一种连续油管分段压裂管柱及管柱压裂方法技术

本发明专利技术提出了一种连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。本发明专利技术的连续油管分段压裂管柱结构简单，换层施工迅速，管柱可靠性和安全性高，下放一趟管柱可以实现对致密油气藏油气井完成多级多段喷砂射孔、井底混砂压裂及环空大排量压裂的复合方式的分段压裂作业，可以形成复杂的裂缝网络，提高致密储层改造的波及体积，提高致密油气藏的分段压裂作业效率，降低开发成本和提高压裂开发效果。本发明专利技术还提供了一种利用连续油管分段压裂管柱的分段压裂方法。

A fracturing method of coiled tubing segment fracturing string and string

【技术实现步骤摘要】
一种连续油管分段压裂管柱及管柱压裂方法
本专利技术涉及井下压裂作业
，尤其涉及一种连续油管分段压裂管柱及应用该压裂管柱的分段压裂方法。
技术介绍
近年来，国内外研究表明压裂施工过程中增加裂缝的复杂程度可以有效提高低渗透油、气藏单井产量，最终提高油气藏采收率。目前，体积压裂是非常规页岩气藏开发构建复杂缝网的主要技术手段，在水力压裂过程中采用大排量、大砂量、大液量、低砂比的注入方式使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移,形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，但是采用该项工艺技术施工成本高，并不适用于致密油气藏的开发。国内外应用连续油管喷射分段压裂的一般方法是，在套管固井完井水平井内，采用连续油管下入带水力喷射工具的管柱串，从连续油管加砂喷砂射孔后，套管加砂压裂。压裂完一段后，在套管内留置一段砂塞作为隔离，拖动管柱到下一段进行喷砂射孔及压裂施工。这种方法采用套管压裂，可以实现较大规模的压裂。但是，砂塞作为分段隔离，需要较长的水平段，压裂完成后需要用连续油管将砂塞冲洗出井筒。该工艺存在着施工周期较长，压裂液返排不及时污染油层，填砂需要较长水平段，砂塞冲洗困难等问题。另一种方法是采用连续油管下带封隔器作为隔离方法的压裂管柱，如专利号是201210182455.0的《一种连续油管分段喷砂射孔套管压裂管柱及套管压裂方法》，分段的工具采用机械式连续油管压裂封隔器，采用套管压裂，可以实现较大规模的压裂。但是，两种连续油管压裂方法都是普通的连续加砂，依靠静压压开裂缝、然后裂缝延伸，这种施工方法不易形成复杂的裂缝缝网，对提高致密油气藏的采收率还有一定的限度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于致密砂岩的各种直井、斜井及水平井等井型的分段压裂作业的连续油管分段压裂管柱以及利用该压裂管柱进行分段压裂的方法。本专利技术的连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。在一个实施方式中，所述可控开关式脉冲喷砂器包括中心体，所述中心体上设置有中心体流道口，所述中心体能在所述可控开关式脉冲喷砂器内部沿脉冲喷砂器的轴向滑动，在脉冲喷砂器本体上设置有与中心体流道口相对应的本体流道口，通过中心体沿脉冲喷射器轴线的滑动控制可控开关式脉冲喷砂器的打开与关闭。当中心体滑动到中心体流道口与滑套流道口相对的位置时，脉冲喷砂器处于打开状态，此时，中心体的下端和脉冲喷砂器本体上的密封座接触。当中心体滑动到中心体流道口与本体流道口完全错开的位置时，可控开关式脉冲喷砂器处于打开状态，此时中心体上的限位台阶和脉冲喷砂器本体上的限位台阶接触。在一个实施方式中，所述机械定位器的末端还依次连接有导向头，以方便管柱在井下的下入。本专利技术的连续油管分段裂管柱结构简单，换层施工迅速，管柱可靠性和安全性高，下放一趟管柱可以实现对致密油气藏油气井完成多级多段喷砂射孔、井底混砂压裂及环空大排量压裂的复合方式的分段压裂作业，可以形成复杂的裂缝网络，提高致密储层改造的波及体积，提高致密油气藏的分段压裂作业效率，降低开发成本和提高压裂开发效果。本专利技术还提供了一种使用上述连续油管分段压裂管柱的分段压裂方法，包括以下步骤：步骤一，将连续油管分段压裂管柱入井；步骤二，调整连续油管分段压裂管柱入井深度，将水力喷射器调整至目的层位置并完成水力射孔；步骤三，调整连续油管分段压裂管柱，使脉冲喷砂器位于射孔部位上方后完成机械封隔器坐封，并打开可控开关式脉冲喷砂器；步骤四，对施工段进行脉冲加砂压裂和环空加砂压裂，待环空加砂压裂结束后，关井测压降。步骤五：测压降结束后，进行反洗井一周，然后上提连续油管分段压裂管柱至下一施工段，重复进行步骤二、三、四，对下一施工段进行射孔、脉冲加砂压裂和环空加砂压裂；步骤六：重复步骤五，直至完成后续段压裂施工作业。在一个实施方式中，所述步骤四中在进行脉冲加砂压裂阶段，在脉冲加砂压裂前期，在所述连续油管内注入砂比为40％～85％的高浓度含砂压裂液，环空注入无砂压裂基液，在脉冲加砂压裂后期，在所述连续油管内注入压裂基液，顶替连续油管内含砂压裂液用压裂基液。在一个实施方式中，所述步骤四中，在进行环空加砂压裂阶段，在环空加砂压裂前期，在所述连续油管内注入压裂基液，环空大排量注入含砂压裂液。优选的，环空大排量注入砂比为15％～50％的高浓度含砂压裂液，在环空加砂压裂后期，环空内注入压裂基液，顶替环空内的含砂压裂液用压裂基液。在一个实施方式中，所述环空加砂压裂过程中，高浓度含砂压裂液通过大排量连续阶梯式注入环空内，压裂基液变排量或恒排量注入连续油管内。在一个实施方式中，在环空压裂施工后期，压裂基液的顶替量为井筒容积的1.2-1.4倍。在一个实施方式中，所述步骤四中进行脉冲加砂压裂前，还需要进行脉冲压裂参数优化，根据地层地应力数值的大小及应力差的不同情况，模拟地层破裂及转向所需净压力的数值大小，合理确定脉冲类型及脉冲模式的组合方式，确定脉冲时间长短及脉冲排量组合。在一个实施方式中，在脉冲加砂压裂阶段，应用压裂砂为40～100目。与现有技术相比，本专利技术的连续油管分段压裂管柱结构简单，换层施工迅速，管柱可靠性和安全性高，其分段压裂方法简单方便，可一趟管柱实现油气井的分段定点喷射射孔、脉冲加砂压裂及环空加砂压裂的复合压裂改造，大幅度提高致密油气藏分层、分段改造效果，提高储层改造裂缝的复杂程度、导流能力及波及体积，可大幅度提高压裂井的压裂增产效果。上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本专利技术的目的。附图说明在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1显示了根据本专利技术的连续油管分段压裂管柱结构示意图；图2显示了图1中脉冲喷砂器的结构示意图；图3显示了图2中的脉冲喷砂器打开状态的结构示意图；图4显示了图2中的脉冲喷砂器关闭状态的结构示意图；图5显示了图1中的机械式封隔器的结构示意图；图6显示了本专利技术实施例中环空排量为一升一降的变化模式示意图；图7显示了本专利技术实施例中环空排量为升-降-升-直降-升的变化模式示意图；图8显示了本专利技术实施例中环空排量为升-降-升-降-升的变化模式示意图。在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。其中，附图标记为：1、连续油管；2、连续油管接头；3、安全接头；4、水力喷射器；5、扶正器；6、可控开关式脉冲喷砂器；7、机械式封隔器；8、机械定位器；9、导向头；61、中心体；62、中心体流道口；63、本体流道口；64、中心体限位台阶；65、本体限位台阶；66、本体密封座；67、中心体下端；71、上接头；72、密封胶筒；73、坐封体；74、卡瓦；75、封隔器扶正体；76、下接头；100、连续油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，其特征在于，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续油管分段压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、水力喷射器、扶正器和机械定位器，其特征在于，在所述扶正器和所述机械定位器之间还连接有可控开关式脉冲喷砂器和机械式封隔器。


2.根据权利要求1所述的连续油管分段压裂管柱，其特征在于，所述可控开关式脉冲喷砂器包括中心体，所述中心体上设置有中心体流道口，所述中心体能够在所述可控开关式脉冲喷砂器内部沿可控开关式脉冲喷砂器的轴向滑动，在脉冲喷砂器本体上设置有与中心体流道口相对应的本体流道口，通过所述中心体沿可控开关式脉冲喷砂器轴线的滑动控制可控开关式脉冲喷砂器的打开与关闭。


3.一种使用权利要求1或2所述的连续油管分段压裂管柱的压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将连续油管分段压裂管柱入井；
步骤二，调整连续油管分段压裂管柱入井深度，将水力喷射器调整至目的层位置并完成水力射孔；
步骤三，调整连续油管分段压裂管柱，使可控开关式脉冲喷砂器位于射孔部位上方后完成机械封隔器坐封，并打开可控开关式脉冲喷砂器；
步骤四，对施工段进行脉冲加砂压裂和环空加砂压裂，待环空加砂压裂结束后，关井测压降；
步骤五：测压降结束后，进行反洗井一周，然后上提连续油管分段压裂管柱至下一施工段，重复进行步骤二、三、四，对下一施工段进行射孔、脉冲加砂压裂和环空加砂压裂；
步骤六：重复步骤五，直至完成后续段压裂施工作业。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李洪春，李奎为，蒋廷学，陈作，贾长贵，刘红磊，周珺，周林波，侯磊，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11