一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱及应用方法技术

本发明专利技术提供了一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱及其应用方法，它包括自下至上依次串接的可溶全金属压裂球座、电动式坐封工具、预置式多簇射孔短节、井下数据采集短节、电缆丢手短节和电缆。采用可溶全金属压裂球座，一方面可承载较高的泵送流体推力；另一方面工具材质一致性较好，可实现溶解的均一性。预置式多簇射孔短节无需现场连接控制线路，降低了现场连接电路控制系统造成短路、断路的风险和技术应用条件。可以实时获得管柱在井下的运行状态参数，从而可以在地面通过调整泵送排量，同步改变井下数据采集短节外径，使管柱获得较高的泵送推力，减小对球座冲刷，提高球座射孔联作管柱应对井下情况的能力，为保证施工成功率提供保证。

【技术实现步骤摘要】
一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱及应用方法
本专利技术属于油气田改造
，具体涉及一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱及应用方法，特别适用于套管完井的水平井球座射孔联作作业。
技术介绍
致密油气藏渗透率低、渗流阻力大、连通性差，难以进行开采。水平井可以增加井筒与油层的接触面积，提高油气的产量和最终的采收率，因此，致密油气藏气田的经济有效开发，国内外主要采用水平井井型，储层改造工艺主要采用水力泵送式桥塞射孔联作+光套管压裂工艺，以实现最大限度的提升能够改造的储层体积。水力泵送桥塞或球座的主要工艺方法是：通过采用电缆连接下入球座或桥塞和多簇射孔枪联作工具串，在水平段采用地面泵组水力泵送方式继续下入，地面控制坐封球座或桥塞后，再上提拖动工具串完成多簇射孔，然后起出井内工具串。自井口投送可溶球，封隔井筒后，进行光套管压裂施工，依次自下而上完成后续井段施工。近些年，随着镁基、铝基等可溶金属材料逐步与常规铸铁桥塞工具的结合，国内外均出现了可溶桥塞，其除了具备桥塞的特性之外，由于采用可溶金属材料作为主要结构部件，采用可溶橡胶作为主要密封部件，能够在一定的井筒条件下（时间、温度、介质等）自主分解，达到储层改造后井筒内部建立流体通道，实现单井压后快速生产。随着可溶桥塞在国内外致密油气藏的广泛引用，水力泵送桥塞射孔联作工艺也存在一些问题，具体如下：桥塞射孔管柱自下而上主要由可溶桥塞、火力坐封工具、多个射孔枪、多个射孔控制短节器、磁定位器、马笼头组成，其中：（1）马笼头作为电缆和管柱连接工具，设置了电缆弱点，通常为电缆承载力的30%左右，遇卡等情况时，可增大电缆上提力，强行从该处实现电缆和管柱的脱离，然而却降低了泵送管柱作业时管柱的泵送承载力，制约了桥塞射孔联作作业效率。（2）磁定位器仅具有确定井下工具深度的功能，井深参数采集对于管柱在井筒内泵送的速度要求较为严格，不能实施高速泵送作业；同时电缆张力采用地面采集方式，不能准确反应井下管柱对电缆产生的拉力（即电缆张力），也制约了泵送的时效性。（3）多簇控制短节采用由壬方式连接，工具外径与管柱不能保持一致，易在工具附近流体紊流，影响泵送速度；同时，在现场进行多簇控制短节内线路、井下控制器的电路连接，对现场环境要求较高，且线路连接质量无法保证。（4）火力坐封工具使用的火工品属于管制类物品，保管、运输、使用都有严格要求，且火工品在坐封工具内产生的动力具有较大的误差，通常达30%以上。（5）可溶桥塞的可溶材料主要有可溶金属和可溶橡胶，材料溶解条件和溶解性能差异较大，也制约了该管柱的应用。因此，虽然目前水平井球座射孔联作工艺较为成熟，但球座射孔联作管柱仍采用较小泵送排量（即约2立方米/分钟，控制电缆下放速度在2000米/小时以内）进行泵送作业，不能满足高效率作业的需求。
技术实现思路
本专利技术实施方式提供了一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱及应用方法，其目的一是解决球座射孔联作管柱泵送时，较高泵送速度下管柱与电缆易脱离的问题；其目的二是现场配接管柱较繁琐、管柱内部线路连接较复杂、火工品使用要求高等难题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，它包括自下至上依次串接的可溶全金属压裂球座、电动式坐封工具、预置式多簇射孔短节、井下数据采集短节、电缆丢手短节和电缆；其中，预置式多簇射孔短节的数量与射孔目的层的数量相同。进一步地，所述预置式多簇射孔短节由多簇射孔枪和射孔控制器组成，所述射孔控制器位于所述多簇射孔枪的上方，且多簇射孔枪和射孔控制器成套使用。优选地，泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱还包括地面控制器，所述地面控制器通过电缆与电动式坐封工具、预置式多簇射孔短节、井下数据采集短节和电缆丢手短节分别电连接。进一步地，所述电缆贯穿电缆丢手短节并自电缆丢手短节的下端引出，引出部分的电子线路与井下数据采集短节内的电子线路插接，而引出部分的电缆本体与井下数据采集短节的本体之间通过由壬连接，所述电缆的贯穿部分固定于电缆丢手短节的内腔。优选地，所述井下数据采集短节采集井下多项参数并传输至地面控制器，多项参数包括温度、压力、井深和电缆张力。进一步地，所述电动式坐封工具的下端与可溶全金属压裂球座通过螺纹连接或通过剪切销钉连接。本专利技术还保护了一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱的应用方法，包括以下步骤：步骤一，利用电缆下放泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱至水平井内，直至作业管柱到达预定位置；步骤二，地面控制器通过电缆传输信号，启动电动式坐封工具，电动式坐封工具带动可溶全金属压裂球座坐封；步骤三，上提作业管柱至第一射孔目的层，地面控制器通过电缆传输信号，启动预置式多簇射孔短节对第一射孔目的层进行多簇射孔作业；步骤四，再次上提作业管柱至第二射孔目的层，重复步骤三，直至完成所有射孔目的层的射孔作业，结束后起出作业管柱，进行光套管压裂施工。进一步地，步骤一所述利用电缆下放泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱至水平井内，直至作业管柱到达预定位置，具体包括：作业管柱进入井筒后，在直井段依靠自重下放，到达造斜段后，自井斜30°位置开始，地面泵组泵送液体至井筒内，在液流的推力下推送作业管柱继续下入，直至到达预定位置。进一步地，所述井下数据采集短节采集泵送过程中的井下参数，并传输至地面控制器，地面控制器根据接收的数据校核电缆的承载力，并调整液体的泵送排量，使液体在最大泵送推力下推动作业管柱以最大速度到达预定位置。优选地，若作业过程中发生卡钻，地面控制器通过电缆传输信号，启动电缆丢手短节，进行丢手作业，在电缆丢手短节处定点脱离电缆与作业管柱，后续打捞遗留于井筒内的管柱。本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术保护的作业管柱，采用可溶全金属压裂球座，未采使用常规或可溶橡胶材料，一方面可以提高球座射孔联作管柱的承载力，使其可承载较高的泵送流体推力；另一方面可溶全金属压裂球座的工具材质一致性较好，既能满足储层改造需求，也能实现溶解的均一性。（2）相比火力坐封工具，电动坐封工具消减了常规火力坐封使用火工品产生的风险；同时，本专利技术采用的预置式多簇射孔短节无需现场连接控制线路，降低了现场连接电路控制系统造成短路、断路的风险；电动式坐封工具坐封时，不需额外提供电缆预留额外坐封专用线路，降低电缆使用要求。（3）本专利技术的作业管柱可以实时获得管柱在井下的运行状态参数，从而可以在地面通过调整泵送排量，进而改变井下数据采集短节最大外径，增大工具节流面积，通过同步增大泵送排量和增大工具外径的作业使管柱获得较高的泵送推力，减小对球座冲刷，提高球座射孔联作管柱应对井下情况的能力，为保证施工成功率提供保证。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。附图说明图1是泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱的结构示意图。图2是泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：它包括自下至上依次串接的可溶全金属压裂球座（1）、电动式坐封工具（2）、预置式多簇射孔短节（3）、井下数据采集短节（4）、电缆丢手短节（5）和电缆（6）；/n其中，预置式多簇射孔短节（3）的数量与射孔目的层的数量相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：它包括自下至上依次串接的可溶全金属压裂球座（1）、电动式坐封工具（2）、预置式多簇射孔短节（3）、井下数据采集短节（4）、电缆丢手短节（5）和电缆（6）；
其中，预置式多簇射孔短节（3）的数量与射孔目的层的数量相同。


2.如权利要求1所述的泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：所述预置式多簇射孔短节（3）由多簇射孔枪（301）和射孔控制器（302）组成，所述射孔控制器（302）位于所述多簇射孔枪（301）的上方，且多簇射孔枪（301）和射孔控制器（302）成套使用。


3.如权利要求1或2所述的泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：还包括地面控制器，所述地面控制器通过电缆（6）与电动式坐封工具（2）、预置式多簇射孔短节（3）、井下数据采集短节（4）和电缆丢手短节（5）分别电连接。


4.如权利要求1所述的泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：所述电缆（6）贯穿电缆丢手短节（5）并自电缆丢手短节（5）的下端引出，引出部分的电子线路与井下数据采集短节（4）内的电子线路插接，而引出部分的电缆本体与井下数据采集短节（4）的本体之间通过由壬连接，所述电缆（6）的贯穿部分固定于电缆丢手短节（5）的内腔。


5.如权利要求3所述的泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：所述井下数据采集短节（4）采集井下多项参数并传输至地面控制器，多项参数包括温度、压力、井深和电缆张力。


6.如权利要求1所述的泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱，其特征在于：所述电动式坐封工具（2）的下端与可溶全金属压裂球座（1）通过螺纹连接或通过剪切销钉连接。


7.一种泵送球座和多簇射孔的串联作...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡相君，张矿生，李宪文，王治国，薛晓伟，任国富，王在强，任勇，刘忠能，邵媛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11