[发明专利]一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具及方法

权利要求书

1.一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，其特征在于：所述适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具包括：本体；

所述本体为圆筒状结构，在所述本体的壁上开有多组喷嘴安装孔；

每组喷嘴安装孔包括两个在圆周上均布的喷嘴安装孔，且所有组的喷嘴安装孔的中心轴线均位于所述本体的一个纵向轴截面内；

在每个所述喷嘴安装孔内均安装有喷嘴。

2.根据权利要求1所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，其特征在于：同一组内的两个喷嘴安装孔的中心轴线位于同一个圆面内的一条直径上，该圆面与所述本体的中心轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，其特征在于：多组喷嘴安装孔在本体的轴向上等间距设置。

4.根据权利要求1所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，其特征在于：所述喷嘴安装孔的数量为偶数，其范围为6-24个。

5.根据权利要求4所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，其特征在于：每个所述喷嘴的孔径为6-3mm。

6.一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)确定目标井层中纵向上每个小层的最大主应力方位；

(2)确定最佳水平井筒位置和确定最佳水平井筒方位，并完成压裂泵注程序设计；

(3)根据最佳水平井筒位置和最佳水平井筒方位进行水平井钻井得到水平井筒；

(4)确定水平井筒的压裂段的段数N；

(5)下入所述适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具；

(6)进行水平井筒顶底定向喷射压裂作业。

7.根据权利要求6所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的确定最佳水平井筒位置的操作包括：

分别在纵向上每个小层内进行压裂模拟获得该小层的裂缝上下扩展规律；

找出裂缝上下扩展均衡且通过裂缝的扩展能够覆盖纵向所有小层的顶界和底界的小层，将该小层作为布置水平井筒的小层，该小层即为最佳水平井筒位置。

8.根据权利要求7所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述裂缝上下扩展均衡是指：在该小层进行压裂时，裂缝向上扩展到达目标井层的顶界时，向下扩展正好到达目标井层的底界。

9.根据权利要求7所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的确定最佳水平井筒方位的操作包括：

在步骤(1)确定的每个小层的最大主应力方位中，找到所述最佳水平井筒位置对应的最大主应力方位，该最大主应力方位即为最佳水平井筒方位。

10.根据权利要求9所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(3)的操作包括：

在步骤(2)确定的最佳水平井筒位置处进行水平井钻井，水平井钻井的方向与步骤(2)确定的最佳水平井筒方位相同；

钻井完毕后进行固井作业。

11.根据权利要求10所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(4)的操作包括：

根据水平井筒的长度，设置不同的压裂段的段数，分别在水平井筒内进行压裂模拟，得到不同的段数下的模拟结果；

找出纵向切缝能够覆盖整个水平井井筒的模拟结果，该模拟结果对应的压裂段的段数即为水平井筒的压裂段的段数N。

12.根据权利要求11所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(5)的操作包括：

将N个所述适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具串联好后下入到水平井筒内，且使N个适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具与水平井筒中的N个压裂段一一对齐。

13.根据权利要求12所述的适合于纵向多层水平井穿层压裂的方法，其特征在于：所述步骤(6)的操作包括：

按照步骤(2)中设计的压裂泵注程序，利用N个所述适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具进行喷射压裂作业，并完成顶替、返排、测试及生产。