泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型為一種泡沫輔助水力嗩砂射孔工藝管柱，該工藝管柱包括下入井筒中的一外油管和穿設在該外油管內(nèi)的嗩砂管柱；噴砂管柱自上而下順序由內(nèi)油管、扶正器、水力噴射器、單向閥、篩管和堵頭連接構成；水力噴射器位于油層的射孔位置。本實用新型是將水力噴砂射孔與泡沫沖砂技術進行結合，在進行水力嗩砂射孔的同時，從外油管中注入泡沫流體，利用泡沫流體來降低井筒液柱壓力，減小水力噴砂射孔的圍壓；同時提高攜砂能力，清除水力噴射器嗩嘴周圍堆積的磨料和巖屑，從而增大射孔的深度；進一步，泡沫流體可以形成井筒“負壓”，減小液體滲入地層，從而降低了射孔過程中對儲層的傷害。
【專利說明】泡沬輔助水力噴砂射孔工藝管柱
【技術領域】
[0001]本實用新型是關于一種油井水力噴砂射孔技術，尤其涉及一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱。
【背景技術】
[0002]水力噴砂射孔是利用高壓加砂流體對油井套管、水泥環(huán)和地層進行噴射鉆孔的一種新技術；由于在射孔的過程中不會產(chǎn)生壓實帶，減少了對油層的污染和傷害，在低滲油藏、嚴重污染地層和壓裂前期預處理中應用很廣泛。
[0003]射孔深度是衡量水力噴砂射孔效果的主要指標之一；而射孔深度又與流體壓力、含砂量、砂粒性質(zhì)和圍壓等因素有關；由于受到設備條件的限制，很難通過提高流體壓力、含砂量以及改變砂粒性質(zhì)等方法來增加射孔深度。研究表明，圍壓減小，水力嗩砂射孔深度呈直線增加。油井水力噴砂射孔的圍壓主要是由井筒液柱壓力造成的，因此，通過降低井筒液柱壓力，可以有效地增大水力噴砂射孔的深度?，F(xiàn)有的水力嗩砂射孔技術，如:中國專利CN101539007A和中國專利CN2580110Y中涉及到的水力噴砂射孔技術，都沒有采取降低井筒液柱壓力的方式來增加射孔深度。另一方面，由于液體的攜砂能力較差，大量噴射后的磨料以及破碎的巖屑在噴嘴周圍堆積，阻擋磨料漿體噴射到地層上，消耗了磨料漿體的沖擊能量，嚴重影響了嗩砂射孔的深度。此外，井筒液柱壓力通常大于地層壓力，在射孔的過程中，大量液體會滲入儲層中，對儲層造成傷害。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，通過借助泡沫流體來降低井筒液柱壓力，減小水力噴砂射孔的圍壓，同時提高攜砂能力，清除噴嘴周圍堆積的磨料和巖屑，從而增大射孔的深度，減小射孔對儲層的傷害。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，所述工藝管柱包括下入井筒中的一外油管和穿設在該外油管內(nèi)的嗩砂管柱；所述嗩砂管柱自上而下順序由內(nèi)油管、扶正器、水力噴射器、單向閥、篩管和堵頭連接構成；所述水力噴射器位于油層的射孔位置。
[0007]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述外油管的底端延伸至扶正器的底部。
[0008]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述外油管通過地面設備向井下注入泡沫流體；所述內(nèi)油管通過地面設備向井下輸送嗩砂射孔磨料漿體。
[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述泡沫流體為氮氣泡沫流體，氮氣泡沫流體中的起泡劑濃度至少要大于臨界膠束濃度的5倍；所述磨料漿體采用粒徑為20?40目的石英砂為磨料，磨料漿體的濃度為120kg/m3。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述內(nèi)油管的長度比外油管的長度短I?2m ο
[0011]由上所述，本實用新型的泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，是將水力噴砂射孔與泡沫沖砂技術進行結合，在進行水力噴砂射孔的同時，從外油管中注入泡沫流體，利用泡沫流體來降低井筒液柱壓力，減小水力嗩砂射孔的圍壓；同時提高攜砂能力，清除水力噴射器噴嘴周圍堆積的磨料和巖屑，從而增大射孔的深度；進一步，泡沫流體可以形成井筒“負壓”，減小液體滲入地層，從而降低了射孔過程中對儲層的傷害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0013]圖1:為本實用新型泡沫輔助水力嗩砂射孔工藝管柱下入直井中的結構示意圖。
[0014]附圖標號:
[0015]I外油管、2內(nèi)油管、3扶正器、4水力噴射器、5單向閥、6篩管、7堵頭、8井筒、9油層、100泡沫輔助水力嗩砂射孔工藝管柱。
【具體實施方式】
[0016]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0017]如圖1所示，本實用新型提出一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱100，所述工藝管柱100包括下入井筒8中的一外油管I和穿設在該外油管I內(nèi)的噴砂管柱；所述哦砂管柱自上而下順序由內(nèi)油管2、扶正器3、水力嗩射器4、單向閥5、篩管6和堵頭7連接構成；所述水力噴射器4位于油層9的射孔位置；所述內(nèi)油管2的總長度比外油管I的總長度短I?2m，從而保障內(nèi)油管2和扶正器3位于外油管I內(nèi)部，而水力噴射器4、單向閥5、篩管6和堵頭7從外油管I中伸出；在本實施方式中，所述外油管I的底端延伸至扶正器3的底部；所述外油管I通過地面設備(圖中未示出)向井下注入氮氣泡沫流體；所述內(nèi)油管2通過地面設備(圖中未示出)向井下輸送嗩砂射孔磨料漿體并從水力噴射器4射出。
[0018]本實用新型還提供一種利用上述泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱進行噴砂射孔的方法，本實用新型的方法即可用于直井，也可用于水平井；在本實施方式中，以直井為例進行說明。該方法包括以下步驟:
[0019](I)洗井:在井筒中下入外油管1，從外油管I中注入氮氣泡沫流體進入井筒環(huán)空中，與井筒內(nèi)積液混合，將井筒內(nèi)積液變成泡沫，從油套環(huán)空中返出；循環(huán)洗井，直到返出的流體不含雜質(zhì)；其中，注入的氮氣泡沫流體中的起泡劑濃度至少要大于臨界膠束濃度的5倍，以保證注入的泡沫被液體稀釋后，仍具有很好的起泡能力；所述臨界膠束濃度為起泡劑在溶劑中締合形成“膠束”的最低濃度；當起泡劑濃度大于臨界膠束濃度后，多余的起泡劑會以“膠束”的形式存在于液體中，不參與起泡作用，起泡能力不再增加，當液體被稀釋后，“膠束”中的起泡劑會釋放出來，參與起泡作用。不同的起泡劑有不同的“臨界膠束濃度”，可以通過實驗測得。在本實施方式中，氮氣泡沫流體中的起泡劑濃度為3% ；
[0020](2)下入嗩砂管柱:將噴砂管柱連接好，從外油管I中下入；由于內(nèi)油管2的總長度比外油管I的總長度短I?2m，從而保障了內(nèi)油管2和扶正器3位于外油管I內(nèi)部，水力噴射器4、單向閥5、篩管6和堵頭7從外油管I中伸出(如圖1所示)；所述水力噴射器4下至需要射孔的油層9部位；
[0021](3)噴砂射孔:從內(nèi)油管2中注入噴砂射孔磨料漿體，通過水力噴射器4噴射到油層9上；所述磨料漿體采用粒徑為20?40目的石英砂為磨料，磨料漿體的濃度為120kg/m3 ;在噴砂射孔的同時，從外油管I中注入氮氣泡沫流體，氮氣泡沫流體在噴射流體的攪動下，將井筒8中的液體變成泡沫，從油套環(huán)空中返出；由于泡沫流體能夠降低井筒中液體的密度，使得井筒液柱壓力降低，從而減小了水力噴砂射孔的圍壓，有利于增大射孔深度；
[0022](4)射孔完成:噴砂射孔完成后，內(nèi)油管2停止注入磨料漿體；外油管I繼續(xù)注入氮氣泡沫流體，直到返出的流體不含雜質(zhì)，停止注入泡沫流體；起出嗩砂管柱和外油管，根據(jù)需要，可以下入完井管柱，排液求產(chǎn)，也可以下入壓裂管柱，進行壓裂增產(chǎn)。
[0023]由上所述，本實用新型的泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱及方法，是將水力噴砂射孔與泡沫沖砂技術進行結合，在進行水力嗩砂射孔的同時，從外油管中注入泡沫流體，利用泡沫流體來降低井筒液柱壓力，減小水力嗩砂射孔的圍壓；同時提高攜砂能力，清除水力噴射器噴嘴周圍堆積的磨料和巖屑，從而增大射孔的深度；進一步，泡沫流體可以形成井筒“負壓”，減小液體滲入地層，從而降低了射孔過程中對儲層的傷害。
[0024]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【權利要求】
1.一種泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，其特征在于:所述工藝管柱包括下入井筒中的一外油管和穿設在該外油管內(nèi)的噴砂管柱；所述噴砂管柱自上而下順序由內(nèi)油管、扶正器、水力噴射器、單向閥、篩管和堵頭連接構成；所述水力噴射器位于油層的射孔位置。
2.如權利要求1所述的泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，其特征在于:所述外油管的底端延伸至扶正器的底部。
3.如權利要求2所述的泡沫輔助水力噴砂射孔工藝管柱，其特征在于:所述內(nèi)油管的長度比外油管的長度短I?2m。
【文檔編號】E21B43/114GK203394471SQ201320216622
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權日:2013年4月25日
【發(fā)明者】匡韶華, 王寶權, 張建軍, 柳燕麗, 石磊, 佟姍姍, 于麗宏, 郭定雄 申請人:中國石油天然氣股份有限公司