[实用新型]水平井一趟钻压裂完井管柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气田勘探和开发领域，特别是一种油气田勘探和开发中储层改造的水平井一趟钻压裂完井管柱。

背景技术

目前国内水平井分段改造工艺技术有桥塞封隔压裂、封隔器封隔压裂、砂塞封隔及液体胶塞封隔等方式，以封隔器分段压裂工艺技术为主。封隔器封隔压裂工艺又包括单喷射器带底封隔器拖动压裂，双喷射器带底封隔器分段压裂，如，PSK多级水力喷射分段压裂。尽管PSK多级水力喷射压裂能够实现一趟管柱施工10段左右，大大节约了起下钻的次数，但是每个施工层次之间，必须进行放喷降压、反洗等工序，每个施工层之间的时间长达2-5个小时，并不是最优的储层高效改造手段。技术提速的主要目的是缩短每个层之间的等停时间，提高压裂施工设备利用率，减少更换管柱次数，缩短水平井施工各工序环节之间的等停时间。

另外，PSK多级水力喷射压裂能够实现一趟管柱施工10段左右，因该施工管柱带有封隔器，不能进行环空加砂压裂，也就不能实现油套合注的大排量（3-12方/分）体积压裂的工艺要求。

水力喷射带下封隔器拖动压裂工艺技术已是成熟的工艺技术，解决了水平井分段压裂的技术难题；但随着水平井施工规模越来越大，施工井数越来越多，该工艺已不能满足水平井规模化和工厂化快速施工的要求。该工艺存在以下问题：

1、每个施工层段之间，要进行放喷达2-5小时，将井内压力放完后，反冲约半小时才能动井口上提施工工具，进行下一个层段的施工，期间压裂设备等停达2-5小时，每天最多才能施工1-3个层段，施工速度慢缓，成为低渗透油气藏开发的主要制约因素之一。

2、每个层段压裂时，所有压裂砂液要从喷枪中喷出后，再进入施工层段，喷枪的寿命有限，最多只能压裂2-3个层90多方砂。即使采用PSK多级分层施工工艺也不能满足水平井多级分段压裂工艺的需求，当井内施工层段达20段左右时，最少需更换2-3趟管柱，造成井控风险及放喷对环境的污染；压裂施工也要等停2-3天，也是制约生产技术提速的主要因素之一。

3、每口水平井需通洗井一趟钻，水力喷射压裂约需2-3趟钻，冲砂需一趟钻，每口井最少约需4-5趟钻的起下，才能完成施工作业，作业队承受巨大的人力工作量，返出液体对环境的污染，起下钻时的井控风险。

4、由于井内施工工具上连接有几个分层压裂用的封隔器，不能进行大排量（3-10方/分）环空注入，不能满足大型体积压裂的工艺要求。

5、“三低”油气藏的施工规模越来越大，油管内的施工排量，砂比已在逐年提高。油管内最大施工排量只能满足2.5-3方/分的施工量,在此施工排量下,每趟施工管柱所用的油管只能使用2-3次就需报废,增加了水平井的开发成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水平井一趟钻压裂完井管柱及其工艺，该工艺能够一趟钻完成水平井的各项工序，降低井控风险，减少更换钻具的次数，可加快提速进度，提速效果显著，同时还可节约封隔器及水力喷枪，降低油管的磨损，增大利用率，降低水平井开发成本。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是, 水平井一趟钻压裂完井管柱，它至少包括套接在套管内的油管，其特征是：油管最下端布置有水力喷枪，水力喷枪侧部为喷枪孔眼，底部为能够放置钢球的球座，套管及油管的井口端分别有套管阀门及油管阀门。

所述的球座为逐渐收缩的喇叭口状结构，最下方喇叭口处直径小于钢球直径。

所述的水力喷枪为喷枪孔眼处有滑套的可关闭式水力喷枪。

一趟管柱可以完成水平井通洗井、水力喷砂射孔、压裂、打砂塞、冲砂工艺。

本实用新型的有益效果包括如下几点：

1、本实用新型一趟钻即可完成水平井的各项工序，每口井可节约起下钻5趟钻，降低井控风险，减少更换钻具的次数，可加快提速进度3-5天，提速效果显著。

2、每个施工层段由于压裂后砂塞封堵了入井压裂液返出通道，无需放喷，可有效利用2-5小时的放喷等停时间，每天可多压2-3层段，可大幅提高压裂设备的利用率，每口井缩短压裂施工时间2-3天。

3、因水力喷枪只参与水力喷砂射孔，一个喷枪可以满足所有段的射孔要求，每口井可以节约4-5个封隔器及水力喷枪，同时因井内无封隔器，施工钻具少，降低了施工卡钻的风险，提高了水平井压裂施工的工程安全。

4、本施工管柱的结构及原理，可以满足大型体积压裂的工艺要求，加快体积压裂的施工速度，由于施工后，现场储液大罐已空置，可以在冲砂工序，通过除砂工艺，将返出液体全部回收，用于下口井的施工；达到施工液体、砂子重复利用，实现安全环保的本质要求。