一种直井定点多级压裂方法和应用与流程

本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种采用“套管座+弹性环+快溶球”实现直井定点多级压裂的方法。

背景技术：

近年来，长庆油田通过体积压裂技术攻关，形成了直井混合水体积压裂技术，实现了储层物性好的一类致密油的直井产量的突破，随着致密油勘探开发的深入，储层物性较差的致密油厚层逐渐成为勘探的主力层位，该类致密储层砂泥薄互层发育，且砂体较厚（30米左右），常规压裂工艺主要有两种：一种是采取分簇射孔，然后采取笼统大排量混合水压裂模式，该类做法储层纵向纵向动用程度较差，裂缝往往沿着其中物性较好的一簇延伸，其余簇未得到有效的压裂改造，压后单井产量较低；另一种是层内分层压裂，主要做法有双封单卡分层压裂、不动管柱分层压裂等，但压裂施工排量（3方/分）较小，不能满足致密油大排量体积压裂的需求，且每层压裂完必须进行放喷等作业，造成地层能力的损失；采取桥塞分层压裂工艺，虽然满足了体积压裂技术需求，但是压后需要钻磨掉桥塞，钻磨工艺复杂，且作业成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有的分簇射孔工艺存在压后单井产量较低、层内分层压裂工艺存在的施工排量较小，以及桥塞分层压裂工艺存在压后需要钻磨掉桥塞，钻磨工艺复杂，且作业成本较高的问题。

为此，本发明提供了一种直井定点多级压裂方法，包括以下步骤：

步骤一，直井钻井完钻后，根据测井资料确定储层地址参数，并将储层划分为多个压裂段，每一个压裂段自上至下由油层和砂泥薄互层组成；

步骤二，向井内下入安装有套管座的套管，确保每一个砂泥薄互层处的套管内壁上对应安装有一个套管座，然后固井完井；

步骤三，通井规通至人工井底，然后通过电缆向套管内下入射孔联作工具串，使射孔联作工具串位于最下端的套管座处；

步骤四：地面电缆通电，使射孔联作工具串下端的弹性环投放工具内的火药燃烧，将弹性环投放工具内的弹性环推出投放工具，并坐在最下端的套管座上；

步骤五，通过电缆上提射孔联作工具串，使射孔枪位于最下方的油层并进行射孔，射孔完成后，起出工具串，从井口投入可溶球，可溶球坐在弹性环上，封堵油层下方，然后光套管注入大排量压裂完成最下端油层的压裂；

步骤六，重复步骤三～步骤五，依次自下而上对每一个压裂段的油层进行射孔、投球和封堵，直至完成所有压裂段的射孔作业，完成直井定点多级压裂。

所述射孔联作工具串由马笼头、磁定位器、炮头、射孔枪、炮尾、坐封工具、弹性环投放工具自上至下依次串接组成，所述磁定位器通过马笼头连接着电缆，马笼头上方是安装在电缆上的鱼雷。

所述弹性环投放工具自上而下由圆筒部和圆锥部连接组成，圆锥部的外径小于圆筒部的内径，圆筒部内壁与坐封工具螺纹连接，圆筒部内腔装有火药和弹性环，弹性环位于火药的下方且呈压缩状态、与圆筒部同轴。

所述圆筒部内壁安装有火药腔，火药装在火药腔内。

所述上下相邻的两个套管座之间至少间隔10m。

步骤三所采用的通井规外径为113mm～115mm。

一种直井定点多级压裂方法的应用，所述的直井定点多级压裂方法适用于5.5寸套管完井的直井多层压裂改造。

本发明的有益效果：本实施例提供的直井定点多级压裂方法通过层内大排量分层压裂，实现了致密薄互层井的纵向有效动用，大幅提高了单井产量；光套管注入压裂，施工排量大，满足体积压裂技术需求；带压连续作业，施工效率高；依靠快速溶解球封堵下层，压后可溶球溶解，无需钻除，解决了常规桥塞分层压裂工艺的钻塞难题，施工安全，成本低；层间压后无需放喷，有效避免了放喷造成的地层能量的损失；压后井筒中内通径与套管内通径相近，不影响后续的生产作业。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是直井定点多级压裂工艺示意图。

图2是射孔联作工具串的结构示意图。

图3是套管座在套管中的俯视图。

图4是弹性环投放前后的对比图。

图5是弹性环投放工具的结构示意图。

附图标记说明：1、电缆；2、套管座；3、弹性环；4、可溶球；5、马笼头；6、磁定位器；7、炮头；8、射孔枪；9、炮尾；10、坐封工具；11、弹性环投放工具；12、鱼雷；13、火药腔；14、套管；15、油层一；16、砂泥薄互层一；17、油层二；18、砂泥薄互层二；19、油层三；20、砂泥薄互层三；21、第一层射孔位置；22、第二层射孔位置；23、第三层射孔位置。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有的分簇射孔工艺存在压后单井产量较低、层内分层压裂工艺存在的施工排量较小，以及桥塞分层压裂工艺存在压后需要钻磨掉桥塞，钻磨工艺复杂，且作业成本较高的问题，本实施例提供了如图1和图2所示的一种直井定点多级压裂方法，包括以下步骤：

步骤一，直井钻井完钻后，根据测井资料确定储层地址参数，并将储层划分为多个压裂段，每一个压裂段自上至下由油层和砂泥薄互层组成；

步骤二，向井内下入安装有套管座2的套管14，确保每一个砂泥薄互层处的套管14内壁上对应安装有一个套管座2，然后固井完井；

步骤三，通井规通至人工井底，然后通过电缆1向套管14内下入射孔联作工具串，使射孔联作工具串位于最下端的套管座2处；

步骤四：地面电缆通电，使射孔联作工具串下端的弹性环投放工具11内的火药燃烧，将弹性环投放工具11内的弹性环3推出投放工具，并坐在最下端的套管座2上；

步骤五，通过电缆1上提射孔联作工具串，使射孔枪8位于最下方的油层并进行射孔，射孔完成后，起出工具串，从井口投入可溶球4，可溶球4坐在弹性环3上，封堵油层下方，然后光套管注入大排量压裂完成最下端油层的压裂；

步骤六，重复步骤三～步骤五，依次自下而上对每一个压裂段的油层进行射孔、投球和封堵，直至完成所有压裂段的射孔作业，完成直井定点多级压裂。

本实施例采用上述方法步骤将如图1所示的储层划分为3段，分别是油层一15和砂泥薄互层一16、油层二17和砂泥薄互层二18、油层三19和砂泥薄互层三20，然后下套管14，在下套管14时下入三级套管座（如图3所示），第一级套管座对应于砂泥薄互层一16，第二级套管座对应于砂泥薄互层二18，第三级套管座对应于砂泥薄互层三20，第一级套管座、第二级套管座、第三级套管座是自下而上分布，然后固井完井；用专用通井规通井至人工井底，保证井筒畅通；电缆作业下入弹性环投放工具11与射孔联作工具串至第一级套管座位置；地面电缆1通电，使弹性环投放工具11内的火药腔的火药燃烧，产生向下的推力，将第一级弹性环推出投放工具（弹性环变化如图4所示），并坐在第一级套管座上(如图1所示)；上提电缆1使射孔枪8位于设计的第一层射孔位置21，点火，完成第一级射孔作业（如图1），连通井筒与地层，将整个工具串起出地面；从井口投入可溶球4（如图1所示），可溶球4坐在弹性环3上，封堵下层，然后光套管注入大排量压裂完成本层压裂；重复上述作业，依次自下而上依次完成第二级、第三级弹性环投放、第二层射孔位置22的射孔、第三层射孔位置23的射孔、投球、压裂作业，可溶球4在地层温度下可自行溶解，沟通各层，完井。

需要说明的是，储层的划分原则是：根据测井和录井结果选择含油性（电阻、烃值等参数越大，含油性越好）、物性好（孔隙度、渗透率、声波时差（越大越好）、伽马值（小了好）、自然电位（越低越好）等参数）的油层段。不同区块不同层系的含油性和物性参数标准略有不同。储层的划分是油田开采行业的成熟技术，在此不作详细的说明。另外，可溶球4是低温快速溶解球，在地层温度下可自行溶解，无需钻除，解决了常规桥塞分层压裂工艺的钻塞难题，施工安全，成本低。

本实施例提供的直井定点多级压裂方法通过层内大排量分层压裂，实现了致密薄互层井的纵向有效动用，大幅提高了单井产量；光套管注入压裂，施工排量大，满足体积压裂技术需求；带压连续作业，施工效率高；依靠快速溶解球封堵下层，压后可溶球溶解，无需钻除，解决了常规桥塞分层压裂工艺的钻塞难题，施工安全，成本低；层间压后无需放喷，有效避免了放喷造成的地层能量的损失；压后井筒中内通径与套管内通径相近，不影响后续的生产作业。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图2所示，所述射孔联作工具串由马笼头5、磁定位器6、炮头7、射孔枪8、炮尾9、坐封工具10、弹性环投放工具11自上至下依次串接组成，所述磁定位器6通过马笼头5连接着电缆1，马笼头5上方是安装在电缆1上的鱼雷12。

弹性环3通过特殊工具卷曲后放置在投放工具内，投放工具与坐封工具采用螺纹连接，坐封工具10上部与炮尾9螺纹连接，主要是封隔坐封工具10和射孔枪8，射孔枪8上部与炮头7螺纹连接，磁定位器6主要是确定仪器入井后的精确位置，确保弹性环3精准投放及射孔作业，马龙头马笼头5是电缆1与磁定位器6的连接装置，鱼雷12是电缆1的快速连接装置，是插入式连接。

实施例3：

在实施例1或者2的基础上，如图5所示，所述弹性环投放工具11自上而下由圆筒部和圆锥部连接组成，圆锥部的外径小于圆筒部的内径，圆筒部内壁与坐封工具10螺纹连接，圆筒部内腔装有火药和弹性环3，弹性环3位于火药的下方且呈压缩状态、与圆筒部同轴。

如图4所示，弹性环3在弹性环投放工具11内时，弹性压缩、尺寸小（图4左部分），弹性环3从弹性环投放工具11投放到套管座2后，弹性释放、尺寸变大（图4右部分），弹性环3被投放时，是穿过圆锥部，然后坐在套管座2上，弹性环投放工具11最终被上提，进行下一项工作。

实施例4：

在实施例3的基础上，如图5所示，所述圆筒部内壁安装有火药腔13，火药装在火药腔13内。在实施例1的基础上，所述上下相邻的两个套管座2之间至少间隔10m。步骤三所采用的通井规外径为113mm～115mm。

实施例5：

一种直井定点多级压裂方法的应用，所述的直井定点多级压裂方法适用于5.5寸套管完井的直井多层压裂改造。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。