一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法技术

本发明专利技术涉及压裂砂堵放喷方法技术领域，是一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法，其包括根据砂堵前施工压力曲线，进行停泵压力计算得到停泵压力预测值；根据不同停泵压力预测值对应的油嘴出口流速，选择放喷时机；以水平井或直井的管柱内径通过放喷流量图版确定对应的放喷流量，再以放喷流量、停泵压力预测值通过不同压力不同油嘴放喷流量图版确定放喷选用的油嘴规格；在达到放喷条件后，以选择的油嘴规格进行放喷。本发明专利技术所述方法操作简单，通过计算确定合理优化放喷制度，避免主观臆断，减少操作失误，具有提高砂堵放喷成功率，降低砂堵经济损失，可有效降低井口、管线刺漏等井控安全风险的优点；尤其适用于储层能量充足的井。尤其适用于储层能量充足的井。尤其适用于储层能量充足的井。

【技术实现步骤摘要】
一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法


[0001]本专利技术涉及压裂砂堵放喷方法
，是一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法。

技术介绍

[0002]目前，随着各油田勘探开发进行，勘探开发对象逐步由常规砂岩油藏演变为低品味的致密油、页岩油等非常规油藏，储层物性逐渐变差，为实现低品位油层经济效益开发，压裂已成为各油田稳产增产主要技术手段。由于受储层物性、地应力、滑溜水(压裂液)携砂性能及设备能力等因素影响，压裂过程砂堵等异常情况时有发生。经相关压裂施工统计，砂堵井(层)占比约1％至3％，近年国内非常规油藏年均压裂超10000层，压裂井(层)数逐年增多，砂堵井也随之增多，若出现砂堵，放喷时机及油嘴选择极为重要，若油嘴选择过小，则无法将井内沉砂放喷出井口，对于直井压裂而言极易造成压裂管柱砂埋大修，对于水平井分段压裂而言则会影响后续层段压裂，造成经济损失；同时，若放喷时机或油嘴选择不合理，还可能造成井口、放喷管线刺漏，造成井控安全风险。现阶段，各压裂施工现场，若出现砂堵，多根据现场经验实施放喷，尚未形成一套有效的砂堵放喷方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法，克服了上述现有技术之不足，在直井或水平井遇到压裂砂堵时，具有砂堵异常情况决策快、操作简单等特点，通过量化计算、避免主观臆断，可有效降低压裂砂堵导致的经济损失及井控安全风险，实现砂堵异常情况正确快速处理。
[0004]本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法，包括根据砂堵前施工压力曲线，进行停泵压力计算得到停泵压力预测值；根据不同停泵压力预测值对应的油嘴出口流速，选择放喷时机；以水平井或直井的管柱内径通过放喷流量图版确定对应的放喷流量，再以放喷流量、停泵压力预测值通过不同压力不同油嘴放喷流量图版确定放喷选用的油嘴规格；在达到放喷条件后，以选择的油嘴规格进行放喷。
[0005]放喷1个井筒容积液体以上且油嘴出口基本不含砂后，重新组织顶替、施工。
[0006]下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：
[0007]上述停泵压力按下式计算：
[0008]P
y
＝P+P
H
‑
P
f
‑
P
J
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0009]P
停
＝P
y
‑
P
H
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0010]式(1)至(2)中，P
y
为延伸压力，P为施工压力，P
H
为液柱压力，P
f
为管柱摩阻，P
J
为管柱孔眼的节流压差，P
停
为停泵压力(即停泵压力预测值)。
[0011]上述施工压力P为砂堵前正常泵注压力，可通过压裂仪表车直接读取。
[0012]上述管柱摩阻P
f
为结合现场实际所用液体，通过降阻比测算的摩擦阻力(管柱摩阻)值：
[0013][0014]式(3)中，σ为压裂液与清水摩阻的比值，D为井筒内通径，Q为排量，Cg为稠化剂浓度，Cs为携砂液浓度。清水摩阻为已知值，其结合σ即可得到管柱摩阻P
f
值。
[0015]上述管柱孔眼的节流压差P
J
按下式计算：
[0016]P＝225.16ρQ2/(C
d2
*n2*d4)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0017]式(4)中,P为管柱孔眼的节流压差,ρ为密度,Q为排量,C
d
为流动系数,n为孔眼数,d为孔眼直径。
[0018]上述对于直井，放喷流量图版是直井不同管柱内径与最低放喷流量绘制的图版，所述直井最低放喷流量为支撑剂自然沉降流量2倍；支撑剂自然沉降流量是支撑剂直井段自由沉降速度结合流量公式计算而得；
[0019]支撑剂直井段自由沉降速度采用下式计算：
[0020]Vs＝a*d
n
(ρ
s
g
‑
ρg)
m
/(b*μ
f
)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0021]式(5)中，Vs为支撑剂自然沉降速度，a、b、n、m、f为常数，ρ
s
为支撑剂密度，ρ为液体密度，μ为液体粘度。
[0022]上述对于水平井，放喷流量图版是不同砂比、不同管柱内径与支撑剂临界再悬浮流量绘制的图版，支撑剂临界再悬浮流量是水平段支撑剂再悬浮速度通过流量公式计算而得；
[0023]水平段支撑剂再悬浮速度采用下式计算：
[0024][0025]式(6)中，Vsc为支撑剂再悬浮速度，a为常数，d
p
为支撑剂直径，d为管柱直径，C为砂比，ρ
P
为支撑剂密度，ρ1为液体密度，N
Re
为雷诺数，g为重力加速度。
[0026]上述流量公式为Q＝V*S，式中，Q为流量，V为井筒内液体流速(支撑剂直井段自由沉降速度或水平段支撑剂再悬浮速度)，S为井筒截面积(也可为管柱截面积)。
[0027]上述不同停泵压力预测值对应的油嘴出口流速通过伯努利方程计算：
[0028][0029]式(7)中，P为停泵压力预测值，ρ为液体密度，υ为油嘴出口流速，g为重力加速度，h为液柱高度，C为常数；以式(7)计算得到的所述油嘴出口流速，根据公式Q＝υ*πd2/4计算对应的流量值(油嘴放喷流量)，以不同停泵压力、不同油嘴规格与油嘴放喷流量绘制不同压力不同油嘴放喷流量图版，其中，Q为流量，υ为油嘴出口流速，d为油嘴的内径。
[0030]上述放喷时机是控制油嘴放喷流速为200m/s以下或停泵压力预测值≤50MPa。
[0031]本专利技术所述方法操作简单，通过计算确定合理优化放喷制度，避免主观臆断，减少操作失误，具有提高砂堵放喷成功率，降低砂堵经济损失，可有效降低井口、管线刺漏等井控安全风险的优点；尤其适用于储层能量充足的井。
附图说明
[0032]附图1为不同停泵压力对应的油嘴出口流速曲线。
[0033]附图2为不同砂比、不同套管对应的水平井临界再悬浮流量曲线图版。
[0034]附图3为直井不同管柱内径对应的最低放喷流量。
[0035]附图4为不同压力、不同油嘴对应的放喷流量图版。
[0036]附图1中，横坐标为停泵压力，单位为兆帕；纵坐标为油嘴流速，单位为米/秒。
[0037]附图2中，横坐标为砂比，单位为百分比；纵坐标为流量，单位为升/分钟。
[0038]附图3中，横坐标为管柱内径，单位为毫米；纵坐标为流量，单位为升/分钟。
[0039]附图4中，横坐标为预测停泵压力，单位为兆帕；纵坐标为流量，单位为升/分钟；各曲线为不同压力不同油嘴的放喷流量；各曲线中，由上至下依序为12mm油嘴、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直井或水平井压裂砂堵放喷方法，其特征在于根据砂堵前施工压力曲线，进行停泵压力计算得到停泵压力预测值；根据不同停泵压力预测值对应的油嘴出口流速，选择放喷时机；以水平井或直井的管柱内径通过放喷流量图版确定对应的放喷流量，再以放喷流量、停泵压力预测值通过不同压力不同油嘴放喷流量图版确定放喷选用的油嘴规格；在达到放喷条件后，以选择的油嘴规格进行放喷。2.根据权利要求1所述的直井或水平井压裂砂堵放喷方法，其特征在于停泵压力按下式计算：P
y
＝P+P
H
‑
P
f
‑
P
J
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)P
停
＝P
y
‑
P
H
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式(1)至(2)中，P
y
为延伸压力，P为施工压力，P
H
为液柱压力，P
f
为管柱摩阻，P
J
为管柱孔眼的节流压差，P
停
为停泵压力。3.根据权利要求2所述的直井或水平井压裂砂堵放喷方法，其特征在于管柱摩阻为结合现场实际所用液体，通过降阻比测算的管柱摩阻值：式(3)中，σ为压裂液与清水摩阻的比值，D为井筒内通径，Q为排量，Cg为稠化剂浓度，Cs为携砂液浓度，结合σ换算得到管柱摩阻。4.根据权利要求2或3所述的直井或水平井压裂砂堵放喷方法，其特征在于管柱孔眼的节流压差P
J
按下式计算：P＝225.16ρQ2/(C
d2
*n2*d4)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式(4)中,P为管柱孔眼的节流压差,ρ为密度,Q为排量,C
d
为流动系数,n为孔眼数,d为孔眼直径。5.根据权利要求1至4任意一项所述的直井或水平井压裂砂堵放...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一朋，沈彬彬，吴明江，邓有根，鲍黎，岳翰林，张永国，李文霞，张书荣，李鹏程，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：