CN112431579A - 侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法 - Google Patents
侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法，该装置至少包括第一套管、小直径管、连续油管、悬挂封隔器和第二套管，所述的第一套管下端通过悬挂封隔器与第二套管连接，所述的连续油管位于第一套管内，连续油管的下端向下延伸至第二套管内；所述的小直径管位于第一套管与连续油管之间，所述的连续油管下端依次连接有连接器、液压安全接头、水力喷砂器、封隔器和导向单流阀，所述的连接器、液压安全接头、水力喷砂器、封隔器和导向单流阀均位于第二套管内。本发明压裂完将小直径管柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。
Description
技术领域
本发明属于储层压裂领域，特别涉及一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法。
背景技术
随着国内大多数油藏逐渐进入开发中后期，有效动用地层剩余油，充分挖掘油藏潜力，低成本保持老区稳产显得尤为迫切，综合考虑降低钻井投入、征地费用、地面设备成本等因素，在原老井段侧钻新井眼作为一种行之有效的工艺技术日益受到重视。对于层系较多的储层，开展侧钻小井眼分段压裂对于充分挖掘油藏潜力意义重大。
目前小井眼井多层系储层较为常见的压裂方式为下入31/2〞套管滑套压裂管柱进行分段压裂，压裂完毕后，在该压裂管柱中下入1 1/2〞～2〞的连续油管，剪断连续油管后通过专用悬挂器使其悬挂在采气井口作为生产管柱。小直径连续油管作为速度管柱进行排水采气生产，是基于井筒两相流和最小衔液流量理论，能降低气井的临界衔液流速，增大井筒中气体流速，从而能提高气井衔液能力，保证气井的平稳生产。但是在实际操作过程中，一方面31/2〞套管滑套压裂管柱受到固井胶塞质量的影响，经常遇到无法打开地层的现象，影响气层改造的效果；另一方面，由于连续油管的价格较高，且需要配套专业的作业工具，单井施工费用一般在45万元以上，与低成本开发的理念相违背。专利“一种小直径排水采气管柱”(专利号：CN104632091A) 提出了用小直径无缝管代替连续油管，同管径的小直径管成本仅为连续油管成本的40-50％，但是该小直径管需采取接单根方式下入套管中，入井前首先要进行压井作业，对地层产能影响较大，甚至会造成低产低效气井过早水淹，停产。
发明内容
为了克服现有产量低且效率低的问题，本发明提供一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法，本发明压裂完将小直径管柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。
本发明采用的技术方案为：
一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，至少包括第一套管、小直径管、连续油管、悬挂封隔器和第二套管，所述的第一套管下端通过悬挂封隔器与第二套管连接，所述的连续油管位于第一套管内，连续油管的下端向下延伸至第二套管内；所述的小直径管位于第一套管与连续油管之间，所述的连续油管下端依次连接有连接器、液压安全接头、水力喷砂器、第一封隔器和导向单流阀，所述的连接器、液压安全接头、水力喷砂器、第一封隔器和导向单流阀均位于第二套管内。
所述的第一套管的内径大于第二套管的内径。
所述的第一套管竖直设置，所述的第二套管包括竖直段，拐角段和水平倾斜段，所述的连接器、水力喷砂器、第一封隔器和导向单流阀均位于水平倾斜段内。
所述的液压安全接头与水力喷砂器之间通过变径短节连接。
所述的变径短节为一端开口大，另一端开口小的空心柱体。
所述的小直径管管径为11/2〞～2〞，材质为45#碳钢。
所述的第一封隔器为K344封隔器。
一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂的生产方法，具体步骤为：
步骤一，下入压裂钻具，将水力喷砂器对准第一段射孔位置，确定完井生产所需小直径管的长度，将小直径管下至连续油管外、第一套管内；
步骤二，进行第一段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤三，第一段改造完成后，将压裂钻具上提至第二段射孔位置，重复步骤二，完成第二段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤四，重复步骤三，完成其余各段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；压裂改造完成后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头处，连续油管加压，实现液压安全接头丢手，液压安全接头以下压裂钻具落在人工井底，起出液压安全接头以上的压裂钻具；
步骤五，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管悬挂于生产井口，用于气井生产。
本发明的有益效果为：
第一、本发明首先下入压裂钻具，在压裂改造前，将小直径管下入连续油管外、套管内；在压裂过程中，连续油管利用大通径K344 第一封隔器封隔，小直径管与套管的环空注入压裂液，同时连续油管保持低排量伴注，施工排量可达6m3/min以上，可以扩大改造规模，延长裂缝延伸距离。
第二、本发明在压裂改造前，将小直径管下入连续油管外、套管内，避免了生产过程中压井下小直径管，可以降低储层伤害，延长气井寿命。
第三、本发明采取小直径管取代连续油管作为速度管柱下入井筒，达到提高气井携液能力，延长气井生产期的同时，可以大幅降低气井生产成本。
第四、11/2〞～2〞小直径管作为生产油管，可以大幅降低生产油管和套管成本，最大限度的降低气井开发成本。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明压裂钻具的结构示意图。
图中，1、第一套管，2、小直径管、3、连续油管，4、连接器， 5、液压安全接头，6、变径短节、7、水力喷砂器、8、第一封隔器、 9、导向单流阀、10、悬挂封隔器、11、第二套管。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有产量低且效率低的问题，本发明提供如图1所示的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法，本发明压裂完将小直径管柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。
一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，至少包括第一套管1、小直径管2、连续油管3、悬挂封隔器10和第二套管11，所述的第一套管1下端通过悬挂封隔器10与第二套管11连接，所述的连续油管3位于第一套管1内，连续油管3的下端向下延伸至第二套管 11内；所述的小直径管2位于第一套管1与连续油管3之间，所述的连续油管3下端依次连接有连接器4、液压安全接头5、水力喷砂器7、第一封隔器8和导向单流阀9，所述的连接器4、液压安全接头5、水力喷砂器7、第一封隔器8和导向单流阀9均位于第二套管11内。
本装置在生产时，首先在井筒中下入压裂管柱，在压裂改造前，根据测井资料及井身结构确定完井所需小直径管2的长度，下至井筒中，通过连续油管3拖动底封压裂钻具实施改造，改造后投球将液压安全接头5下面的工具串落在人工井底，起出液压安全接头5以上的压裂钻具，最后将小直径管2留在井筒中作为生产管柱。本发明压裂完将小直径管柱2作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的第一套管1 的内径大于第二套管11的内径。
优选地，所述的第一套管1竖直设置，所述的第二套管11包括竖直段，拐角段和水平倾斜段，所述的连接器4、水力喷砂器7、第一封隔器8和导向单流阀9均位于水平倾斜段内。
优选地，所述的液压安全接头5与水力喷砂器7之间通过变径短节 6连接。
优选地，所述的变径短节6为一端开口大，另一端开口小的空心柱体。
优选地，所述的小直径管2管径为11/2〞～2〞，材质为45#碳钢。
优选地，所述的第一封隔器8为K344封隔器。
本发明首先下入压裂钻具，在压裂改造前，将小直径管2下入连续油管3外、第一套管1内；在压裂过程中，连续油管3利用大通径K344 封隔器封隔，小直径管2与第一套管1的环空注入压裂液，同时连续油管3保持低排量伴注，施工排量可达6m3/min以上，可以扩大改造规模，延长裂缝延伸距离。
本发明在压裂改造前，将小直径管2下入连续油管3外、第一套管 1内，避免了生产过程中压井下小直径管2，可以降低储层伤害，延长气井寿命。
本发明采取小直径管2取代连续油管3作为速度管柱下入井筒，达到提高气井携液能力，延长气井生产期的同时，可以大幅降低气井生产成本。
本发明中连续油管3管径为
11/2〞～2〞小直径管2作为生产油管，51/2〞第一套管1和31/2〞第二套管11作为生产套管的组合，可以大幅降低生产油管和套管成本，最大限度的降低气井开发成本。
实施例3：
基于实施例1或2的基础上，本市实施例中提供一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂的生产方法，具体步骤为：
步骤一，下入压裂钻具，将水力喷砂器7对准第一段射孔位置，确定完井生产所需小直径管2的长度，将小直径管2下至连续油管3外、第一套管1内；
步骤二，进行第一段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤三，第一段改造完成后，将压裂钻具上提至第二段射孔位置，重复步骤二，完成第二段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤四，重复步骤三，完成其余各段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；压裂改造完成后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头5处，连续油管1加压，实现液压安全接头5丢手，液压安全接头5以下压裂钻具落在人工井底，起出液压安全接头5以上的压裂钻具；
步骤五，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管2悬挂于生产井口，用于气井生产。
上述步骤一中，根据测井资料及井身结构确定完井生产所需小直径管2的长度。本发明中，环空压裂改造：从连续油管3注入射孔液，进行水力喷砂射孔，射孔过程中，射孔液从连续油管3注入，从小直径管2与套管1环空返出。射孔完成后，从小直径管2与套管1环空注入压裂液，同时连续油管3保持低排量伴注。
如图1所示，本发明中压裂钻具是由连续油管3、连接器4、液压安全接头5、变径短节6、水力喷砂器7、K344第一封隔器8和导向单流阀9组成，连续油管3通过连接器4与液压安全接头5相连、液压安全接头5下端依次连接有变径短节6、水力喷砂器7、K344第一封隔器8和导向单流阀9。
本发明提供的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置及方法是一种解决气田小井眼井和侧钻井从分段压裂、排水采气生产至报废整个生命周期内的方法，适合于气田侧钻或类似小井眼气井储层分段压裂改造和完井生产。
本发明压裂完将小直径管2柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围，均属于本发明保护范围。本发明中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (8)
1.一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：至少包括第一套管（1）、小直径管（2）、连续油管（3）、悬挂封隔器（10）和第二套管（11），所述的第一套管（1）下端通过悬挂封隔器（10）与第二套管（11）连接，所述的连续油管（3）位于第一套管（1）内，连续油管（3）的下端向下延伸至第二套管（11）内；所述的小直径管（2）位于第一套管（1）与连续油管（3）之间，所述的连续油管（3）下端依次连接有连接器（4）、液压安全接头（5）、水力喷砂器（7）、第一封隔器（8）和导向单流阀（9），所述的连接器（4）、液压安全接头（5）、水力喷砂器（7）、第一封隔器（8）和导向单流阀（9）均位于第二套管（11）内。
2.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的第一套管（1）的内径大于第二套管（11）的内径。
3.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的第一套管（1）竖直设置，所述的第二套管（11）包括竖直段，拐角段和水平倾斜段，所述的连接器（4）、水力喷砂器（7）、第一封隔器（8）和导向单流阀（9）均位于水平倾斜段内。
4.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的液压安全接头（5）与水力喷砂器（7）之间通过变径短节（6）连接。
5.根据权利要求4所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的变径短节（6）为一端开口大，另一端开口小的空心柱体。
6.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的小直径管（2）管径为1½〞～2〞，材质为45#碳钢。
7.根据权利要求1所述的一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂装置，其特征在于：所述的第一封隔器（8）为K344封隔器。
8.一种侧钻井和小井眼井用预置小直径管管内压裂方法，其特征在于： 具体步骤为：
步骤一，下入压裂钻具，将水力喷砂器（7）对准第一段射孔位置，确定完井生产所需小直径管（2）的长度，将小直径管（2）下至连续油管（3）外、第一套管（1）内；
步骤二，进行第一段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤三，第一段改造完成后，将压裂钻具上提至第二段射孔位置，重复步骤二，完成第二段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；
步骤四，重复步骤三，完成其余各段水力喷砂射孔，进行环空压裂改造；压裂改造完成后，将压裂管柱下放至人工井底位置，从井口投可溶球，待可溶球落至液压安全接头（5）处，连续油管（1）加压，实现液压安全接头（5）丢手，液压安全接头（5）以下压裂钻具落在人工井底，起出液压安全接头（5）以上的压裂钻具；
步骤五，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管（2）悬挂于生产井口，用于气井生产。
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