[发明专利]一种连续油管分段喷砂射孔套管压裂管柱及套管压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业的套管加砂压裂完井方法及工具，特别是一种连续油管分段喷砂射孔套管压裂管柱及分段压裂方法，适于在超深直井和水平井中应用，尤其适用于致密砂岩等非常规油气藏水平井的分段压裂。

背景技术

国内外应用连续油管喷射套管分段压裂的方法是，在套管固井完井水平井内，采用连续油管下入带水力喷射工具的管柱串，从连续油管加砂喷砂射孔后，套管加砂压裂。压裂完一段后，在套管内留置一段砂塞作为隔离，拖动管柱到下一段进行喷砂射孔及压裂施工。这种方法采用套管压裂，可以实现较大规模的压裂。但是，砂塞作为分段隔离，需要较长的水平段，压裂完成后需要用连续油管将砂塞冲洗出井筒。该工艺存在着施工周期较长，压裂液返排不及时污染油层，填砂需要较长水平段，砂塞冲洗困难等问题。

在现有技术中也有采用普通油管作为压裂管柱，如专利号是200810105642的《自破胶液体胶塞水平井分段射孔压裂工艺及胶塞》，分段的工具采用自破胶液体胶塞，耐压较低，且需要较长的水平段放置液体胶塞。虽然采用套管压裂，可以实现较大规模的压裂；但液体胶塞作为分段隔离，需要较长的水平段，一般需要100m－150m才能保证隔离效果，导致一定长度水平段内分段数量有限，且钻长水平段投资和技术难度都大大增加。压裂完成后需要用连续油管将液体胶塞冲洗出井筒。该工艺存在着施工周期较长，压裂液返排不及时污染油层，填液体胶塞需要较长水平段，冲洗困难等局限性。专利号是200810105643的《封隔器封隔多层水力喷砂射孔与压裂一体化工艺方法》以及专利号是200710129818的《水平井机械分段压裂工具串》，是采用水力扩张式封隔器普通油管不动管柱分段，逐级投不同直径的球打开滑套的方式实现分段压裂的，由于油管内通径有限，同样无法满足大规模压裂的需要；另一方面由于投不同直径的球需要一定级差，最大分段数也受到套管尺寸限制，无法实现更多级的压裂。专利号是200720169453的《水平井一次上提压裂管柱》，是用普通油管拖动封隔器逐段上返压裂，由于油管内通径较套管小，无法实现大规模压裂；压裂完一段后，需要等待地层压力完全扩散后才能拖动管柱，造成了施工周期长，施工效率较低，压裂液返排不及时污染油层。由于采用普通油管拖动水力坐封封隔器，压裂时采用油管进行压裂，压裂规模较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续油管分段喷砂射孔套管压裂管柱及套管压裂方法，用于致密砂岩等非常规油气藏水平井的分段压裂，解决现有技术用连续油管压裂后，在套管内留置砂塞作为隔离施工的缺陷，缩短工期，及时返排压裂液，保护油层，提高连续油管压裂的使用范围和使用效果。

本发明的技术方案是：

一种连续油管分段喷砂射孔套管压裂管柱，包括依次连接在连续油管上的安全接头、扶正器、水力喷射工具和反循环阀，在反循环阀的下方还连接着机械式连续油管压裂封隔器。

本发明的分段套管压裂的方法是将装有机械式连续油管压裂封隔器的压裂管柱通过连续油管下入井内套管中，首先压裂最靠近井底的压裂井段，使用机械式连续油管压裂封隔器封隔压裂井段。

与现有技术相比，本发明具有以下显著的效果和进步：

1、由于在水平井的水平段，连续油管无法提供足够下放重量，无法使用常规坐放式机械封隔器，而本发明中的机械式连续油管压裂封隔器通过上接头与连续油管相连接，在下入时，其封隔器的轨道销钉在解封轨道，平衡式摇摆卡瓦处于自由状态。下至目的位置后，利用连续油管的上提力使平衡式摇摆卡瓦换向进入坐封轨道，锚定本机械式连续油管压裂封隔器。

2、平衡式摇摆卡瓦的卡瓦块由于是块状、其整体性强，相比常规独立分瓣式的卡瓦更坚固耐用。

3、为机械式连续油管压裂封隔器设计了两种解封释放方法：常规释放、安全接头释放。正常情况下，压裂管柱未被砂卡时，采用常规释放，压裂完成后将连续油管下放，即可解封机械式连续油管压裂封隔器。如遇压裂管柱被砂卡等特殊情况，则通过大力上提连续油管，拉断安全接头进行释放，解封机械式连续油管压裂封隔器。

4、在水平井段，即使是使用普通油管和普通封隔器也无法通过下放重力实现坐封，连续油管更是无法提供这种下放重力。而本发明的机械式连续油管压裂封隔器结构紧凑，其长度设计在1.5m-1.7m之间，可以实现更多级数的分段压裂，将其连接在连续油管的下方可通过上提连续油管，获得上提力实现坐封。为连续油管无法提供下放重力、无法使用普通封隔器封隔地层，提供了使用途径。