[发明专利]一种水合物储层水平井套管不固井完井分段压裂方法

说明书

本发明公开了一种水合物储层水平井套管不固井完井分段压裂方法，该方法包括固结井段磨料射流、拖动管柱液氮射流、压裂井段磨料射流、不动管柱压裂改造和水平井逐级分段压裂，所述该方法位于水平井内部，水平井包括天然气水合物水平井、套管、油管、固结井段，天然气水合物水平井中套管与井眼环空未实施固井作业，利用液氮水力射流建立压裂井段与已改造段之间的有效封隔，同时实施压裂改造，改进常规水力射孔分段压裂在水合物储层适应性不足的问题，为水合物储层水平井套管不固井完井提供一种安全环保、方便可靠、操作性极强的分段压裂方。

技术领域

本发明涉及水合物储层分段压裂技术领域，尤其涉及一种水合物储层水平井套管不固井完井分段压裂方法。

背景技术

天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，主要分布与深海沉积物或陆域永久冻土区域，因其外观像冰而且遇火燃烧，所以又被称为“可燃冰”。

水平井分段压裂技术是低渗透致密油气藏和页岩油气藏经济开发重要手段，这为水合物产业化开发增产稳产提供有益借鉴。水平井分段压裂施工工艺技术难点在于分段压裂工艺方式选择和井下封堵工具，目前国内外水平井分段压裂的工艺技术方法主要包括化学隔离技术、机械封隔技术、限流压裂技术和水力喷射分段压裂技术。对于天然气水合物储层而言，受现阶段固井水泥放热等影响，一般采用生产套管不固井完井，分段压裂过程中采用化学隔离、机械封隔和限流压裂均存在一些弊端，而集射孔、压裂与封隔一体化功能的水力喷射分段压裂具有显著优势。水力喷射分段压裂在孔道增压和油套环空压力共同作用下，人工裂缝起裂和延伸。而在弱胶结水合物储层中，水力射流孔道形态有别于成岩地层中较为规则的纺锤型孔道形态，孔道增压作用有限，裂缝起裂和延伸主要依靠油套环空压力作用，这对施工过程中井下压力控制要求极高，否则容易造成已改造段的重复压裂和低破裂压力储层段的起裂延伸。所以，水力喷射分段压裂虽然具有明显的技术优势，但是其在水合物储层中应用仍存在一系列技术难点，制约该工艺技术的现场应用和改造效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水合物储层水平井套管不固井完井分段压裂方法，用于解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水合物储层水平井套管不固井完井分段压裂方法，该方法包括固结井段磨料射流、拖动管柱液氮射流、压裂井段磨料射流、不动管柱压裂改造和水平井逐级分段压裂，所述该方法位于水平井内部，水平井包括天然气水合物水平井、套管、油管、固结井段，天然气水合物水平井中套管与井眼环空未实施固井作业；

所述固结井段磨料射流：拖动水力喷砂射孔压裂管柱至固结井段，按照固结井段水力射流参数，通过压裂车组从油管泵注射孔液及磨料，射穿套管，沟通套管外环空；

所述拖动管柱液氮射流：在固结井段磨料射流上的固结井段磨料射流施工结束后，下放水力喷砂射孔压裂管柱至固结井段底部，以液氮为射流介质，按照液氮射流参数，通过地面压裂车组从油管泵注液氮，液氮从喷嘴射流喷出时同步上提管柱，液氮从喷枪喷高速射流嘴流出后，体积快速膨胀，压力急剧降低，产生焦耳-汤姆逊效应，在套管与裸眼环空以及套管内部结冰而产生固结冰包，从而对已改造井段实现固结封堵；

所述压裂井段磨料射流：在拖动管柱液氮射流上的拖动管柱液氮射流结束后，拖动水力喷砂射孔压裂管柱至压裂改造目标井段，按照压裂井段水力射流参数，通过压裂车组从油管泵注射孔液和磨料，射穿套管，沟通储层，建立压裂通道；

所述不动管柱水力压裂：在压裂井段磨料射流上的压裂井段磨料射流结束后，保持水力喷砂射孔压裂管柱不动，按照水力压裂施工参数，通过油套同注泵注压裂液和支撑剂，对压裂井段进行压裂改造；