[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

说明书

本发明提供了一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具及方法，属于油气增产改造领域。该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。利用本发明实现了由横切水平井筒裂缝变为纵切水平井筒裂缝，压裂液集中于此纵向裂缝中，有利于裂缝扩展及穿层，实现了多薄层储层穿层压裂的目的，降低了压裂作业成本，提高了该种类型储层的压裂增产效果。

技术领域

本发明属于油气增产改造领域，具体涉及一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具及方法。

背景技术

目前，水平井分段压裂技术已被广泛应用于不同岩性的油气藏勘探与开发中，并取得了显著的效果。且水平井筒的方位一般为最小水平主应力方位，因此，压裂的裂缝一般为横切水平井筒的裂缝，这样可以获得更大的裂缝改造体积。

中国专利公开文献CN106596415A公开了一种水平井穿层压裂效果评价方法，解决了现有常规方法不能有效准确评价低渗透薄互层水平井穿层压裂效果的问题，其技术方案是在连通注水直井上部油层(水平井未钻遇的油层)注入一种示踪剂，在连通注入直井的下部油层(水平井未钻遇的油层)注入另外一种示踪剂，在水平采出井井口取样、检测、分析采出液成分，以及两种示踪剂出现时间、连续时间、消失时间，以此检验水平井穿层压裂效果。中国专利公开文献CN109386271A公开了一种水平井穿层压裂方法，其穿层主压裂施工包括第一压裂阶段、第二压裂阶段和第三压裂阶段，以及任选的第四压裂阶段；其中，第二压裂阶段和第三压裂阶段采用粒径均一的支撑剂，且优选为超低密度的支撑剂；第三压裂阶段使用的支撑剂的平均粒径大于第一压裂阶段和第二压裂阶段的支撑剂的平均粒径，可实现多个砂层间的泥岩遮挡层的压穿，以及支撑剂顺利通过泥岩的窄缝宽处运移进水平井井筒上下的砂岩目的层并有效铺置，从而有效解决垂直裂缝纵向穿层问题，实现纵向穿层压裂。

但是上述现有技术在多薄层中应用存在诸多技术局限，主要是常规的水平井横切缝很难实现纵向的穿层压裂。原因在于，段内多簇裂缝分流压裂液流量，每簇裂缝的排量相对较小，尤其是目前段内分簇数越来越多，有的甚至达10簇以上，虽然总的排量可能相对较高，如16-18m³/min甚至更高，但单簇排量一般在2m³/min以内，各个裂缝的高度延伸能力弱，很难穿透纵向多个油气层，解决不了纵向多层穿层压裂的问题。因此，需要研究提出一种新的压裂完井管柱及穿层压裂方法，以解决上述问题的局限性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具及方法，针对目前多薄层储层很难实现穿层压裂的难题，改变原来的水平井筒方位设计理念，由原先的沿最小水平主应力方位，改为沿最大的水平主应力方位，设计水平井井筒顶底双方向定向喷砂射孔工具，由横切水平井筒裂缝变为纵切水平井筒裂缝，压裂液集中于此纵向裂缝中，有利于裂缝扩展及穿层，从而实现多薄层储层穿层压裂的目的，进而降低压裂作业成本，提高该种类型储层的压裂增产效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种适合于纵向多层水平井穿层压裂的工具，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。

本发明的进一步改进在于，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。

本发明的进一步改进在于，多组喷嘴安装孔在本体的轴向上等间距设置。