侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法

摘要

本发明提供一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法，包括压裂管柱、大套管、悬挂封隔器、小套管、由小直径管、封隔管柱上封隔器、多个封隔管柱下封隔器和导向筛管组成的封隔管柱，所述的悬挂封隔器设在大套管内下部，所述的小套管上端连接在悬挂封隔器上，大套管的内径大于小套管的内径，且小套管包括竖直拐角段和倾斜段，所述的小套管内上部设有封隔管柱上封隔器，所述的小直径管沿着大套管中心轴的方向向下延伸，穿过小套管竖直拐角段并向倾斜段延伸。本发明压裂完将封隔器管柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。

权利要求

1.侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：包括压裂管柱、大套管（1）、悬挂封隔器（14）、小套管（15）、由小直径管（9）、封隔管柱上封隔器（8）、多个封隔管柱下封隔器和导向筛管（13）组成的封隔管柱，所述的悬挂封隔器（14）设在大套管（1）内下部，所述的小套管（15）上端连接在悬挂封隔器（14）上，大套管（1）的内径大于小套管（15）的内径，且小套管（15）包括竖直拐角段和倾斜段，所述的小套管（15）内上部设有封隔管柱上封隔器（8），所述的小直径管（9）沿着大套管（1）中心轴的方向向下延伸，穿过小套管（15）竖直拐角段并向倾斜段延伸，小直径管（9）下端依次连接的多个封隔管柱下封隔器和导向筛管（13）位于小套管（15）的倾斜段内；所述的压裂管柱位于大套管（1）内的小直径管（9）内。

2.根据权利要求1所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的压裂管柱包括连续油管（2）、连接器（3）、液压安全接头（4）、水力喷砂器（5）、底封隔器（6）和导向单流阀（7），所述的连续油管（2）通过连接器（3）与液压安全接头（4）相连，所述的液压安全接头（4）下端依次与水力喷砂器（5）、底封隔器（6）和导向单流阀（7）连接。

3.根据权利要求1所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的多个封隔管柱下封隔器之间通过小直径管短节连接。

4.根据权利要求2所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的小直径管（9）管径为1½〞～2〞，材质为45#碳钢；所述的连续油管（2）管径为1〞～1 〞。

5.根据权利要求1所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的大套管（1）为5½〞套管，小套管（15）为3½〞套管。

6.根据权利要求1所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的封隔管柱上封隔器（8）和封隔管柱下封隔器的坐封方式为：打压至15～20Mpa，从井口至井底的方向，自上而下封隔管柱上封隔器（8）、多个封隔管柱下封隔器的坐封力依次减少0.5Mpa～1Mpa。

7.根据权利要求1所述的侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，其特征在于：所述的封隔管柱上封隔器（8）为Y441封隔器，所述的封隔管柱下封隔器为Y341封隔器。

8.一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一，小直径管（9）连接封隔管柱下放到目的储层预定位置，确保封隔管柱上封隔器（8）悬挂于侧钻井开窗处或造斜段以上10～15m的位置上，封隔管柱下封隔器卡住储层需改造段位置，同时避开套管节箍；

步骤二，泵送相应规格的可溶球坐 落在封隔管柱上封隔器（8）处，打压至20Mpa时，封隔管柱上封隔器（8）和封隔管柱下封隔器坐封；

步骤三，待可溶球1～2h溶解后，连续油管（2）拖动压裂管柱下入小直径管（9）内，对准地层需改造位置，依次进行连续油管水力喷砂射孔，连续油管（2）与小直径管（9）的环空进行压裂工艺实施改造；

步骤四，压裂改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管（9）进行排液；

步骤五，排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管（9）悬挂于生产井口装置，用于气井生产。

说明书

侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油田勘探开发井下作业技术领域，具体涉及一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法，适合于气田侧钻或类似小井眼气井储层分段压裂改造和完井生产。

背景技术

[0002] 面对低油价的冲击，对气井开发提出了新的挑战。对于新开发井，小井眼钻井+小1
直径套管完井可以大幅降低钻井、完井成本，而4〞井眼钻井+3/2〞套管完井是目前钻完井成本最低的方式。对于有挖掘潜力的老井，侧钻不但可以节约征地成本，而且侧钻后只需将新
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套管悬挂于原套管尾部，大幅节约套管用料。受到原5/2〞套管尺寸的限制，目前老井侧钻井
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普遍使用4〞钻头钻井，悬挂3/2〞套管完井，所以无论新井小井眼井或者老井侧钻井，研究
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3/2〞套管压裂与完井生产意义重大。

[0003] 目前小井眼井多层系储层较为常见的压裂方式为下入31/2〞套管滑套压裂管柱进1
行分段压裂，压裂完毕后，在该压裂管柱中下入1/2〞～2〞的连续油管，剪断连续油管后通过专用悬挂器使其悬挂在采气井口作为生产管柱。小直径连续油管作为速度管柱进行排水采气生产，是基于井筒两相流和最小衔液流量理论，能降低气井的临界衔液流速，增大井筒中气体流速，从而能提高气井衔液能力，保证气井的平稳生产。但是在实际操作过程中，一方
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面3/2〞套管滑套压裂管柱受到固井胶塞质量的影响，经常遇到无法打开地层的现象，影响气层改造的效果；另一方面，由于连续油管的价格较高，且需要配套专业的作业工具，单井施工费用一般在45万元以上，与低成本开发的理念相违背。专利“一种小直径排水采气管柱”(专利号：CN104632091A)提出了用小直径无缝管代替连续油管，同管径的小直径管成本仅为连续油管成本的40‑50％，但是该小直径管需采取接单根方式下入套管中，入井前首先要进行压井作业，对地层产能影响较大，甚至会造成低产低效气井过早水淹或直接停产的问题。

发明内容

[0004] 为了克服现有改造困难，改造对地层造成伤害且成本大的问题，本发明提供一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法，本发明在压裂改造前，将小直径管下入井筒中，通过连续油管拖动压裂管柱实施改造，改造后起出压裂管柱，将小直径管留在井筒中作为生产管柱，与连续油管作为生产管柱相比可以大幅降低成本；与生产过程中下入小直径管作为生产管柱相比，避免了压井液对储层产能的影响。

[0005] 本发明采用的技术方案为：

[0006] 侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，包括压裂管柱、大套管、悬挂封隔器、小套管、由小直径管、封隔管柱上封隔器、多个封隔管柱下封隔器和导向筛管组成的封隔管柱，所述的悬挂封隔器设在大套管内下部，所述的小套管上端连接在悬挂封隔器上，大套管的内径大于小套管的内径，且小套管包括竖直拐角段和倾斜段，所述的小套管内上部设有封隔管柱上封隔器，所述的小直径管沿着大套管中心轴的方向向下延伸，穿过小套管竖直拐角段并向倾斜段延伸，小直径管下端依次连接的多个封隔管柱下封隔器和导向筛管位于小套管的倾斜段内；所述的压裂管柱位于大套管内的小直径管内。

[0007] 所述的压裂管柱包括连续油管、连接器、液压安全接头、水力喷砂器、底封隔器和导向单流阀，所述的连续油管通过连接器与液压安全接头相连，所述的液压安全接头下端依次与水力喷砂器、底封隔器和导向单流阀连接。

[0008] 所述的多个封隔管柱下封隔器之间通过小直径管短节连接。

[0009] 所述的小直径管管径为11/2〞～2〞，材质为45#碳钢；所述的连续油管管径为[0010] 所述的大套管为51/2〞套管，小套管为31/2〞套管。

[0011] 所述的封隔管柱上封隔器和封隔管柱下封隔器的坐封方式为：打压至15～20Mpa，从井口至井底的方向，自上而下封隔管柱上封隔器、多个封隔管柱下封隔器的坐封力依次减少0.5Mpa～1Mpa。

[0012] 所述的封隔管柱上封隔器为Y441封隔器，所述的封隔管柱下封隔器为Y341封隔器。

[0013] 一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产方法，具体步骤为：

[0014] 步骤一，小直径管连接封隔管柱下放到目的储层预定位置，确保封隔管柱上封隔器悬挂于侧钻井开窗处或造斜段以上10～15m的位置上，封隔管柱下封隔器卡住储层需改造段位置，同时避开套管节箍；

[0015] 步骤二，泵送相应规格的可溶球座落在封隔管柱上封隔器处，打压至20Mpa时，封隔管柱上封隔器和封隔管柱下封隔器坐封；

[0016] 步骤三，待可溶球1～2h溶解后，连续油管拖动压裂管柱下入小直径管内，对准地层需改造位置，依次进行连续油管水力喷砂射孔，连续油管与小直径管的环空进行压裂工艺实施改造；

[0017] 步骤四，压裂改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管进行排液；

[0018] 步骤五，排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管悬挂于生产井口装置，用于气井生产。

[0019] 本发明的有益效果为：

[0020] 第一、本发明下入压裂管柱前，先下入封隔管柱，坐封封隔器后，在压裂过程中，连续油管与小直径管利用压裂管柱的底封隔器封隔，小直径管与套管利用封隔管柱的封隔器封隔，保证压裂液有效注入地层中。

[0021] 第二、本发明在压裂改造前，将小直径管下入套管中，避免了生产过程中压井下小直径管，可以降低储层伤害，延长气井寿命。

[0022] 第三、本发明采取小直径管取代连续油管作为速度管柱下入井筒，达到提高气井携液能力，延长气井生产期的同时，可以大幅降低气井生产成本。

[0023] 第四、11/2〞～2〞小直径管作为生产油管，31/2〞套管作为生产套管的组合，可以大幅降低生产油管和套管成本，可以最大限度的降低气井开发成本。

[0024] 以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

[0025] 图1为本发明结构示意图。

[0026] 图中，附图标记为：1、大套管；2、连续油管；3、连接器；4、液压安全接头；5、水力喷砂器；6、底封隔器；7、导向单流阀；8、小直径管；水力锚；9、封隔管柱上封隔器；10、封隔管柱下封隔器三；11、封隔管柱下封隔器二；12、封隔管柱下封隔器一；13、导向筛管；14、悬挂封隔器；15、小套管。

具体实施方式

[0027] 实施例1：

[0028] 为了克服现有改造困难，改造对地层造成伤害且成本大的问题，本发明提供如图1所示的一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱及方法，本发明在压裂改造前，将小直径管下入井筒中，通过连续油管拖动压裂管柱实施改造，改造后起出压裂管柱，将小直径管留在井筒中作为生产管柱，与连续油管作为生产管柱相比可以大幅降低成本；与生产过程中下入小直径管作为生产管柱相比，避免了压井液对储层产能的影响。

[0029] 侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产管柱，包括压裂管柱、大套管1、悬挂封隔器14、小套管15、由小直径管9、封隔管柱上封隔器8、多个封隔管柱下封隔器和导向筛管13组成的封隔管柱，所述的悬挂封隔器14设在大套管1内下部，所述的小套管15上端连接在悬挂封隔器14上，大套管1的内径大于小套管15的内径，且小套管15包括竖直拐角段和倾斜段，所述的小套管15内上部设有封隔管柱上封隔器8，所述的小直径管9沿着大套管1中心轴的方向向下延伸，穿过小套管15竖直拐角段并向倾斜段延伸，小直径管9下端依次连接的多个封隔管柱下封隔器和导向筛管13位于小套管15的倾斜段内；所述的压裂管柱位于大套管1内的小直径管9内。

[0030] 本发明下入压裂管柱前，先下入封隔管柱，坐封封隔器后，在压裂过程中，连续油管2与小直径管9利用压裂管柱的底封隔器封隔，小直径管2与套管利用封隔管柱的封隔器封隔，保证压裂液有效注入地层中。

[0031] 本发明采取小直径管9取代连续油管作为速度管柱下入井筒，达到提高气井携液能力，延长气井生产期的同时，可以大幅降低气井生产成本。本发明在压裂改造前，将小直径管9下入套管中，避免了生产过程中压井下小直径管9，可以降低储层伤害，延长气井寿命。

[0032] 实施例2：

[0033] 基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的压裂管柱包括连续油管2、连接器3、液压安全接头4、水力喷砂器5、底封隔器6和导向单流阀7，所述的连续油管2通过连接器3与液压安全接头4相连，所述的液压安全接头4下端依次与水力喷砂器5、底封隔器6和导向单流阀7连接。

[0034] 优选的，所述的多个封隔管柱下封隔器之间通过小直径管短节连接。

[0035] 优选的，所述的小直径管9管径为11/2〞～2〞，材质为45#碳钢；优选的，所述的连续油管2管径为

[0036] 本发明中小直径管9长度根据施工气井的深度和产层的深度确定。

[0037] 优选的，所述的大套管1为51/2〞套管，小套管15为31/2〞套管。

[0038] 本发明中11/2〞～2〞小直径管9作为生产油管，31/2〞套管作为生产套管的组合，可以大幅降低生产油管和套管成本，可以最大限度的降低气井开发成本。

[0039] 优选的，所述的封隔管柱上封隔器8和封隔管柱下封隔器的坐封方式为：打压至15～20Mpa，从井口至井底的方向，自上而下封隔管柱上封隔器8、多个封隔管柱下封隔器的坐封力依次减少0.5Mpa～1Mpa。

[0040] 优选的，所述的封隔管柱上封隔器8为Y441封隔器，所述的封隔管柱下封隔器为Y341封隔器。

[0041] 一种侧钻井和小井眼井用小直径管分段压裂生产方法，具体步骤为：

[0042] 步骤一，小直径管9连接封隔管柱下放到目的储层预定位置，确保封隔管柱上封隔器8悬挂于侧钻井开窗处或造斜段以上10～15m的位置上，封隔管柱下封隔器卡住储层需改造段位置，同时避开套管节箍；

[0043] 步骤二，泵送相应规格的可溶球座落在封隔管柱上封隔器8处，打压至20Mpa时，封隔管柱上封隔器8和封隔管柱下封隔器坐封；

[0044] 步骤三，待可溶球1～2h溶解后，连续油管2拖动压裂管柱下入小直径管9内，对准地层需改造位置，依次进行连续油管水力喷砂射孔，连续油管2与小直径管9的环空进行压裂工艺实施改造；

[0045] 步骤四，压裂改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管9进行排液；

[0046] 步骤五，排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管9悬挂于生产井口装置，用于气井生产。

[0047] 本发明中的可溶球为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。本发明在压裂改造前，将小直径管9下入井筒中，通过连续油管2拖动底封压裂钻具实施改造，改造后起出压裂管柱，将小直径管9留在井筒中作为生产管柱，与连续油管2作为生产管柱相比可以大幅降低成本；与生产过程中下入小直径管作为生产管柱相比，避免了压井液对储层产能的影响。

[0048] 实施例3：

[0049] 基于实施例1或2的基础上，本实施例中具体的，苏东A井井深2895.5m，51/2〞套管完1
井,从2810m处4〞钻头开窗侧钻，侧钻至2995m处，利用悬挂封隔器悬挂3/2〞套管从2780m至
2990m处。设计改造2层，改造位置分别为2898.6m、2975.5m。

[0050] 1)2〞小直径管连接本封隔管柱下入套管中，使Y441封隔器置于2800m处，上、下Y341封隔器分别置于2895.6m处和2972.5m处。

[0051] 2)泵送38.1mm的可溶球座落在Y441封隔器处，打压至20Mpa后，上提封隔管柱，悬重无限增大，表明Y441封隔器和Y341封隔器已坐封。

[0052] 3)2h后待可溶球溶解，采取 连续油管拖动底封压裂钻具(压裂管柱)进行连续油管水力喷砂射孔，连续油管与小直径管的环空主压裂工艺对该井实施2层改造。

[0053] 4)改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管进行排液。

[0054] 5)排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管悬挂于生产井口装置，用于气井生产。

[0055] 实施例4：

[0056] 基于实施例1或2的基础上，本实施例中具体的苏B井井深3349m，51/2〞套管完井,从1
3226m处4〞钻头开窗侧钻，侧钻至3498m处，利用悬挂封隔器14悬挂3/2〞套管15从3195m至
3495m处。设计改造3层，改造位置分别为3306.5m、3398.2m、3478m。

[0057] 1) 小直径管9连接本封隔管柱下入31/2〞套管中，使Y441封隔器置于3210m处，封隔管柱封隔器一12(Y341封隔器)置于3475m处，封隔管柱封隔器二11(Y341封隔器)置于3395.2m，封隔管柱封隔器三10(Y341封隔器)置于3303.5m处。

[0058] 2)泵送31.75mm的可溶球座落在Y441封隔器8处，打压至20Mpa后，上提封隔管柱，悬重无限增大，表明Y441封隔器和三个Y341封隔器已坐封。

[0059] 2)2h后待可溶球溶解，采取1〞连续油管2+连接器3+液压安全接头4+水力喷砂器5+底封隔器6+导向单流阀7的压裂管柱进行连续油管水力喷砂射孔，连续油管2与小直径管9的环空主压裂工艺对该井储层实施改造。

[0060] 3)改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管9进行排液。

[0061] 4)排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管9悬挂于生产井口装置，用于气井生产。

[0062] 本发明通过小直径管9连接封隔管柱下放到目的储层预定位置，泵送指定规格可溶性球坐封封隔器，实现对储层改造段的封隔，然后下入压裂管柱进行逐段改造，改造完成后，起出压裂管柱，从小直径管9进行排液，排液完成后，更换压裂井口为生产井口，并将小直径管9悬挂于生产井口装置，用于气井生产。本发明压裂完将封隔器管柱作为生产管柱，可以保证气井平稳生产，提高气井全生命周期排水采气效果，延长气井寿命，并且大幅降低气井开发成本和生产成本。

[0063] 以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。