CN212958583U - 一种分层注气分层压裂管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分层注气分层压裂管柱，包括连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋，所述连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋顺序连接。有益效果：通过水力喷枪射孔，通过配水器注气，射孔及注气过程分开，实现一趟灌注即可完成射孔、注气和压裂的过程，效率高，成本低；并通过设置第一封隔器和第二封隔器，实现注气时，气体只能从第一封隔器和第二封隔器之间的环空进入射孔，防止出现气液滑脱的现象；采用天然气作为前置增能气体，即可补充地层弹性能量，又可与地层原油互溶降粘，提高采收率。

Description

一种分层注气分层压裂管柱

技术领域

本实用新型涉及压裂技术领域，具体涉及一种分层注气分层压裂管柱。

背景技术

页岩油水平井压裂单井由于其油藏含气量少、弹性能量不足，地层油粘度高等因素的影响，导致产量低，效益差。压裂前置蓄能是降本增效的关键，目前常采用CO₂或N₂作为前置蓄能气体，虽然CO₂和N₂都能补充地层弹性能量，但CO₂气源受限，且需要专门的设备，成本高，对油井套管和地面流程腐蚀严重，CO₂是一种温室气体，采出来无用而有害。N₂与地层原油互溶降粘效果差，同样需要专用设备，成本高，且氮气中含氧对油井和地面流程伤害大，且采出来无用。而天然气属于原生气，对油井套管及地面流程最有利，且采出来可用，采用天然气不仅可以补充地层弹性能量，同时可与地层原油互溶降粘，提高采收率。但由于气体密度小、液体密度大，在压裂时存在严重的气液滑脱现象，大量气体进入连续油管与套管之间的环空(环形空间)，造成部分气体无法进入地层，导致压裂效果差，制约生产。

实用新型内容

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种分层注气分层压裂管柱，通过水力喷枪射孔，通过配水器注气，射孔及注气过程分开，实现一趟灌注即可完成射孔、注气和压裂的过程，效率高，成本低；并通过设置第一封隔器和第二封隔器，实现注气时，气体只能从第一封隔器和第二封隔器之间的环空进入射孔，防止出现气液滑脱的现象；采用天然气作为前置增能气体，即可补充地层弹性能量，又可与地层原油互溶降粘，提高采收率。

本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种分层注气分层压裂管柱，包括连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋，所述连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋顺序连接。

进一步地，所述第一封隔器为Y211封隔器。

进一步地，所述第二封隔器为K344封隔器。

进一步地，所述分层注气分层压裂管柱还包括扶正器，所述扶正器的两端分别与安全接头和水力喷枪连接。

进一步地，所述分层注气分层压裂管柱还包括平衡阀，所述平衡阀的两端分别与水力喷枪和第一封隔器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：所述分层注气分层压裂管柱通过水力喷枪射孔，通过配水器注气，射孔及注气过程分开，实现一趟灌注即可完成射孔、注气和压裂的过程，效率高，成本低；并通过设置第一封隔器和第二封隔器，实现注气时，气体只能从第一封隔器和第二封隔器之间的环空进入射孔，防止出现气液滑脱的现象；采用天然气作为前置增能气体，即可补充地层弹性能量，又可与地层原油互溶降粘，提高采收率。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

附图说明

图1是所述分层注气分层压裂管柱的结构示意图。

其中，1.连续油管，2.安全接头，3.扶正器，4.水力喷枪，5.平衡阀，6.第一封隔器，7.配水器，8.第二封隔器，9.***，10.引鞋，11.套管。

具体实施方式

如图1所示，一种分层注气分层压裂管柱，包括连续油管1、安全接头2、水力喷枪4、第一封隔器6、配水器7、第二封隔器8、***9和引鞋10，所述连续油,1、安全接头2、水力喷枪4、第一封隔器6、配水器7、第二封隔器8、***9和引鞋10顺序连接。具体的，压裂井设有井口和套管11，所述井口与套管11的一端连接，所述套管11伸入井底，所述连续油管1、安全接头2、水力喷枪4、第一封隔器6、配水器7、第二封隔器8、***9和引鞋10均设在套管11内，所述连续油管1的一端与井口连接，所述连续油管1的另一端与安全接头2连接，所述分层注气分层压裂管柱与套管11之间形成环空，所述井口设有闸阀，可通过闸阀实现环空的关闭与开启。通过控制第一封隔器6和第二封隔器8的坐封和解封实现一趟灌注即可完成射孔、注气和压裂的过程，效率高，成本低。射孔时，第一封隔器6和第二封隔器8坐封，喷砂从水力喷枪4射出，射孔质量好、效率高。注气时，第一封隔器6和第二封隔器8都坐封，天然气从配水器7进入射孔内，避免气液滑脱。压裂时，第一封隔器6坐封，压裂液从环空进入射孔内进行压裂。

所述第一封隔器6为Y211封隔器。Y211封隔器为单向卡瓦支撑式封隔器，通过上提、下放管柱实现坐封，通过上提管柱直接解封，结构简单，操作方便。

所述第二封隔器8为K344封隔器。K344封隔器为水力扩张式封隔器，液压坐封，液压解封，无需机械操作，操作方便灵活。

所述分层注气分层压裂管柱还包括扶正器3，所述扶正器3的两端分别与安全接头2和水力喷枪4连接。扶正器3可保证水力喷枪4射孔时，射孔位置准确，提高射孔质量及射孔效率。

所述分层注气分层压裂管柱还包括平衡阀5，所述平衡阀5的两端分别与水力喷枪4和第一封隔器6连接。平衡阀5用于平衡水力喷枪4与第一封隔器6之间的压力差，便于第一封隔器6的解封。

实际操作过程中，所述分层注气分层压裂管柱从压裂井的底部向上逐层射孔、注气和压裂，最终实现全井段压裂过程。

工作原理：

单层射孔过程：压裂井套管11内充满液体，所述分层注气分层压裂管柱下放至压裂井的底部，并通过***9对目的射孔层位进行定位，使水力喷枪4位于目的射孔层位，坐封Y211封隔器，向连续油管1内注入压裂液，压裂液经过连续油管1、安全接头2、扶正器3、进入水力喷枪4，同时压裂液压力经Y211封隔器传递至配水器7和K344封隔器，K344封隔器内压力增大，K344封隔器坐封，此时，两个封隔器都处于坐封状态，而两个封隔器之间的环空是死腔，压裂液只能从水力喷枪4喷出，进行射孔，同时打开井口闸阀，射孔废液返排至井口，实现射孔过程。

单层注气过程：连续油管1停止注入压裂液，解封Y211封隔器，Y211封隔器和K344封隔器之间的环空与外部环空连通泄压，K344封隔器内压力降低，K344封隔器解封，上提分层注气分层压裂管柱，使射孔的位置正好位于Y211封隔器和K344封隔器之间，然后坐封Y211封隔器，关闭井口闸阀使Y211封隔器靠近连续油管1的一侧的环空处于密封状态，向连续油管1内通入天然气，天然气经连续油管1、安全接头2、扶正器3、水力喷枪4、平衡阀5、Y211封隔器进入配水器7和K344封隔器，K344封隔器内压力增大，K344封隔器坐封，天然气由配水器7进入Y211封隔器和K344封隔器之间的环空内，同时，天然气还可由水力喷枪4进入Y211封隔器靠近连续油管1的一侧的环空内，但由于Y211封隔器靠近连续油管1的一侧的环空为密封状态且充满液体，因此少量天然气进入环空后即可使环空内压强与天然气压强达到一致，天然气无法由水力喷枪4继续进入环空内，此时，天然气只能从配水器7进入射孔内，实现注气过程。

单层压裂过程：解封Y211封隔器，Y211封隔器和K344封隔器之间的环空与外部环空连通泄压，K344封隔器内压力降低，K344封隔器解封，下放分层注气分层压裂管柱，使Y211封隔器位于射孔层的下方，然后坐封Y211封隔器，由井口向环空内通入压裂液，坐封K344封隔器，因此Y211封隔器远离连续油管1的一侧的环空处于密封状态，压裂液只能从Y211封隔器靠近连续油管1的一侧的环空进入射孔内，实现压裂过程。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种分层注气分层压裂管柱，其特征在于：包括连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋，所述连续油管、安全接头、水力喷枪、第一封隔器、配水器、第二封隔器、***和引鞋顺序连接。

2.根据权利要求1所述的分层注气分层压裂管柱，其特征在于：所述第一封隔器为Y211封隔器。

3.根据权利要求1所述的分层注气分层压裂管柱，其特征在于：所述第二封隔器为K344封隔器。

4.根据权利要求1所述的分层注气分层压裂管柱，其特征在于：所述分层注气分层压裂管柱还包括扶正器，所述扶正器的两端分别与安全接头和水力喷枪连接。

5.根据权利要求1所述的分层注气分层压裂管柱，其特征在于：所述分层注气分层压裂管柱还包括平衡阀，所述平衡阀的两端分别与水力喷枪和第一封隔器连接。

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