專利名稱：一種埋砂高能氣體壓裂方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油氣田增產領域，特別涉及油氣水井作業(yè)中一種埋砂高能氣體壓裂方法。
背景技術：
隨著油氣井生產的進行，油流通道堵塞日趨嚴重，滲流阻力不斷增大，從而導致油井產量或注水井注水量不斷下降，只能采用各種增產措施來解決堵塞問題，高能氣體壓裂技術就是油水井高效解堵措施之一。高能氣體壓裂是利用高能藥劑在井底爆燃產生的高能氣體，對堵塞物予以解除，同時也增大己有裂縫的開啟程度，提高了近井地帶的導流能力，達到增產、增注的目的。目前，所有的高能氣體壓裂施工中，無論用電纜輸送起下壓裂裝置還是用油管傳輸起下壓裂裝置，壓裂裝置均處于開放的井液環(huán)境下，壓裂裝置內的高能藥爆燃后，在毫秒級時間內產生高溫、高壓的氣體，這些高能量的氣體除少量作用于目的層外，大部分能量直接沿油套環(huán)空或套內空間上竄而逸失掉，極大地降低了高能氣體壓裂的處理效果。為解決高能氣體壓裂時效低的問題，現(xiàn)今的技術是從高能氣體壓裂裝置、壓裂用高能藥劑本身和向裂縫中注入支撐劑提出了一些解決方案，有一定效果，但實施中存在各種問題，未真正做到將高能氣體的能量有效的利用起來。專利CN200810103910.7公開了一種氣體壓裂施工管柱，高能氣體壓裂管柱上帶有封隔器和緩沖短節(jié)，通過加裝封隔器實現(xiàn)了油套環(huán)空的隔斷，阻止了氣體上竄，此種采用機械封隔器的方法必須用管柱投放施工，相對電纜輸送式程序復雜，材料成本高，且大量劑量高能藥的情況下，極易損壞管柱裝置造成井下事故。專利CN200810103909.4公開了一種高能氣體壓裂方法，提及了利用高能氣體為動力向地層注砂的方法，將壓裂用砂作為支撐劑擠入地層，以延長裂縫閉合時間。這是仿效水力壓裂中支撐劑的作用，氣體持續(xù)時間短，支撐劑注入量遠低于水力壓裂，起到的效果非常有限，并且這種方法無法提高氣體的能量利用效率。專利CN 200920245191.2公開了用于提高復合射孔壓裂效果的動態(tài)封壓裝置，提及了能夠把復合射孔產生的高能氣體封堵在射孔段內，延長有效壓力作用時間，增強對地層壓裂的做功能力。利用一級火藥、引燃二級火藥燃燒的時間差，使所產生的高壓氣體充斥在動態(tài)封壓裝置附近的井筒環(huán)空，即用氣體堵塞氣體。這種現(xiàn)象只是在極短的時間出現(xiàn)，效果值得商榷，且這種動態(tài)封壓的方法并不能改變其產生的氣體能量大量溢出的事實。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是高能氣體壓裂時能量快速逸失的問題，為提高氣體壓裂能量利用效果，提供了一種埋砂高能氣體壓裂方法，將高能氣體短時間內限制在一定空間，使氣體的能量不至于快速流失，提高壓裂效果。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了在壓裂裝置的上部井段充填物料構建覆蓋層，限制高能氣體快速逸出的方法，主要包括:a底部填砂，下高能氣體壓裂裝置；b構建覆蓋層；c引爆壓裂；d替出充填物。上述埋砂高能氣體壓裂方法中a項所述底部填砂，是在作業(yè)準備過程中對目的地層以下區(qū)域進行填砂作業(yè)，底部填砂層的頂部即為目的地層的底部，并且作業(yè)時盡可能降低井內液面高度。上述埋砂高能氣體壓裂方法中b項中構成覆蓋層的充填物具有一定的質量，其密度遠大于井液的密度，在井下以顆粒沉積的形態(tài)存在，并能夠被井液攜帶。所述覆蓋層厚度由高能氣體壓裂裝置的提供能量確定，高能氣體壓裂裝置被埋置于其下部。所述充填物可以是砂、支撐劑等固態(tài)顆粒物，或由水溶、熱熔膠與固態(tài)顆粒物共同構成的塊狀固體，便于通過井口投放或填砂作業(yè)的形式輸送到井下。所述由水溶、熱熔膠與固態(tài)顆粒物共同構成的塊狀固體充填物，體積大小和形狀應為適合作業(yè)井投放的柱狀、球狀、梭狀等，且在井下能短時間內解離成上述固態(tài)顆粒物。上述埋砂高能氣體壓裂方法中c項引爆壓裂，適于使用電信號或壓力信號引爆的方法。上述埋砂高能氣體壓裂方法中，在壓裂后，壓裂裝置的剩余部分可在顆粒物未沉積時快速取出，或者沖替出覆蓋物后取出。本發(fā)明所述一種埋砂高能氣體壓裂方法，與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步:1、置于高能氣體壓裂裝置上部具有一定厚度的覆蓋層，與井液共同組成的動態(tài)阻隔層可以有效阻止氣體能量快速大量逸失。其原理是高能藥劑爆燃后產生的氣體在瞬間將加速到很高的速度，氣體要上沖必須克服堵塞的充填物的慣性阻力及其與井壁之間的粘結力和摩擦阻力，正是由于填塞阻力使氣體的高溫高壓狀態(tài)維持時間相對延長，進而提升了壓裂效果。2、充填物覆蓋層不同于單純的液體覆蓋層，充填材料在一定程度上是可被壓縮的，被壓縮過程就是壓縮波在其中的傳播過程，與單純的液體中傳播相比壓縮波傳播速度和能量大為降低，用于充填物覆蓋層移動的能量隨之減弱，短時間內充填物覆蓋層的整體移動能力下降，不會快速騰挪出大量空間，故而相對于單獨的液體層而言高溫高壓狀態(tài)維持的時間更長。3、由于充填物覆蓋層阻塞作用的存在取代了靜態(tài)封隔器的作用，能夠將更多的氣體能量封閉在井下目的層區(qū)域，簡化了壓裂裝置復雜程度，不存在作業(yè)管柱的損壞，并且賦予了高能氣體壓裂使用更大的裝藥量，達到更加有效的壓裂效果。4、由于填塞的固態(tài)顆粒物會被高能氣體驅動，能夠對井內污物徹底清洗，一定程度起到洗井的作用。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖。圖2為不同形狀的固體充填物示意圖。圖中I底部砂層，2高能氣體壓裂裝置，3目的地層，4充填物覆蓋層，5井液，6塊狀固體充填物。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步描述。
實施例1:本發(fā)明的應用基本方法參照圖1填塞壓裂區(qū)域(目的地層3)的上下層，將高能氣體壓裂裝置2置于充填物覆蓋層4的下部區(qū)域引爆壓裂。上述基本方法可以層疊應用，即在存在較薄的隔層進行作業(yè)時，從下往上依次為，底部砂層1、高能氣體壓裂裝置2、間隔區(qū)充填物覆蓋層4、高能氣體壓裂裝置2、充填物覆蓋層4等層疊布置，通過引爆上層壓裂后，套管加壓逐級傳導壓裂各層。壓裂后，需經沖砂作業(yè)，逐級起出壓裂裝置，完成高能氣體壓裂。實施例2:沿用實施例1的基本方法參見圖1，應用于單層壓裂時，其步驟為:1、在高能氣體壓裂施工前應通過填砂作業(yè)，建立井底砂層I至目的地層3附近，砂面高度調整至距目的層不超過2米，且盡可能降低液面。2、壓裂施工時用電纜加掛單獨磁性定位器探測底層砂面，調節(jié)砂面的高度，提高砂面的高度則可以采用從井口投入上述充填物6，使砂面的高度達到要求。之后，卸除磁性定位器將用于產生高能氣體的壓裂裝置2下至目的地層
3。高能氣體壓裂裝置2應根據(jù)此項工藝的特點進行配置。3、建立充填物覆蓋層4，向井中投放塊狀固體充填物6，并使覆蓋在高能氣體壓裂裝置上的充填物覆蓋層4達到預定高度，注入井液5提高液面，靜置30分鐘以上使塊狀固體充填物6充分解離成顆粒物，形成顆粒物沉積層，將高能氣體壓裂裝置2埋置與其中。4、起爆壓裂。5、視情況起出高能氣體壓裂裝置2，并將所述充填的顆粒物沖替出來。依照同樣的操作程序可以繼續(xù)進行下一層高能氣體壓裂。實施例3:同實施例3基本相同，所不同的是高能氣體壓裂裝置2可以使用大能量的復合射孔裝置代替，此舉雖然減少了工序但作業(yè)風險有所增加。此外，以高能氣體為動力能源改造地層的施工均可采用本發(fā)明闡述的方法。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替代，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種油氣水井埋砂高能氣體壓裂方法，其特征在于:高能氣體壓裂裝置處于充填物覆蓋層埋覆下，其方法一般包括以下步驟: 第一步、填砂建立底部砂層，下高能氣體壓裂裝置； 第二步、充填物構建覆蓋層； 第三步、起爆壓裂； 第四步、起出壓裂裝置，替出充填物； 所述充填物具有一定的質量，其密度遠大于井液的密度，在井下以顆粒沉積的形態(tài)存在，并能被井液攜帶； 所述充填物為砂、支撐劑等固態(tài)顆粒物或由水溶、熱熔膠與顆粒物共同構成的塊狀固體，通過井口投放或填砂作業(yè)的形式輸送到井下； 所述塊狀固體充填物，體積大小形狀應適合作業(yè)井投放，且在井下能短時間內解離成上述固態(tài)顆粒物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種埋砂高能氣體壓裂的方法，主要包括底部填砂、下高能氣體壓裂裝置、構建覆蓋層、引爆壓裂、替出充填物。本發(fā)明以充填物覆蓋層填塞壓裂裝置上部井段，限制高能氣體快速逸出的方法，使井內高能氣體在填塞的充填物的慣性阻力及其與井壁之間的粘結力和摩擦阻力的共同作用下，高溫高壓狀態(tài)維持時間相對延長，更有利提升壓裂效果。此種方法不受設備條件約束，易于實施，能夠封阻更大量的氣體能量，封阻氣體的效果更為可靠，使高能氣體壓裂的適用范圍更廣、壓裂效果更為明顯。
文檔編號E21B43/26GK103104239SQ20131006001
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權日2013年2月26日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:劉玉明