CN103291270B - 一种喷射压裂管柱及喷射压裂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷射压裂管柱及喷射压裂工艺，其中喷射压裂管柱包括油管、连接油管的压裂管线及压裂四通，油管外设置有套管，套管端部的套管头连接油管头；油管头连接有用于密封压裂时套压的闸板防喷器和用于密封起出管柱时套压的环形防喷器；环形防喷器与闸板防喷器之间连接有用于平衡压力及泄压的针阀及管线；油管上还设置有用于密封压裂后油管内压力的单向阀和坐落短节。本发明使得单向阀以上的管柱可带压起出，省去了等待防喷泄压时间，提高施工效率，节省大量物质成本和时间成本；且减少了防喷次数，降低了防喷液量，减少了污染；由于减少了地层出砂，扩大了喷射压裂施工应用范围，延长了油气井寿命，提高了采收率。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开发领域的井下作业施工工艺，更具体地说，涉及一种喷射压裂管柱及喷射压裂工艺。
背景技术
已有的喷射压裂工艺中，没有安装和使用带压起管柱设备，如图1所示，包括：油管1、套管2、套管头3、油管头4、油管挂5、压裂四通6。其中，喷射压裂施工时，套压是靠油管挂5坐封在油管头4内密封，油管1内压力是靠压裂四通6上的闸阀密封，所以压裂施工后，不能带压起出油管，在每次压裂施工后，必须将井内压力缓慢释放完毕（用时8-70小时），再起出管柱到下一层段，进行下次的压裂施工，放压期间，压裂设备和人员需要在现场等待，造成成本高，施工周期长，且砂卡风险很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可带压起出单向阀以上管柱的喷射压裂管柱。
本发明的另一目的在于，提供一种采用上述喷射压裂管柱的喷射压裂工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种喷射压裂管柱，包括油管、连接所述油管的压裂管线及压裂四通，所述油管外设置有套管，所述套管端部的套管头连接油管头；其中，所述油管头连接有用于密封压裂时套压的闸板防喷器和用于密封起出管柱时套压的环形防喷器；所述环形防喷器与所述闸板防喷器之间连接有用于平衡压力及泄压的针阀及管线；所述油管上还设置有用于密封压裂后油管内压力的单向阀和坐落短节。
本发明所述的喷射压裂管柱，其中，所述环形防喷器与所述闸板防喷器的底部法兰上分别设置有连接孔，所述针阀及管线连接在所述连接孔处。
本发明所述的喷射压裂管柱，其中，所述坐落短节位于所述单向阀上方。
本发明所述的喷射压裂管柱，其中，所述油管上还套设有吊卡，所述吊卡位于所述环形防喷器上方。
本发明还提供了一种基于前面所述的喷射压裂管柱的喷射压裂工艺，其中，包括以下步骤：
1）、将设置有环形防喷器、单闸板防喷器、针阀及管线、单向阀和坐落短节的油管穿入套管，组成油管串；
2）、下入所述油管串；
3）、在所述油管串上安装压裂管线、压裂四通，连接压裂设备、试油防喷设备，对所述环形防喷器、所述单闸板防喷器及所述压裂四通、所述压裂设备进行试压；
4）、关闭所述闸板防喷器，进行压裂施工；
5）、压裂施工完毕停泵后，打开所述压裂四通左侧闸阀，释放所述油管内单向阀以上的压力，直到确认其压力为零时，没有流体溢出，将所述压裂管线从与所述油管连接处拆下；
6）、关闭所述环形防喷器，将平衡压力及泄压管线上的针阀打开，使得套压达到所述环形防喷器密封腔体；
7）、带压逐根起出井内油管至第二压裂层位，等待进行下一段的压裂施工。
本发明所述的喷射压裂工艺，其中，所述工艺还包括步骤：
8）、将所述压裂管线与所述油管连接好，开始下一段的压裂施工，压裂前放喷循环时，保证套压始终不低于开泵前的套压；
9）、等全部压裂段施工完或需要全部起出管柱时，将单向阀开启工具从井口投入所述油管内，再向所述油管内打平衡压力，使得单向阀开启工具打开单向阀阀板，然后进行缓慢放喷泄压。
本发明所述的喷射压裂工艺，其中，所述工艺还包括步骤：
10）、在管柱砂卡时，用钢丝作业工具将所述单向阀开启工具捞出，进行正循环作业。
本发明所述的喷射压裂工艺，其中，所述步骤2）中，在下入油管串时，保证所述油管上的坐落短节与单向阀的下入深度在压裂最后一层时在井内10米以下。
本发明的有益效果在于：通过采用闸板防喷器密封压裂时的套压，采用环形防喷器密封起出管柱时的套压，采用单向阀封闭压裂后油管内压力，使得单向阀以上的管柱可带压起出，省去了等待防喷泄压时间，提高施工效率，节省大量物质成本和时间成本；同时，由于减少了防喷次数，降低了防喷液量，减少了污染；由于减少了地层出砂，扩大了喷射压裂施工应用范围，延长了油气井寿命，提高了采收率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的喷射压裂管柱连接结构示意图；
图2是本发明较佳实施例的喷射压裂管柱连接结构示意图；
图3是图2中单向阀打开状态示意图；
图4是图2中单向阀关闭状态示意图。
具体实施方式
本发明较佳实施例的喷射压裂管柱连接结构如图2所示，同时参阅图3和图4，该喷射压裂管柱包括油管10、连接油管10的压裂管线70及压裂四通80，油管10外设置有套管20，套管20端部的套管头21连接油管头11；其中，油管头11连接有用于密封压裂时套压的闸板防喷器30和用于密封起出管柱时套压的环形防喷器40；环形防喷器40与闸板防喷器30之间连接有用于平衡压力及泄压的针阀52及管线51；油管10上还设置有用于密封压裂后油管内压力的单向阀61和坐落短节62。这样通过采用闸板防喷器30密封压裂时的套压，采用环形防喷器40密封起出管柱时的套压，采用单向阀61封闭压裂后油管10内压力，使得单向阀61以上的管柱可带压起出，省去了等待防喷泄压时间，提高施工效率，节省大量物质成本和时间成本；同时，由于减少了防喷次数，降低了防喷液量，减少了污染；由于减少了地层出砂，扩大了喷射压裂施工应用范围，延长了油气井寿命，提高了采收率。
进一步地，上述实施例中的环形防喷器40与闸板防喷器30的底部法兰上分别设置有连接孔，针阀52及管线51连接在连接孔处。其中，如图2所示，包括两个针阀52及连接在两个针阀52之间的管线51，两个针阀52分别与环形防喷器40与闸板防喷器30上的连接孔连接，用于平衡和释放闸板防喷器30和环形防喷器40之间的压力，并可以对防喷器组试压。
进一步地，如图3和图4所示，上述实施例中坐落短节62位于单向阀61上方，与单向阀61配合封闭油管10内压力，且不影响正常压裂施工。当全部压裂段施工完或需要全部起出管柱时，将单向阀开启工具90从井口投入油管10内，再向油管10内打平衡压力，单向阀开启工具90即可打开单向阀61阀板611，然后进行缓慢放喷泄压。
进一步地，上述实施例中的油管10上还套设有吊卡12，吊卡12位于环形防喷器40上方，便于起出及下钻。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种基于前面的喷射压裂管柱的喷射压裂工艺，包括以下步骤：
1）、将设置有环形防喷器40、单闸板防喷器30、针阀52及管线51、单向阀61和坐落短节62的油管10穿入套管20，组成油管串，具体连接方式可参考前述喷射压裂管柱实施例的描述及附图2，在此不赘述；
2）、下入油管串；优选地，在下入油管串时，保证油管10上的坐落短节62与单向阀61的下入深度在压裂最后一层时在井内10米以下；
3）、在油管串上安装压裂管线70、压裂四通80，连接压裂设备、试油防喷设备，对环形防喷器40、单闸板防喷器30及压裂四通80、压裂设备进行试压；
4）、关闭闸板防喷器30，打开和关闭压裂四通80和油管四通上的闸阀进行压裂施工；
5）、压裂施工完毕停泵后，打开压裂四通80左侧闸阀，释放油管10内单向阀61以上的压力，直到确认其压力为零时，没有流体溢出，将压裂管线70从与油管10连接处拆下；
6）、关闭环形防喷器40，将平衡压力及泄压管线51上的针阀52打开，使得套压达到环形防喷器40密封腔体；
7）、带压逐根起出井内油管10至第二压裂层位，等待进行下一段的压裂施工。
进一步地，上述喷射压裂工艺还包括步骤：
8）、将压裂管线70与油管10连接好，开始下一段的压裂施工，压裂前放喷循环时，保证套压始终不低于开泵前的套压；
9）、等全部压裂段施工完或需要全部起出管柱时，将单向阀开启工具90从井口投入油管10内，再向油管10内打平衡压力，使得单向阀开启工具90打开单向阀61阀板611，然后进行缓慢放喷泄压。
进一步地，上述喷射压裂工艺中，在特殊情况下，例如管柱砂卡时，可用钢丝作业工具将单向阀开启工具90捞出，进行正循环作业。
上述实施例的工艺中，由于采用了可带压起出的喷射压裂管柱，使得单向阀61以上的管柱可带压起出，省去了等待防喷泄压时间，提高施工效率，由原来的1-2天压裂一段提升为每天压裂3-4段，即施工效率提高3-8倍，节省大量物质成本和时间成本。
上述实施例的工艺中，避免了放喷过程中地层出砂，降低了砂卡管柱的施工风险；即使环空有少量浮砂，不放喷带压起管柱，在环空砂粒还未沉降时，将管柱起至下一段位置，降低了砂卡管柱的风险。
上述实施例的工艺中，正常情况下只有压裂完最后一段需要起出整体管柱时才需要放喷，减少了防喷次数，降低了防喷液量，减少了污染。
上述实施例的工艺中，由于减少了地层出砂，扩大了喷射压裂施工应用范围，同时也延长了油气井寿命，提高了采收率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种喷射压裂管柱，包括油管、连接所述油管的压裂管线及压裂四通，所述油管外设置有套管，所述套管端部的套管头连接油管头；其特征在于，所述油管头连接有用于密封压裂时套压的闸板防喷器和用于密封起出管柱时套压的环形防喷器；所述环形防喷器与所述闸板防喷器之间连接有用于平衡压力及泄压的针阀及管线；所述油管上还设置有用于密封压裂后油管内压力的单向阀和坐落短节。
2.根据权利要求1所述的喷射压裂管柱，其特征在于，所述环形防喷器与所述闸板防喷器的底部法兰上分别设置有连接孔，所述针阀及管线连接在所述连接孔处。
3.根据权利要求1所述的喷射压裂管柱，其特征在于，所述坐落短节位于所述单向阀上方。
4.根据权利要求1所述的喷射压裂管柱，其特征在于，所述油管上还套设有吊卡，所述吊卡位于所述环形防喷器上方。
5.一种基于权利要求1所述的喷射压裂管柱的喷射压裂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、将设置有环形防喷器、单闸板防喷器、针阀及管线、单向阀和坐落短节的油管穿入套管，组成油管串；
2）、下入所述油管串；
3）、在所述油管串上安装压裂管线、压裂四通，连接压裂设备、试油防喷设备，对所述环形防喷器、所述单闸板防喷器及所述压裂四通、所述压裂设备进行试压；
4）、关闭所述闸板防喷器，进行压裂施工；
5）、压裂施工完毕停泵后，打开所述压裂四通左侧闸阀，释放所述油管内单向阀以上的压力，直到确认其压力为零时，没有流体溢出，将所述压裂管线从与所述油管连接处拆下；
6）、关闭所述环形防喷器，将平衡压力及泄压管线上的针阀打开，使得套压达到所述环形防喷器密封腔体；
7）、带压逐根起出井内油管至第二压裂层位，等待进行下一段的压裂施工。
6.根据权利要求5所述的喷射压裂工艺，其特征在于，所述工艺还包括步骤：
8）、将所述压裂管线与所述油管连接好，开始下一段的压裂施工，压裂前放喷循环时，保证套压始终不低于开泵前的套压；
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7.根据权利要求6所述的喷射压裂工艺，其特征在于，所述工艺还包括步骤：
10）、在管柱砂卡时，用钢丝作业工具将所述单向阀开启工具捞出，进行正循环作业。
8.根据权利要求5所述的喷射压裂工艺，其特征在于，所述步骤2）中，在下入油管串时，保证所述油管上的坐落短节与单向阀的下入深度在压裂最后一层时在井内10米以下。
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