專(zhuān)利名稱(chēng)：一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非常規(guī)油氣藏完井工程領(lǐng)域，具體涉及一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和對(duì)油氣需求的攀升，頁(yè)巖氣作為一種非常規(guī)油氣資源被不斷發(fā)現(xiàn)和探明，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義也越來(lái)越受到了各國(guó)的高度重視。目前，全球頁(yè)巖氣總量為456 X 1012m3,中國(guó)泥頁(yè)巖十分豐富，儲(chǔ)量約456 X 1012m3,頁(yè)巖氣作為中國(guó)油氣資源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，其鉆探開(kāi)發(fā)已經(jīng)逐步啟動(dòng)，研究其配套的工藝技術(shù)將有著非常 重要的意義。由于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層物性差且低孔低滲，研究表明通過(guò)橋塞有效劃分單元壓裂，既能夠控制裂縫起始點(diǎn)，又能夠溝通天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，是追求單井產(chǎn)能最大化最有效的完井方法。為此，國(guó)內(nèi)外均投入力量開(kāi)展了頁(yè)巖氣完井方法的研究。檢索國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和專(zhuān)利，現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀如下
在國(guó)外，北美是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)最早、規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的地方，近20年的礦場(chǎng)實(shí)踐表明85%的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)井均采用了水平井泵送橋塞多級(jí)分段完井方法。其簡(jiǎn)要工藝是第一段TCP射孔，套管壓裂；第二段，泵送橋塞，坐封和射孔一趟電纜完成，之后多級(jí)點(diǎn)火射孔，套管壓裂；依次類(lèi)推，最后通過(guò)連續(xù)油管快速鉆除多段橋塞，完井投產(chǎn)。總體技術(shù)水準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到可進(jìn)行10-12段分段完井，抗壓差5000psi-15000psi。文獻(xiàn)《頁(yè)巖氣藏開(kāi)發(fā)的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)》中介紹了德克薩斯州中北部Fort Worth盆地的密西西比系(密西西比亞系是原北美古生界的一個(gè)系，位于泥盆系之上，賓夕法尼亞亞系之下，延續(xù)時(shí)間為距今345 320百萬(wàn)年，大致相當(dāng)于歐洲的下石炭統(tǒng)。)的Barnett和俄克拉荷馬州頁(yè)巖水平井完井，有如下三種類(lèi)型
(I)用組合塞下套管、固井、多階段分離壓裂段；該方法復(fù)雜，分段數(shù)有限(只有2-6段)。(2)各個(gè)階段對(duì)射孔產(chǎn)層使用撓性油管或扣連接的油管供水或噴砂；該工藝復(fù)雜、工期長(zhǎng)、成本高。(3)機(jī)械井下鉆具組合(BHA)型完井封隔器下入到水平頁(yè)巖井中來(lái)固井和射孔。該管柱方案不能多級(jí)鉆除。文獻(xiàn)《水平井分段壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀及展望》中提到的水平井分段壓裂采用的機(jī)械封隔、多段封隔方法，相對(duì)縮小了壓裂通道；但是多級(jí)封隔器是無(wú)法鉆除的。文獻(xiàn)《角64 - H2井橋塞分段壓裂技術(shù)》中介紹了該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)“分次射孔，井筒內(nèi)橋塞機(jī)械轉(zhuǎn)向，固相縱向限縫高，光套管低摩阻泵注，前置酸預(yù)處理”。但該技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)坐封、射孔和壓裂聯(lián)作；同時(shí)，該技術(shù)不是用于頁(yè)巖氣藏完井上的?？梢钥闯?，隨著我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的起步，水平井將以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為頁(yè)巖氣鉆完井的一種主導(dǎo)方式，但國(guó)內(nèi)對(duì)于水平井分段完井的研究還處于起步階段，尤其是采用橋塞進(jìn)行頁(yè)巖氣水平井多段完井還是空白。目前，由于國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣處于勘探階段，暫無(wú)水平井投入開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)既沒(méi)有這種完井方法也沒(méi)有能滿(mǎn)足分段完井的完全可鉆除式工具?，F(xiàn)有技術(shù)需采用油管下入常規(guī)工具分步實(shí)現(xiàn)射孔、封隔和壓裂，這樣既延長(zhǎng)了施工周期，又限制了后期壓裂投產(chǎn)的通道，同時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)多級(jí)分段完井。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，用于滿(mǎn)足致密性氣藏水平井射孔和壓裂聯(lián)作的多級(jí)分段完井的要求，為我國(guó)頁(yè)巖氣以及相類(lèi)似的非常規(guī)油氣藏的高效開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍3、E-坐封工具4和橋塞送至氣井中的第一 個(gè)目的層段，進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對(duì)下一個(gè)目的層段進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過(guò)多級(jí)重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過(guò)連續(xù)油管7下入鉆銑工具8鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞5。所述方法包括以下步驟
(I)分段完井。(2)多級(jí)鉆塞。其中，步驟(I)包括以下步驟
(II)通過(guò)傳輸電纜2將射孔槍3下入氣井套管I之中的第一個(gè)目的層段處，進(jìn)行第一段射孔。(12)起出射孔槍3，在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第一段壓裂。(13)通過(guò)傳輸電纜2依次下入可鉆除式橋塞5、E_坐封工具4及射孔槍3，水平段開(kāi)泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3泵送至第一個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置。(14)點(diǎn)火坐封可鉆除式橋塞5，上提射孔槍3和E-坐封工具4至第二個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進(jìn)行第二段射孔。(15)起出射孔槍3及E-坐封工具4，投球至可鉆除式橋塞5的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第二段壓裂。(16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個(gè)目的層段的施工。步驟(2)包括以下步驟
(21)通過(guò)連續(xù)油管7下入鉆銑工具8。(22)邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管7，同時(shí)從連續(xù)油管7內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個(gè)目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞5，并由洗井液循環(huán)將鉆屑6帶出井口，進(jìn)而溝通產(chǎn)層，完井投廣。在所述步驟(13)中，可鉆除式橋塞5與E-坐封工具4是通過(guò)插接、銷(xiāo)釘連接的，E-坐封工具4與射孔槍3是通過(guò)螺紋連接的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(I)滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)井套管射孔完井的要求，為后期施工提供了堅(jiān)固的井壁以及溝通產(chǎn)層的通道。
(2)滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣水平開(kāi)發(fā)井多級(jí)分段的完井要求，可以實(shí)現(xiàn)下橋塞封隔、射孔和壓裂工藝聯(lián)作，簡(jiǎn)化了完井工序，節(jié)約了施工時(shí)間。(3)滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣壓裂完井大排量、高砂比、高造縫壓力等工藝參數(shù)的要求，為提聞改造效果提供了條件。(4)可鉆除式橋塞的使用，在滿(mǎn)足了多級(jí)分段射孔壓裂之后，在水平段中可以一次性鉆除多級(jí)橋塞，有效縮短了完井周期。(5)頁(yè)巖氣采用橋塞完井方法可以滿(mǎn)足生產(chǎn)后期重復(fù)壓裂完井的需求。(6)本發(fā)明中的完井管柱可耐工作壓差為30_100Mpa，本發(fā)明的完井方法可分段3-15段，其分段工藝成功率為90%，使用本發(fā)明方法完井的氣井生產(chǎn)壽命達(dá)到了 10-15年。



圖2是本發(fā)明頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法中步驟I的示意圖，圖2-1至2-6分別對(duì)應(yīng)分段完井步驟中的I至6步驟。圖3是本發(fā)明頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法中步驟2的示意圖，圖3-1和3-2分別對(duì)應(yīng)多級(jí)鉆塞步驟中的I和2步驟，圖3-3是完井后的氣井結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為氣井套管，2為傳輸電纜，3為射孔槍?zhuān)?為E-坐封工具，5為可鉆除式橋塞，6為鉆屑，7為連續(xù)油管，8為鉆銑工具，9為多級(jí)橋塞。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
一，完井管柱結(jié)構(gòu)
如圖I所示，本發(fā)明使用頁(yè)巖氣橋塞完井管柱從下到上主要包括可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4和射孔槍3，其中，可鉆除式橋塞5與E-坐封工具4通過(guò)插接、銷(xiāo)釘連接，射孔槍3與E-坐封工具4通過(guò)螺紋連接。E-坐封工具是坐塞的一種工具，其作用是提供橋塞坐封的機(jī)械動(dòng)力，E表不通過(guò)電纜傳輸和電點(diǎn)火啟動(dòng)。所述完井管柱通過(guò)傳輸電纜2下入頁(yè)巖氣的氣井套管I中，其具體位置根據(jù)氣井完井施工設(shè)計(jì)而定。二，一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法
所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍3、E-坐封工具4和橋塞送至氣井中的第一個(gè)目的層段，進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對(duì)下一個(gè)目的層段進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過(guò)多級(jí)重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過(guò)連續(xù)油管7下入鉆銑工具8鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞5。所述方法包括以下步驟
(I)分段完井。(2)多級(jí)鉆塞。其中，如圖2所示，步驟(I)包括以下步驟
(II)如圖2-1所示，通過(guò)傳輸電纜2將射孔槍3下入氣井套管I之中的第一個(gè)目的層段處，進(jìn)行第一段射孔。(12)如圖2-2所示，起出射孔槍3，在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第一段壓裂。
(13)如圖2-3所示，通過(guò)傳輸電纜2依次下入可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3，水平段開(kāi)泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3泵送至第一個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置。(14)如圖2-4所示，點(diǎn)火坐封可鉆除式橋塞5，上提射孔槍3和E-坐封工具4至第二個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進(jìn)行第二段射孔。(15)如圖2-5所示，起出射孔槍3及E-坐封工具4，投球至可鉆除式橋塞5的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第二段壓裂。(16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個(gè)目的層段的施工，最后的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。步驟(I)中完成了射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，也就是說(shuō)射孔、壓裂和坐封三種不同而又復(fù)雜的工藝，只通過(guò)一趟電纜的下入和起出，在一個(gè)時(shí)段內(nèi)連續(xù)依次實(shí)施，通稱(chēng)為“聯(lián) 作”。如圖3所示，步驟(2)包括以下步驟
(21)如圖3-1所示，通過(guò)連續(xù)油管7下入鉆銑工具8。(22)如圖3-2所示，邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管7，同時(shí)從連續(xù)油管7內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個(gè)目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞5 (各段的可鉆除式橋塞5被推壓到一起后構(gòu)成了圖3-2中多級(jí)橋塞9)，并由洗井液循環(huán)將鉆屑6帶出井口，進(jìn)而溝通產(chǎn)層，完井投產(chǎn)。完井后的氣井結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。本發(fā)明的辦法每段可以通過(guò)電纜一次下入橋塞及射孔槍?zhuān)瓤缮淇子挚蓪?shí)現(xiàn)封隔，同時(shí)可以滿(mǎn)足最大通道(套管內(nèi)徑)壓裂投產(chǎn)，無(wú)需油管多次周轉(zhuǎn)使用，各工藝措施無(wú)需分步實(shí)現(xiàn)，能夠銜接緊湊的實(shí)現(xiàn)射孔、封隔、壓裂聯(lián)作；本方法在于采用了一種新型的完全易鉆除的橋塞，在射孔壓裂之后通過(guò)連續(xù)油管下入一種鉆銑工具就能夠快速鉆除多級(jí)橋塞，打通油氣通道，來(lái)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖等低滲油氣藏的高效開(kāi)發(fā)。上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開(kāi)了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類(lèi)型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實(shí)施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求
1.一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍(3)、E-坐封工具(4)和橋塞送至氣井中的第一個(gè)目的層段，進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對(duì)下一個(gè)目的層段進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過(guò)多級(jí)重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過(guò)連續(xù)油管(7)下入鉆銑工具(8)鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 (1)分段完井 (2)多級(jí)鉆塞 其中，步驟(I)包括以下步驟 (11)通過(guò)傳輸電纜(2)將射孔槍(3)下入氣井套管(I)之中的第一個(gè)目的層段處，進(jìn)行第一段射孔； (12)起出射孔槍(3)，在氣井套管(I)內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第一段壓裂； (13)通過(guò)傳輸電纜(2)依次下入可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3，水平段開(kāi)泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞(5 )、E-坐封工具(4)及射孔槍(3 )泵送至第一個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置； (14)點(diǎn)火坐封可鉆除式橋塞(5)，上提射孔槍(3)和E-坐封工具(4)至第二個(gè)目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進(jìn)行第二段射孔； (15)起出射孔槍(3)及E-坐封工具(4)，投球至可鉆除式橋塞(5)的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管(I)內(nèi)泵入壓裂液進(jìn)行第二段壓裂； (16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個(gè)目的層段的施工； 步驟(2)包括以下步驟 (21)通過(guò)連續(xù)油管(7)下入鉆銑工具(8)； (22)邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管(7)，同時(shí)從連續(xù)油管(7)內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個(gè)目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞(5 )，并由洗井液循環(huán)將鉆屑(6 )帶出井口，進(jìn)而溝通產(chǎn)層，完井投廣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于在所述步驟(13)中，可鉆除式橋塞(5)與E-坐封工具(4)是通過(guò)插接、銷(xiāo)釘連接的，E-坐封工具(4)與射孔槍(3)是通過(guò)螺紋連接的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頁(yè)巖氣橋塞分段完井方法，屬于非常規(guī)油氣藏完井工程領(lǐng)域。本發(fā)明的方法首先使用液力泵將射孔槍和可鉆除式橋塞通過(guò)傳輸電纜送至氣井中的目的層段，進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對(duì)下一個(gè)目的層段進(jìn)行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過(guò)多級(jí)重復(fù)后實(shí)現(xiàn)各目的層段的完井；最后通過(guò)連續(xù)油管下入鉆銑工具鉆除多級(jí)橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)。本發(fā)明滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)井套管射孔完井的要求，為后期施工提供了堅(jiān)固的井壁以及溝通產(chǎn)層的通道；滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣水平開(kāi)發(fā)井多級(jí)分段的完井要求，可以實(shí)現(xiàn)下橋塞封隔、射孔和壓裂工藝聯(lián)作，簡(jiǎn)化了完井工序，節(jié)約了施工時(shí)間；可鉆除式橋塞在水平段中可以一次性鉆除多級(jí)橋塞，有效縮短了完井周期。
文檔編號(hào)E21B43/26GK102777155SQ201110123848
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者丁士東, 何祖清, 吳俊霞, 姜向東, 安生, 張強(qiáng), 趙旭, 郭朝輝, 馬開(kāi)華 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院