一种多簇均衡延伸装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种多簇均衡延伸装置及其使用方法，属于油气井开发技术领域，包括：筒形的本体，所述本体的上下两端连接套管柱；以及沿轴向设置在所述本体的外壁上的若干凸棱，所述凸棱上设置有若干压裂孔眼；其中，所述压裂孔眼为经过强化处理的孔眼。本发明专利技术实现了水平井分段压裂的段内各簇裂缝的均匀延伸，形成复杂缝网，提高压裂改造体积，减少套变的发生，降低开发成本和提高水平井分段压裂开发效果。低开发成本和提高水平井分段压裂开发效果。低开发成本和提高水平井分段压裂开发效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多簇均衡延伸装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种多簇均衡延伸装置，适用于水平井的分段压裂作业，属于油气井开发
本专利技术还涉及一种多簇均衡延伸装置的使用方法

技术介绍

[0002]目前，水平井分段多簇压裂技术已获得大规模推广应用，并在不同岩性的油气藏勘探开发中发挥了重要的增储上产作用。其作用机理在于以分段为基础，每段裂缝都形成复杂的缝网。而能否形成复杂的缝网，主要取决于段内各簇裂缝间的诱导应力干扰效应差值超过原始的水平应力差值。这其中又暗含一个前提是各簇的裂缝长度延伸程度基本相当，如果各簇裂缝长度差异较大，则各裂缝间的诱导应力干扰效应则大打折扣，进而导致段内裂缝的复杂性及改造体积大大降低。此外，大量的压裂液及支撑剂只进入少量的裂缝后，使得该裂缝的诱导应力过大，可能向下段的裂缝处传递更远，会导致下段靠近趾部的裂缝延伸被压抑。为此，还要增加段间距，使下段裂缝离得更远，这就降低了水平井段的利用率，尤其是含气好的地方舍弃后对产量的降低更大。更有甚者，少量的裂缝吸收了绝大部份压裂液及支撑剂后会导致局部应力集中效应更大，会引起该裂缝附近的套管产生塑性变形。因此，段内多簇间裂缝不均衡延伸的弊端很大。而且，段内多簇裂缝不均衡延伸的现象是非常普遍的，国外大量的监测资料已证实6簇射孔裂缝，最大的裂缝长度是最小裂缝长度的6倍以上。国内的双簇裂缝起裂扩展的物理模拟结果也证实，有50％情况是单簇裂缝起裂，双簇起裂的裂缝均衡延伸的情况只占14％。
[0003]以往促进多簇裂缝均衡延伸的措施主要包括变参数射孔、使用暂堵球等。但变参数射孔具有很大的不确定性，各簇裂缝延伸程度也不十分清楚；采用暂堵球对射孔眼进行封堵，由于目前暂堵球密度较压裂液大得多(1.3-1.7g/cm3居多，压裂液一般1.01-1.03g/cm3)，导致暂堵球的运移轨迹与压裂液不同步。例如，假若靠近根部的某簇裂缝延伸程度大需要封堵，但因暂堵球密度大使得其流动惯性大，其更多地向靠近趾部裂缝运移。导致想封堵的跟部裂缝没有封堵住。特别是，因暂堵球密度大，在封堵的某簇裂缝，水平井筒顶部的孔眼是封堵不住的，即使封堵住了也会很快脱离顶部的孔眼。这样导致的结果是井筒压力因部分暂堵而升高，会促使更多的压裂液及支撑剂向先前延伸程度大的裂缝中运移和分布，反而加剧了多簇裂缝延伸的非均衡性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种多簇均衡延伸装置及其使用方法，实现水平井分段压裂的段内各簇裂缝的均匀延伸，形成复杂缝网，提高压裂改造体积，减少套变的发生，降低开发成本和提高水平井分段压裂开发效果。
[0005]本专利技术的一个方面，提出了一种多簇均衡延伸装置，包括：
[0006]筒形的本体，所述本体的上下两端连接套管柱；以及
[0007]沿轴向设置在所述本体的外壁上的若干凸棱，所述凸棱上设置有若干压裂孔眼；
[0008]其中，所述压裂孔眼为经过强化处理的孔眼。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述压裂孔眼沿径向设置在所述本体上，并沿所述凸棱均匀布置成列。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述压裂孔眼包括直角孔眼或倒圆弧孔眼。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述压裂孔眼设置在所述本体的上部；所述本体内设置有滑套，所述滑套在初始状态时位于所述本体的上部并挡住所述压裂孔眼；到达预定位置后，所述滑套在打开工具的作用下移动到所述本体的下部，并使所述压裂孔眼打开。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，所述本体内的滑套为一组或多组，一组所述滑套为多个过球滑套加一个底部止球滑套；多组所述滑套包括若干组过球滑套和设置在每组最底部的止球滑套。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述滑套为过球滑套，所述过球滑套的下端设置有过球座，所述过球座包括若干与所述打开工具相配合的爪片。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述滑套为止球滑套，所述止球滑套的下端设置有止球座，所述止球座上设置有与所述打开工具配合的台阶。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述滑套的外壁上设置有若干密封圈，在初始状态时，所述密封圈密封所述滑套和本体之间位于所述压裂孔眼上方和下方的间隙。
[0016]本专利技术的另一个方面，还提出了一种多簇均衡延伸装置的使用方法，包括：
[0017]首先评估水平井储层参数并确定分压层段，使各簇的开启压力、延伸压力与井筒压裂梯度数据相一致，得到个簇处的压裂孔参数要求；
[0018]确定各层段的多簇均衡延伸装置的压裂孔眼的数量、大小、孔眼过渡圆弧尺寸及孔眼的排列布置方式；
[0019]加工、组装簇均衡延伸装置，并进行压裂作业。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，根据各簇的延伸压力和管柱深度计算出各簇的施工压力，根据所述施工压力计算出压裂孔眼的流量大小。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022]本专利技术的一种多簇均衡延伸装置及其使用方法。可实现段内各簇射孔均匀起裂和均衡性延伸，大幅度提高分段压裂改造体积，避免套管压裂后变形。本专利技术所述多簇均衡延伸装置依据段内各簇的压裂设计所要求的孔眼数量、孔眼大小、孔眼形状及布置方案有所区别，实现各簇均衡延伸装置差异化设计。本专利技术所述多簇均衡延伸装置孔眼都做了强化处理，满足加砂要求，有利于段内各簇裂缝形成和均衡延伸。本专利技术原理清晰，完全符合压裂优化设计要求，能够提高水平井的压裂开发效果。
附图说明
[0023]下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：
[0024]图1所示为本专利技术的一个实施例的多簇均衡延伸装置的俯视示意图；
[0025]图2为图1的横截面示意图，显示了五组凸棱的结构；
[0026]图3为图1的横截面示意图，显示了六组凸棱的结构；
[0027]图4所示为本专利技术的一个实施例的多簇均衡延伸装置的俯视示意图，显示了在带有过球滑套结构，压裂孔眼处于关闭状态；
[0028]图5所示为本专利技术的一个实施例的多簇均衡延伸装置的俯视示意图，显示了在带有过球滑套结构，压裂孔眼处于开启状态；
[0029]图6为图4的横截面示意图；
[0030]图7所示为本专利技术的一个实施例的多簇均衡延伸装置的俯视示意图，显示了在带有止球滑套结构，压裂孔眼处于关闭状态；
[0031]图8所示为本专利技术的一个实施例的多簇均衡延伸装置的俯视示意图，显示了在带有止球滑套结构，压裂孔眼处于开启状态；
[0032]图9为图7的横截面示意图；
[0033]图10所示为本专利技术的一个实施例中压裂孔眼的大小计算参数示意图；
[0034]图11所示为本专利技术的一个实施例的环空自动密封装置在使用后平均缝宽的情况；
[0035]图12所示为本专利技术的一个实施例的环空自动密封装置在使用后SRV的数据情况；
[0036]附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
[0037]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多簇均衡延伸装置，其特征在于，包括：筒形的本体，所述本体的上下两端连接套管柱；以及沿轴向设置在所述本体的外壁上的若干凸棱，所述凸棱上设置有若干压裂孔眼；其中，所述压裂孔眼为经过强化处理的孔眼。2.根据权利要求1所述的多簇均衡延伸装置，其特征在于，所述压裂孔眼沿径向设置在所述本体上，并沿所述凸棱均匀布置成列。3.根据权利要求2所述的多簇均衡延伸装置，其特征在于，所述压裂孔眼包括直角孔眼或倒圆弧孔眼。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多簇均衡延伸装置，其特征在于，所述压裂孔眼设置在所述本体的上部；所述本体内设置有滑套，所述滑套在初始状态时位于所述本体的上部并挡住所述压裂孔眼；到达预定位置后，所述滑套在打开工具的作用下移动到所述本体的下部，并使所述压裂孔眼打开。5.根据权利要求4所述的多簇均衡延伸装置，其特征在于，所述本体内的滑套为一组或多组，一组所述滑套为多个过球滑套加一个底部止球滑套；多组所述滑套包括若干组过球滑套和设置在每组最底部的止球滑套。6.根据权利要求4或5所述的多簇均衡延伸装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，李洪春，丁士东，左罗，李奎为，周珺，周林波，许国庆，
申请(专利权)人：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：