[发明专利]直井定面水力射孔压裂装置和方法

说明书

本发明提供了一种直井定面水力射孔压裂装置，包括：定向机构，所述定向机构包括用于选定方位的定位块；连接在所述定向机构下端的水力喷射器，所述水力喷射器包括若干喷嘴，所述喷嘴的方向与所述定位块指示的方向一致；用于与所述定向机构相连的定位测向仪器，所述定位测向仪器包括用于确定所述水力喷射器的深度位置的磁定位仪，以及用于测定所述定位块的方向的陀螺仪。本发明还提供了一种直井定面水力射孔压裂方法。

技术领域

本发明涉及油气开采钻完井技术领域，具体地涉及一种直井定面水力射孔压裂装置。本发明还涉及一种直井定面水力射孔压裂方法。

背景技术

90年代末，水力喷射压裂技术逐渐发展起来。水力喷射压裂技术将水力喷射射孔技术和压裂技术相结合，是国内外应用比较广泛的压裂技术。该技术主要利用高速磨料射流在地层中形成孔道、进而憋压产生裂缝。该技术具有显著的先进性，例如，水力喷射射孔技术克服了近井地带污染和常规炮弹射孔的压实带，并在射流作用下，地层孔道顶端形成微裂缝；进而射流增压实现定点增压，减小产生多裂缝和裂缝转向问题。同时，该技术具有水力封隔作用，且适用于各种油气藏的套管井、筛管井、裸眼井的开发。

研究发现定面射孔技术可以使射孔孔眼处于一个平面内，通过平面内射孔眼间的相互影响，可以降低裂缝起裂压力，并实现射孔面内的射孔眼同时起裂，实现裂缝垂直井筒向外扩展，增加裂缝波及体积的目的，从而提高压裂效果。

然而，目前直井分段压裂技术没有定面水力射孔技术及施工工艺。现有的水力喷射压裂工具一般采用周向布置喷嘴的方式，上下两层喷嘴错开布置。这导致油气藏在直井压裂过程中，水力喷射射孔方向很难与储层的裂隙方向、 节理方向或最大主应力方向一致，从而使得直井喷射压裂技术的施工压裂较大，压裂开发效果不太理想。

由此，亟需开发一种直井定面水力喷射射孔及压裂装置，以满足定面水力喷射压裂施工需要，并充分发挥水力喷射压裂的优点，从而提高油气藏的开发效益。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种直井定面水力射孔压裂装置。这种定面水力射孔压裂装置不仅提高了直井定面水力喷射压裂管柱及工艺的应用水平，降低了油气藏的开发费用，而且能够产生定向射孔，定面延伸裂缝，大大降低了压裂施工泵压，增强了压裂施工的效果。有利于各种油气藏直井的压裂开发效果，且有利于各种油气藏直井的开发效益的提升。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种直井定面水力射孔压裂装置，包括：定向机构，所述定向机构包括用于选定方位的定位块；连接在所述定向机构下端的水力喷射器，所述水力喷射器包括若干喷嘴，所述喷嘴的方向与所述定位块指示的方向一致；用于与所述定向机构相连的定位测向仪器，所述定位测向仪器包括用于确定所述水力喷射器的深度位置的磁定位仪，以及用于测定所述定位块的方向的陀螺仪。

在一个优选的实施例中，所述定向机构包括设有圆柱形连接扣的下接头和内圆柱形的上接头，所述定位块固定安装在所述上接头与下接头之间。

在一个优选的实施例中，所述定位块包括第一圆柱形本体，在所述第一圆柱形本体上设有用于指示所述定位块方向的通孔，且在所述第一圆柱形本体的上端设有对接接头。

在一个优选的实施例中，所述定位测向仪器还包括定向短节导引构件，所述定向短节导引构件设有用于与所述陀螺仪相连的连接扣。

在一个优选的实施例中，所述定向短节导引构件设有导引螺旋面，所述导引螺旋面用于引导所述定位块的对接接头。

在一个优选的实施例中，在所述导引螺旋面的底部设有定位槽，所述定位槽用于承接所述定位块的对接接头而将所述定向机构与所述定位测向仪器对接到一起。

在一个优选的实施例中，所述定向机构通过所述下接头与所述水力喷射器相连，且所述定向机构通过所述上接头连接有安全接头，在所述安全接头的上端连接有校深短节。