攜帶支撐劑的複合射孔方法及裝置的製作方法

2023-07-24 17:56:26

專利名稱：攜帶支撐劑的複合射孔方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於石油勘探開發領域，特別是涉及一種攜帶支撐劑的複合射孔方法及裝
置。
背景技術：
在油氣井勘探開發領域中，複合射孔作為對低滲透、超低滲透油藏的射孔壓裂改 造增產技術在完井作業中得到廣泛應用。複合射孔技術是在聚能射孔的基礎上，將火藥引 入到射孔器內，當聚能射孔彈射孔形成孔道的同時，火藥被激發燃燒，在槍內形成動態的高 溫高壓氣體，通過射孔孔眼和槍身洩壓孔進入射孔孔道，對地層進行有效的氣體壓裂，在近 井帶形成孔縫結合型的深穿透裂縫網絡，目的是增強近井帶地層的導流能力，降低油流阻 力，提高油氣井產量，其顯著的增產效果已被業界所公認。而不足之處是，雖然起初射孔壓 裂後增產效果十分顯著，但存在著隨採油時間的延長產能會逐漸下降的趨勢。經研究，複合 射孔所形成的近井帶裂縫網絡隨時間的延長而部分逐漸閉合，使高產的採油周期縮短，進 而也使複合射孔技術的應用效果打了折扣。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種能夠對油層裂縫進行有效支撐、減少裂縫閉 合併延長採油周期的攜帶支撐劑的複合射孔方法及裝置。解決上述問題的思路是在射孔壓裂時把支撐劑送入裂縫中，對裂縫進行有效的 支撐，從而達到穩產的效果。本發明為解決上述問題所提供的攜帶支撐劑的複合射孔方法是在射孔器內射孔 彈開口端設置支撐劑盒，支撐劑盒內裝有支撐劑；複合射孔作業時，將射孔器輸送到油氣井 的設定位置，引爆射孔彈，射孔彈爆轟後產生的高速射流在井筒與地層之間形成射孔孔道， 同時利用射流形成的負壓將支撐劑帶入射孔孔道中，隨後射孔器內的壓裂火藥被激發形成 的二次能量對射孔孔道實施壓裂，在近井地帶產生裂縫，並將支撐劑送到擴展的裂縫中，實 現對裂縫的支撐。本發明進一步的改進是支撐劑盒內還裝有推進劑，射孔彈爆轟後產生高速射流 在井筒與地層之間形成射孔孔道，並激發支撐劑盒內的推進劑，利用射流形成的負壓和推 進劑產生的推力將支撐劑帶入射孔孔道中。本發明為解決上述問題所提供的攜帶支撐劑的複合射孔裝置，由一節複合射孔器 或多節複合射孔器連接構成，複合射孔器上設有多個洩壓孔，洩壓孔的位置與射孔彈射流 方向相對應，在洩壓孔上安裝有帶密封作用的破碎型堵片；本發明的特殊之處是在射孔 器內射孔彈開口端設置支撐劑盒，支撐劑盒內裝有支撐劑，支撐劑盒的中心設有中心通孔。上述支撐劑盒內最好裝有推進劑，這樣在射孔彈爆轟後支撐劑盒內的推進劑被激 發而產生高能氣體，支撐劑在射流形成的負壓和推進劑產生的推力的雙重作用下被帶入射 孔孔道，不但進一步增加進入射孔孔道的支撐劑的量，而且也增加了支撐劑的動能。
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支撐劑和推進劑的最佳安裝方式是支撐劑位於支撐劑盒內腔的內側，推進劑位 於支撐劑盒內腔的外側。上述的支撐劑可選用壓裂砂、金剛砂、陶粒、鋼砂、鋼球、不鏽鋼球等中的一種，粒 徑通常為0. 1 1毫米(即篩號140 20)。支撐劑盒的中心通孔是射孔彈所產生的射流的通道，一般情況下，支撐劑盒的中 心通孔的孔徑最好大於8mm。本發明將支撐劑置於射孔彈的開口端，有利於支撐劑順利進入射孔孔道，裝配工 藝簡單，便於包裝和運輸，也便於規模化和標準化生產。試驗證明，本發明的實施能夠對裂 縫進行有效支撐，延長採油周期，起到穩產的效果。


圖1是本發明攜帶支撐劑的複合射孔裝置的結構圖。圖2是圖1射孔器上的支撐劑盒、射孔彈的局部結構圖。圖3是本發明支撐劑盒的立體圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本實施例加以說明。如圖1所示射孔器槍身1的左端是接頭2，右端是尾堵3。彈架4上裝有多個射孔 彈5，各射孔彈5按照90°相位、16孔/米螺旋形排列。在彈架內每兩個相鄰的射孔彈5之 間裝有壓裂火藥6，支撐劑盒7裝在射孔彈5的出口端。複合射孔器上還設有多個洩壓孔， 洩壓孔的位置與射孔彈5射流方向相對應，在洩壓孔上安裝有帶密封作用的破碎型堵片8。如圖2、圖3所示複合射孔器的支撐劑盒7具有一個中心通孔71，其直徑為12mm， 所以支撐劑盒7的內腔是一個環形內腔，支撐劑盒的內腔裝有支撐劑和推進劑。推進劑73 可選用複合射孔器常用的制式推進劑，本實施例中的推進劑由75 80%高氯酸銨和20 25%的聚醚(重量百分比)組成；支撐劑72採用直徑為0. 6毫米(即篩號30)的壓裂砂。 安裝時先將推進劑裝在支撐劑盒內腔外側，然後再灌入支撐劑。支撐劑盒7的本體採用聚丙烯材料，支撐劑盒7的頂面74為外凸的弧面。支撐劑 盒7的兩側設有內凹的卡槽75，用於和射孔彈開口端相鄰的彈架上的凸起41配合，即安 裝後支撐劑盒7兩側的卡槽75被彈架上的凸起41卡住，支撐劑盒7的底部又被射孔彈的 前端沿口抵住。
權利要求
1.一種攜帶支撐劑的複合射孔方法，其特徵在於在射孔器內射孔彈開口端設置支撐 劑盒，支撐劑盒內裝有支撐劑；複合射孔作業時，將射孔器輸送到油氣井的設定位置，引爆 射孔彈，射孔彈爆轟後產生的高速射流在井筒與地層之間形成射孔孔道，同時利用射流形 成的負壓將支撐劑帶入射孔孔道中，隨後射孔器內的壓裂火藥被激發形成的二次能量對射 孔孔道實施壓裂，在近井地帶產生裂縫，並將支撐劑送到擴展的裂縫中，實現對裂縫的支 撐。
2.根據權利要求1所述的複合射孔方法，其特徵是支撐劑盒內還裝有推進劑，射孔彈 爆轟後產生的高速射流在井筒與地層之間形成射孔孔道，並激發支撐劑盒內的推進劑，利 用射流形成的負壓和推進劑產生的推力將支撐劑帶入射孔孔道中。
3.一種攜帶支撐劑的複合射孔裝置，其特徵是由一節複合射孔器或多節複合射孔器連 接構成，複合射孔器上設有多個洩壓孔，洩壓孔的位置與射孔彈射流方向相對應，在洩壓孔 上安裝有帶密封作用的破碎型堵片(8)，其特徵是在射孔器內射孔彈開口端設置支撐劑 盒(7)，支撐劑盒內裝有支撐劑(72)，支撐劑盒的中心設有中心通孔(71)。
4.根據權利要求3所述的複合射孔裝置，其特徵是支撐劑盒(7)內裝有推進劑(73)。
5.根據權利要求4所述的複合射孔裝置，其特徵是支撐劑m位於支撐劑盒內腔的內 側，推進劑(7 位於支撐劑盒內腔的外側。
6.根據權利要求3、4或5所述的複合射孔裝置，其特徵是所說的支撐劑是壓裂砂、金剛 砂、陶粒、鋼砂、鋼球、不鏽鋼球中的一種，粒徑為0. 1 1毫米。
7.根據權利要求6所述的複合射孔裝置，其特徵是支撐劑盒的中心通孔(71)的孔徑大 於 8mm。
8.根據權利要求7所述的複合射孔裝置，其特徵是支撐劑盒(7)的兩側設有內凹的卡 槽(75)。
全文摘要
本發明涉及一種能夠對油氣儲層近井帶裂縫進行有效支撐、減少裂縫閉合的攜帶支撐劑的複合射孔方法及裝置。該裝置由一節複合射孔器或多節複合射孔器連接構成，複合射孔器上設有洩壓孔，洩壓孔上安裝有帶密封作用的破碎型堵片，在射孔器內射孔彈開口端設有支撐劑盒，支撐劑盒內裝有支撐劑，支撐劑盒的中心設有中心通孔。複合射孔作業時，射孔彈爆轟後產生的高速射流在井筒與地層之間形成射孔孔道，同時利用射流形成的負壓將支撐劑帶入射孔孔道中，隨後射孔器內的壓裂火藥被激發形成的二次能量對射孔孔道實施壓裂，在近井地帶產生裂縫，並將支撐劑送到擴展的裂縫中，實現對裂縫的支撐。
文檔編號E21B43/119GK102094613SQ201010609790
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者張國桉, 成建龍 申請人:西安通源石油科技股份有限公司