[发明专利]一种水平井脉冲压裂加砂装置

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种气体压裂装置，特别是一种水 平井脉冲压裂加砂装置。

背景技术

目前针对低渗透低孔隙度水平井的增产改造措施主要是实施水力压裂 和酸化，但水力压裂和酸化动用设备多、作业周期长、成本高、对地层容易 造成二次污染，只能形成一至数条双翼裂缝，对高致密地层而言因压力偏低， 难以压开地层。水敏地层、强亲水地层、致密砂岩低渗储层等油气藏以及筛 管完井的水平井也不适用水力压裂。酸化需要大量酸液，费用昂贵，而且对 管柱腐蚀污染严重。

高能气体压裂在国内外已有近四十年的发展历史，钢壳式、无壳式、模 块式等多种压裂弹产品或技术在油田垂直井或斜井的主产层得到广泛使用， 取得了较好的增产增注效果，但都存在增产时间偏短的问题，其主要原因是 气体裂缝没有引入支撑剂，仅靠裂缝面的剪切位移及碎屑支撑难以阻挡裂缝 的自动闭合趋势。为改变这一现状，中国专利CN2467793在成缝器(配合 射孔的压裂弹的一种形式)上安装高硬度金属球，尝试将支撑剂镶嵌在气体 裂缝里；美国Marathon oil公司在氮气超正压射孔工艺也引入了自开孔式的 陶粒释放器，用氮气驱动陶粒进入地层。中国专利ZL93108854.2提出了一 种无壳结构的压裂弹，适用于垂直井或斜井，压裂增产增注效果显著，但由 于结构设计的局限，无法一次连接成数十米以上的压裂弹组，并且压裂弹组 由于弹体强度低无法输送至水平井需要处理的层位，此外还没有实现加砂支 撑裂缝的作用。中国专利CN101358519A提出了一种电缆传输的带有夹层 段压裂弹组，适用于垂直井，解决了电缆烧蚀问题，由于传输工艺的限制和 主装药没有特定保护，不适应水平井长产层的增产处理。

综上所述，国内外现有气体压裂技术或产品存在不足：或是由于压裂弹 结构和工艺设计不适应水平井特殊的井身结构，或者没有实现加砂支撑裂缝 的作用效果。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供了一种适用于水平井 的具备长井段脉冲压裂和加砂支撑的增产装置，不但能够产生裂缝，又加入 支撑剂使裂缝不易闭合，提高裂缝稳定性，延长增产时间。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案：

一种水平井脉冲压裂加砂装置，包括点火器、枪尾，其特征在于，还包 括有由压裂枪组件、加砂枪组件、夹层枪组件和中间接头组成的枪身；

所述的压裂枪组件、加砂枪组件和夹层枪组件均包括有形状、直径相同 的筛管，该筛管上有均匀分布的通孔；筛管的轴向两端设有和与中间接头相 连接的内螺纹，筛管中心装有线性点火具；其中：

压裂枪组件的筛管内部还设置有压裂火药，压裂火药套装在线性点火具 上；

在加砂枪组件的筛管内部还装有驱砂火药和集砂筒，驱砂火药和集砂筒 套装在线性点火具上；

压裂枪组件、加砂枪组件、夹层枪组件由中间接头根据需要组合，压裂 枪组件通过中间接头与点火器连接，枪尾通过中间接头与夹层枪组件连接， 构成不同长度的脉冲压裂加砂装置。

本发明的水平井脉冲压裂加砂装置，根据产层和夹层的分布适当组合压 裂枪、加砂枪、夹层枪等组件，将多级脉冲气体压裂造缝和加砂支撑工艺复 合用于水平井的增产，对地层没有任何污染，有效提高了火药的利用率，提 高了裂缝的稳定性，延长了增产时间，且各组件的枪身和中间接头等部件可 重复使用，具有成本低，工艺简单，增产效果明显，使用安全可靠的特点， 适用于不同完井方式的水平井、垂直井或斜井，如套管井、筛管井或裸眼井。

附图说明

附图1是水平井脉冲压裂加砂装置结构示意图；

附图2是压裂枪组件结构示意图；

附图3是加砂枪组件的结构示意图；

附图4是线性点火具的结构示意图；

附图5是附图3的A-A剖面结构示意图。

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式