于燃爆压裂技术领域，目标井通过侧钻小井眼技术在储层形成具有一定长度和直径的径向小井眼后，将压力起爆器下入油管管鞋、隔离液泵注、乳化炸药泵注、顶替液泵注、封隔器封隔径向小井眼窗口上下油套环形空间、顶替液泵注、压力敏感起爆器上提至小井眼窗口、下入封隔器封隔油管窗口上下油套环形空间。其中压力起爆器下入包括起爆器类型设计、压力敏感度设计。泵注阶段包括乳化炸药用量设计、顶替液类型设计及泵注压力设计。本发明专利技术设计合理、施工方便且操作简单，可实现火药在小井眼内深部铺置及可控点燃，实现小井眼内部的爆燃压裂。

A method of deep fracture in radial slim hole

【技术实现步骤摘要】
一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法
本专利技术涉及一种用于石油、天然气储层压裂改造中径向小井眼内深部燃爆压裂工艺，属于燃爆压裂

技术介绍
随着我国石油工业的发展，多数油气田进入生产中后期，产量也明显下降。燃爆压裂技术凭借其施工简单，成本低廉等优势成为改善地层渗透性的简单有效方法。但目前燃爆压裂施工的有效范围仅限于近井地带，并不能有效改善远离井筒地带地层渗透性，具有一定的局限性。而水力压裂和酸化技术能增加裂缝的延展长度，但由于其对施工现场要求高、技术存在诸多限制，并且其形成的裂缝也不能有效改善近井带外围地层渗透率，所以开发效果也不理想。侧钻小井眼技术虽然能改善近井带外围地层渗流场，但其小井眼周围渗流阻力仍然很大，小井眼开发利用效率低。现有的普通燃爆压裂技术，只能在实现炸药在井筒内燃爆，通过射孔孔眼将能量通过液体传递到井壁实现压裂。该类技术无法实现将炸药输送至径向小井眼内。现在已有利用软管输送固体炸药在径向小井眼深部燃爆压裂的专利技术技术，并且能取得一定的储层增产效果。该项专利技术技术施工段为100-1000米水平段，需要在施工过程中向目标储层下入软体输送固体火药，增大了施工工作量，且无法有效改造压降集中的近井带储层。现在也存在利用液体炸药和定时起爆器在测侧钻井中实施燃爆让列的技术专利技术，但流体炸药的流动性过高，粘度相对较小，无法在小井眼内实现段塞式充填。并且液体炸药不稳定，容易与井筒中的液体混合，在小井眼中易发生渗滤作用，对施工操作要求高。综上所述，可将乳化炸药作为一种燃爆剂实现径向小井眼内深部燃爆压裂，能有效避免上述两种专利技术方法的短板。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法，利用侧钻小井眼技术或高压水射流技术钻出的小井眼后，将乳化炸药泵入小井眼中，并通过压力起爆器引爆井眼中乳化炸药，产生强冲击波和高能气体，提高小井眼增产，同时保证施工的安全性及对油、套管的保护。本专利技术的技术方案如下：一种适用于油气层压裂改造中的径向小井眼内深部燃爆压裂方法，包括以下步骤：1、在井筒套管内，下入压力起爆器，封堵油管管鞋；根据施工所用乳化炸药泵注压力设置压力起爆器起爆压力，压力起爆器的选用考虑施工层位温度、压力等施工环境；2、下入封隔器，封隔施工目标径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；不需在泵注炸药后、再上提油管下入起爆器，施工流程简单；3、地面泵组泵注隔离液，泵注隔离液，清洗油管中杂质，替出油管中原有液体，同时隔离液填充油管管鞋至径向小井眼油管窗口处；4、地面乳化炸药泵注设备低压泵注乳化炸药进入油管；5、顶替液泵注设备低压泵注顶替液进入油管，将油管中乳化炸药全部顶替至小井眼中；6、拆除步骤2下入的封隔器，上提油管，将油管鞋处压力引爆器上提至乳化炸药填充后的径向小井眼油管窗口高度；7、在油套环形空间内下入封隔器，封隔径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；8、地面顶替液泵注设备向油管中继续泵入顶替液，引爆油管下端部压力起爆器，进而引爆小井眼中乳化炸药。优选的，步骤2中，上下封隔器分别座在距离径向小井眼油管窗口上下0.8～1.2m的油套环形空间中。进一步优选的，步骤2中，上下封隔器距离径向小井眼油管窗口的距离为1m。优选的，步骤3中泵注隔离液的压力、步骤5中泵注顶替液的压力均小于压力起爆器的设定值。压力起爆器已经座在油管鞋处，需要注意控制隔离液、顶替液泵注压力，避免将压力起爆器引爆。进一步优选的，步骤3中泵注隔离液的压力和油管液柱压力之和小于压力起爆器压力4～5MPa。进一步优选的，步骤5中泵注顶替液的压力和油管液柱压力之和小于压力起爆器压力3～4MPa。优选的，步骤3中，隔离液的用量为油管管鞋至径向小井眼油管窗口段油管体积的1～1.05倍。优选的，步骤3中，隔离液密度为1.85～2.00g/cm3。隔离液选择根据施工地层敏感性、乳化炸药敏感性和油管敏感性确定，可为较高密度的钻井液，但不仅限于此。优选的，步骤4中，乳化炸药泵注量为施工目标小井眼井筒体积的1.0～1.1倍。优选的，步骤4中，乳化炸药的泵注压力和油管液柱压力之和小于压力起爆器压力4～5MPa。优选的，步骤5中，顶替液用量为井口至径向小井眼油管窗口段油管体积的1.0～1.1倍。优选的，步骤5中，顶替液的密度小于1.05g/cm3。上述过程中乳化炸药性能及用量根据目标小井眼储层特性和小井眼尺寸确定。隔离液、顶替液用量根据油管尺寸及施工段长度确定。顶替液根据乳化炸药的敏感性及油管敏感性确定，步骤8中的顶替液与步骤5中的顶替液为同一顶替液。普通井的燃爆技术无法应用在小井眼内进行燃爆压裂，无法将炸药送至施工段。小井眼内深部燃爆聚压裂技术能有效解决这些情况。利用侧钻小井眼在地层中形成一定长度、横截面积的径向小井眼，将乳化炸药压入小井眼中并送至地层深部，上提引爆器至小井眼窗口，在不破坏井筒及套管的前提下引爆起爆器，点燃小井眼中的乳化炸药，在小井眼井段形成燃爆压裂过程。小井眼井筒中爆炸产生裂缝主要有以下三个方面：第一方面爆炸产生的冲击波对小井筒壁面岩石进行破碎，产生一定数量的微裂缝，同时爆炸产生的岩石碎屑可支撑裂缝，所以不需要泵送支撑剂；第二方面爆炸产生高能气体冲击产生的微裂缝进行扩展延伸，在小井眼井筒附近形成相互连通的裂缝网，有效沟通小井眼井筒与连然裂缝连通性，扩大油层的渗流面积，改变近井带流体流动类型，减小渗流阻力；第三方面爆炸产生的高温气体能对小井眼近井带岩石产生溶蚀效果，改善小井眼近井带渗流场。本专利技术的有益效果在于：1.小井眼井眼直径小，钻取成本低，是属于增产措施，侧钻小井眼技术虽然能达到增产措施，改善储层渗流特性，但由于小井眼渗流面积较小，为了提高侧钻小井眼的增产效率，所以设计专利技术了一种径向小井眼内深部燃爆压裂工艺，通过燃爆压裂改善其周围流体流动类型，能有效减小地层渗流阻力。本专利技术在侧钻小井眼技术上，将燃爆压裂与钻井技术结合，在小井眼附近地层形成岩石破碎带，改善附近渗流阻力。实现储层径向内深部压裂改造。2.本方法使用乳化炸药作为燃爆压裂的燃爆剂，通过地面泵送的方式将乳化炸药投放至径向小井眼内，实现小尺寸孔眼(通过侧钻小井眼或高压水射流实现，长度一般小于200m)深部的爆燃压裂，乳化炸药兼具液体的流动性、黏性和固体的弹性，在小井眼中基本不发生渗滤作用，也基本不与井内的流体混合交互，无需在泵注炸药前进行洗净工作，容易操作，安全便利，因此在泵注过程中能实现燃爆剂在小井眼内深部铺药均匀和稳定加持，相对于其他炸药实现更好的压裂效果。现场通过改变乳化炸药的配药比重来满足特定的施工环境要求，且相对于固体炸药具有更好的环保效果，施工简单安全。附图说明图1是本专利技术的施工流程图。图2是目标井径向小井眼内深部燃爆压裂工艺施工过程中的剖面图。图3是目标井径向小井眼内深部燃爆压裂工艺施工过程中的结构俯视图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1、在井筒套管内，下入压力起爆器，封堵油管管鞋；根据施工所用乳化炸药泵注压力设置压力起爆器起爆压力；/n2、下入封隔器，封隔施工目标径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；/n3、地面泵组泵注隔离液，泵注隔离液，清洗油管中杂质，同时隔离液填充油管管鞋至径向小井眼油管窗口处；/n4、地面乳化炸药泵注设备泵注乳化炸药进入油管；/n5、顶替液泵注设备泵注顶替液进入油管，将油管中乳化炸药全部顶替至小井眼中；/n6、拆除步骤2下入的封隔器，上提油管，将油管鞋处压力引爆器上提至乳化炸药填充后的径向小井眼油管窗口高度；/n7、在油套环形空间内下入封隔器，封隔径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；/n8、地面顶替液泵注设备向油管中继续泵入顶替液，引爆油管下端部压力起爆器，进而引爆小井眼中乳化炸药。/n

【技术特征摘要】
1.一种径向小井眼内深部燃爆压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、在井筒套管内，下入压力起爆器，封堵油管管鞋；根据施工所用乳化炸药泵注压力设置压力起爆器起爆压力；
2、下入封隔器，封隔施工目标径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；
3、地面泵组泵注隔离液，泵注隔离液，清洗油管中杂质，同时隔离液填充油管管鞋至径向小井眼油管窗口处；
4、地面乳化炸药泵注设备泵注乳化炸药进入油管；
5、顶替液泵注设备泵注顶替液进入油管，将油管中乳化炸药全部顶替至小井眼中；
6、拆除步骤2下入的封隔器，上提油管，将油管鞋处压力引爆器上提至乳化炸药填充后的径向小井眼油管窗口高度；
7、在油套环形空间内下入封隔器，封隔径向小井眼油管窗口上下油套环形空间；
8、地面顶替液泵注设备向油管中继续泵入顶替液，引爆油管下端部压力起爆器，进而引爆小井眼中乳化炸药。


2.根据权利要求1所述的径向小井眼内深部燃爆压裂方法，其特征在于，步骤2中，上下封隔器分别座在距离径向小井眼油管窗口上下0.8～1.2m的油套环形空间中。


3.根据权利要求2所述的径向小井眼内深部燃爆压裂方法，其特征在于，步骤2中，上下封隔器距离径向小井眼油管窗口的距离为1m。


4.根据权利要求1所述的径向小井眼内深部燃爆压裂方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞鹏，范贤章，刘静，丁乾申，杨维，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37