[发明专利]裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统及压裂工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开采过程中水平井压裂改造工艺，尤其是一种裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统及压裂工艺方法。

背景技术

水平井压裂是目前水平井提高单井产能最有效的方法之一，尤其是低渗透油藏水平井压裂改造。随着非常规油气水平井的大量应用，逐渐将直井的压裂改造技术应用到水平井中，合理的压裂管柱工艺技术是安全有效实施水平井分段压裂工艺的关键。

中国专利CNl0110512l公开了一种水平井机械分段压裂工具串，该工具串主要由安全接头，扶正器，封隔器，导压喷砂器和导向丝堵构成，该工具串改善了压裂过程中沉砂安全性，但是压裂工艺的安全性能较为有限。

中国专利CNl01338663公开了水平井机械分段压裂卡封工艺管柱，该管柱减小导压喷砂器和右侧封隔器之间的距离，从而减少封隔器上端的沉砂提高了管柱的安全性。

中国专利CNl01560887公开了一种水平井封隔器分段压裂工艺管柱，该管柱采用跨隔式封隔器对目标层段封隔，通过投球实现2-3层段的换层压裂工艺。

中国专利CN201396131公开了一种水平井分段压裂管柱，通过在封隔器之间安装安全接头，可以在遇卡时能及时进行解卡处理。

中国专利CN201714364公开了一种水平井裸眼完井分段压裂酸化工具管柱，该管柱通过裸眼封隔器坐封封隔层段，投球开启压裂滑套实现5-6段增产改造。

中国专利CN201902202公开了一种油气水平井分段压裂管柱，管柱采用水力锚锚定，封隔器坐封滑套喷砂压裂，主要适用于套管完井的分段压裂改造工艺。

中国专利CN201908640公开了一种防埋式水平井分段压裂管柱，该管柱通过内外环空管柱液流的不断循环，避免砂埋封隔器而卡死管柱。

上述现有技术主要是描述了分段压裂管柱，但没有井口配套技术和工艺方法的描述，且适用的压裂段数较少，实施安全性设计描述有待提高加强，不能满足水平井快速发展的应用要求。

发明内容

本发明为解决现有的水平井压裂完井管柱的压裂段数较少、安全性较低等问题，提供了一种裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统及压裂工艺方法，实现了至少10段不动管柱压裂，提高管柱下入的可操作性和压裂工艺的安全性。

本发明的设计方案如下；

裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，所述一体化管柱系统包括井口装置l、投捕球工具、套管3、油管柱4以及分段压裂管柱串；所述井口装置l和投捕球工具设置在水平井口；所述油管柱4设置在所述套管3内且所述分段压裂管柱串与所述油管柱4的下端连接；

所述分段压裂管柱串设置在裸眼井段9内，其包括悬挂尾管7和至少10组分段压裂组合件；各组所述分段压裂组合件沿所述裸眼井段9方向间隔布置在所述悬挂尾管7上；每组所述分段压裂组合件包括裸眼密封封隔器、液压扶正器和压裂滑套；所述悬挂尾管7的一端与所述油管柱4下端口连接；

所述一体化管柱系统通过液压和投球对所述裸眼井段9逐级压裂，即通过所述井口装置l和投捕球工具对至少10组分段压裂组合件进行压裂，完成裸眼密封封隔器坐封、压裂滑套开启并实现各个封隔层段的压裂改造和球的投放和捕获回收。

所述分段压裂管柱串还包括一对裸眼锚定封隔器10和压差式压裂滑套19；所述一对裸眼锚定封隔器锚定于所述分段压裂管柱串两端，并坐封于在所述悬挂尾管7与裸眼井段9之间；即所述各组分段压裂组合件设置在一对所述裸眼锚定封隔器之间；

裸眼锚定封隔器代替了现有技术中的水力锚卡瓦锚定，增强了压裂管柱锚定的可靠性，有效降低管柱下入过程中遇阻遇卡风险和事故处理难度。

所述压差式压裂滑套19设置在所述裸眼井段9的趾端，即设置在水平井末端一级的压裂段中。

所述分段压裂管柱串从所述裸眼井段9开始至趾端依次设置有所述裸眼锚定封隔器、至少10组分段压裂组合件和末端的所述裸眼锚定封隔器；各组所述分段压裂组合件中包括裸眼密封封隔器、液压扶正器以及投球可钻压裂滑套；

所述液压扶正器用于扶正管柱，确保管柱有效居中，提高封隔器密封效果；各个所述投球可钻压裂滑套根据所述投捕球工具中投放的各尺寸憋压球打开各级滑套。

在具体实施中，液压扶正器在一口井中应用的个数是根据封隔器使用个数、井眼轨迹以及管柱力学计算等条件综合确定的；液压扶正器设置在封隔器的上部或者下部，每个封隔器最多设置一个液压扶正器；