一种水力割缝方法与流程

1.本发明涉及石油天然气储层改造领域，具体涉及一种水力割缝方法。


背景技术：

2.在石油天然气开采过程中，由于储层岩的性质、埋藏深浅及储层渗透率等因素，一般都需要对储层进行改造，以提高储层的渗透率，从而提高油井的产量。在储层改造的相关技术中，通常采用储层酸化技术来提高储层的渗透率。具体是通过注入井，向储层中注入一定量的有机酸或者无机酸等酸类化学剂，酸类化学剂在储层中与碳酸盐反应，溶蚀掉一定量的碳酸盐，从而使得储层的孔隙度增大，孔隙连通性增强，进而可以提高储层的渗透率。
3.现有提高储层渗透率的方法是采用钻具穿层钻孔进行储层改造，以及水力割缝，水力割缝工艺是采用水力射流的原理，切割生产套管开缝，实现井筒与储层的连通，同时进行储层改造，实现渗透性改善。但现有的水力割缝工艺大多只利用高压水流打击、切削作用，会产生大量砂石，如果割缝期间排量不足，会导致砂堆积而造成堵塞，影响工作效果。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水力割缝方法，该水力割缝方法，改变了现有的储层改造方式，使用水力割缝，能够制造提供石油、天然气、地层水进入井筒的槽形孔道，同时孔道周缘地层的压应力转换成拉应力，致使地层发生拉伸破坏、拉剪破坏，产生微裂缝，提高地层的导流能力。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种水力割缝方法，包括以下步骤：
7.s1：将水力割缝工具通过管道延伸至井筒内目标地层；
8.s2：通过地面泵体泵入工作液，工作液经过水力割缝工具后，形成高速射流，对目标地层进行径向切割成缝槽状孔道，为地层流体进入井筒提供通道；地层流体包括油、气和其他碳氢化合物流体；
9.所述工作液包括水、磨料及添加剂；
10.s3：水力割缝后，提出水力割缝工具，清洗井筒。
11.作为优选，工作液形成一个环形高速射流，该环形高速射流形成一切割面。
12.作为优选，射流速度为90～132m/s。
13.作为优选，所述工作液按照体积比包括水91％-97％、磨料1.63％～8.0％及添加剂1％～5％；优选的，所述工作液按照体积比包括水91％-97％、磨料 2％～4％及添加剂1％～5％。
14.作为优选，所述磨料为固体颗粒，包括石英砂、石榴石、玻璃、塑料中一种及两种以上的组合。
15.作为优选，所述添加剂为密度低于水的有机物，包括汽油、煤油、柴油、酒精、丙酮、氨、甲醇、机油、植物油及植物胶中一种及两种以上的组合。添加剂可以加强水利割缝的穿
透力，并对于割缝孔进行清洁和排液时井筒的清洗，避免砂堆积而造成管道堵塞。
16.作为优选，水力割缝工具包括连接系统、移动系统及喷砂系统，喷砂系统包括喷嘴，喷嘴尺寸与磨料粒径匹配。喷砂系统还包括至少一个喷射器，多个喷射器通过管道连接且每一组喷射器端部连接一喷嘴，分别对准设定的多个目标层。工作液经过喷射器后形成穿透套管、水泥环及地层岩石的高速射流。
17.喷嘴直径为3mm时，磨料颗粒粒径为《0.64mm，所述磨料用量在工作液中占体积比为1.63％～5.63％；
18.喷嘴直径为3.5mm时，磨料颗粒粒径为0.64-1.25mm所述磨料用量在工作液中占体积比为2.34％～6.34％；
19.喷嘴直径为4mm时，磨料颗粒粒径为1.25-2.5mm，所述磨料用量在工作液中占体积比为3.3％～7.3％；
20.喷嘴直径为6mm时，磨料颗粒粒径为＞2.5mm，所述磨料用量在工作液中占体积比为4.0％～8.0％。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明的水力割缝方法，改变了现有的储层改造方式，使用水力割缝，能够制造提供石油、天然气、地层水进入井筒的槽形孔道，同时孔道周缘地层的压应力转换成拉应力，致使地层发生拉伸破坏、拉剪破坏，产生微裂缝，提高地层的导流能力。
附图说明
23.图1为本实施方式中水力割缝方法中水力割缝工具的结构示意图。
24.附图中：1-连接系统、2-移动系统、3-喷砂系统、31-喷嘴、32-喷射器。
具体实施方式
25.为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
26.一种水力割缝方法，包括以下步骤：
27.s1：将水力割缝工具通过管道延伸至井筒内目标地层；
28.s2：通过地面泵体泵入工作液，工作液经过水力割缝工具后，工作液形成一个环形高速射流，该环形高速射流形成一切割面，对目标地层进行径向切割成缝槽状孔道，为地层流体进入井筒提供通道；地层流体包括油、气和其他碳氢化合物流体。
29.所述工作液包括水、磨料及添加剂；
30.s3：水力割缝后，提出水力割缝工具，清洗井筒。
31.水力割缝工具包括连接系统1、移动系统2及喷砂系统3，连接系统1 包括用来连接钢制管柱及下部的水力割缝工具的连接器、与连接器连接的马达头及扶正器，马达头集成了液压脱手装置及双瓣单流阀装置，液压脱手装置在遇到紧急情况时通过投球打压，脱开下部工具与连接器的连接，双瓣单流阀装置是防止井筒内的流体进入工具内，确保水力割缝施工时的井控安全；马达头下部螺纹连接扶正器，扶正器能保证水力割缝工具管柱在井筒内居于中线上，确保水力割缝工具工作时对井壁四周的喷射均匀受力；
32.移动系统2包括液压移动总成，液压移动总成利用液压及弹簧的作用，实现水力割
缝工具在井内的自动移动及复位，工作液通过液压移动总成时，在工作液压力的作用下，产生的节流压差会推动工具内的上活塞移动，挤压液压油通过溢流阀，缓慢推动与中心管连同螺纹连接的下活塞移动，带动下部接头同步移动，当水力割缝施工结束，液压移动总成下腔内的液压油通过旁通阀快速泄压，并在中心管外弹簧的作用下迅速复位，实现水力割缝的重复施工；
33.喷砂系统3包括喷嘴31，喷嘴31尺寸与磨料粒径匹配。喷砂系统3还包括至少一个喷射器32，多个喷射器32通过管道连接且每一组喷射器32 端部连接一喷嘴31，分别对准设定的多个目标层。工作液经过喷射器32后形成穿透套管、水泥环及地层岩石的高速射流。
34.实施例1：工作液体积比包括水97％、石榴石2％及柴油1％；喷嘴直径为3mm，石榴石粒径《0.64mm，射流速度为90～100m/s；对地层进行切割、产生空化、冲洗割缝后形成的缝槽孔道，以及清洗井筒，水力割缝实施之后，地层的导流能力增加了1.2倍。
35.实施例2：工作液体积比包括水95％、石英砂1％、石榴石2.5％、柴油1％及汽油0.5％；喷嘴直径为3.5mm，石榴石和石英砂粒径为640μm～1250μm。射流速度为98～122m/s；对地层进行切割、产生空化、冲洗割缝后形成的缝槽孔道，以及清洗井筒，水力割缝实施之后，地层的导流能力增加了1.4倍。
36.实施例3：工作液体积比包括水94％、石英砂2％、玻璃2％、柴油1％、机油0.5％及汽油0.5％；喷嘴直径为4mm，石英砂和玻璃粒径为1250-2500μm，射流速度为105～125m/s；对地层进行切割、产生空化、冲洗割缝后形成的缝槽孔道，以及清洗井筒，水力割缝实施之后，地层的导流能力增加了1.5倍。
37.实施例4：工作液体积比包括水91％、石英砂1.5％、石榴石2％、玻璃 2.5％、塑料0.5％、柴油1％、煤油0.5％、酒精0.3％、丙酮0.3％及汽油0.4％；喷嘴直径为4mm，石英砂、石榴石、玻璃和塑料粒粒径为＞2.5mm，射流速度为110～132m/s；对地层进行切割、产生空化、冲洗割缝后形成的缝槽孔道，以及清洗井筒，水力割缝实施之后，地层的导流能力增加了1.5倍。
38.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。