專利名稱：一種頁巖氣橋塞分段完井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非常規(guī)油氣藏完井工程領(lǐng)域，具體涉及一種頁巖氣橋塞分段完井方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟快速發(fā)展和對油氣需求的攀升，頁巖氣作為一種非常規(guī)油氣資源被不斷發(fā)現(xiàn)和探明，其經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義也越來越受到了各國的高度重視。目前，全球頁巖氣總量為456 X 1012m3,中國泥頁巖十分豐富，儲量約456 X 1012m3,頁巖氣作為中國油氣資源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，其鉆探開發(fā)已經(jīng)逐步啟動，研究其配套的工藝技術(shù)將有著非常 重要的意義。由于頁巖氣儲層物性差且低孔低滲，研究表明通過橋塞有效劃分單元壓裂，既能夠控制裂縫起始點，又能夠溝通天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，是追求單井產(chǎn)能最大化最有效的完井方法。為此，國內(nèi)外均投入力量開展了頁巖氣完井方法的研究。檢索國內(nèi)外相關(guān)文獻和專利，現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀如下
在國外，北美是頁巖氣開發(fā)最早、規(guī)模最大、技術(shù)最先進的地方，近20年的礦場實踐表明85%的頁巖氣開發(fā)井均采用了水平井泵送橋塞多級分段完井方法。其簡要工藝是第一段TCP射孔，套管壓裂；第二段，泵送橋塞，坐封和射孔一趟電纜完成，之后多級點火射孔，套管壓裂；依次類推，最后通過連續(xù)油管快速鉆除多段橋塞，完井投產(chǎn)?？傮w技術(shù)水準已經(jīng)達到可進行10-12段分段完井，抗壓差5000psi-15000psi。文獻《頁巖氣藏開發(fā)的專項技術(shù)》中介紹了德克薩斯州中北部Fort Worth盆地的密西西比系(密西西比亞系是原北美古生界的一個系，位于泥盆系之上，賓夕法尼亞亞系之下，延續(xù)時間為距今345 320百萬年，大致相當(dāng)于歐洲的下石炭統(tǒng)。)的Barnett和俄克拉荷馬州頁巖水平井完井，有如下三種類型
(I)用組合塞下套管、固井、多階段分離壓裂段；該方法復(fù)雜，分段數(shù)有限(只有2-6段)。(2)各個階段對射孔產(chǎn)層使用撓性油管或扣連接的油管供水或噴砂；該工藝復(fù)雜、工期長、成本高。(3)機械井下鉆具組合(BHA)型完井封隔器下入到水平頁巖井中來固井和射孔。該管柱方案不能多級鉆除。文獻《水平井分段壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀及展望》中提到的水平井分段壓裂采用的機械封隔、多段封隔方法，相對縮小了壓裂通道；但是多級封隔器是無法鉆除的。文獻《角64 - H2井橋塞分段壓裂技術(shù)》中介紹了該技術(shù)可實現(xiàn)“分次射孔，井筒內(nèi)橋塞機械轉(zhuǎn)向，固相縱向限縫高，光套管低摩阻泵注，前置酸預(yù)處理”。但該技術(shù)不能實現(xiàn)坐封、射孔和壓裂聯(lián)作；同時，該技術(shù)不是用于頁巖氣藏完井上的。可以看出，隨著我國頁巖氣勘探開發(fā)的起步，水平井將以其獨特的優(yōu)勢成為頁巖氣鉆完井的一種主導(dǎo)方式，但國內(nèi)對于水平井分段完井的研究還處于起步階段，尤其是采用橋塞進行頁巖氣水平井多段完井還是空白。目前，由于國內(nèi)頁巖氣處于勘探階段，暫無水平井投入開發(fā)，國內(nèi)既沒有這種完井方法也沒有能滿足分段完井的完全可鉆除式工具?，F(xiàn)有技術(shù)需采用油管下入常規(guī)工具分步實現(xiàn)射孔、封隔和壓裂，這樣既延長了施工周期，又限制了后期壓裂投產(chǎn)的通道，同時無法實現(xiàn)多級分段完井。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種頁巖氣橋塞分段完井方法，用于滿足致密性氣藏水平井射孔和壓裂聯(lián)作的多級分段完井的要求，為我國頁巖氣以及相類似的非常規(guī)油氣藏的高效開發(fā)奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種頁巖氣橋塞分段完井方法，所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍3、E-坐封工具4和橋塞送至氣井中的第一 個目的層段，進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對下一個目的層段進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過多級重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過連續(xù)油管7下入鉆銑工具8鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞5。所述方法包括以下步驟
(I)分段完井。(2)多級鉆塞。其中，步驟(I)包括以下步驟
(II)通過傳輸電纜2將射孔槍3下入氣井套管I之中的第一個目的層段處，進行第一段射孔。(12)起出射孔槍3，在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進行第一段壓裂。(13)通過傳輸電纜2依次下入可鉆除式橋塞5、E_坐封工具4及射孔槍3，水平段開泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3泵送至第一個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置。(14)點火坐封可鉆除式橋塞5，上提射孔槍3和E-坐封工具4至第二個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進行第二段射孔。(15)起出射孔槍3及E-坐封工具4，投球至可鉆除式橋塞5的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進行第二段壓裂。(16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個目的層段的施工。步驟(2)包括以下步驟
(21)通過連續(xù)油管7下入鉆銑工具8。(22)邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管7，同時從連續(xù)油管7內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞5，并由洗井液循環(huán)將鉆屑6帶出井口，進而溝通產(chǎn)層，完井投廣。在所述步驟(13)中，可鉆除式橋塞5與E-坐封工具4是通過插接、銷釘連接的，E-坐封工具4與射孔槍3是通過螺紋連接的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(I)滿足了頁巖氣開發(fā)井套管射孔完井的要求，為后期施工提供了堅固的井壁以及溝通產(chǎn)層的通道。
(2)滿足了頁巖氣水平開發(fā)井多級分段的完井要求，可以實現(xiàn)下橋塞封隔、射孔和壓裂工藝聯(lián)作，簡化了完井工序，節(jié)約了施工時間。(3)滿足了頁巖氣壓裂完井大排量、高砂比、高造縫壓力等工藝參數(shù)的要求，為提聞改造效果提供了條件。(4)可鉆除式橋塞的使用，在滿足了多級分段射孔壓裂之后，在水平段中可以一次性鉆除多級橋塞，有效縮短了完井周期。(5)頁巖氣采用橋塞完井方法可以滿足生產(chǎn)后期重復(fù)壓裂完井的需求。(6)本發(fā)明中的完井管柱可耐工作壓差為30_100Mpa，本發(fā)明的完井方法可分段3-15段，其分段工藝成功率為90%，使用本發(fā)明方法完井的氣井生產(chǎn)壽命達到了 10-15年。



圖2是本發(fā)明頁巖氣橋塞分段完井方法中步驟I的示意圖，圖2-1至2-6分別對應(yīng)分段完井步驟中的I至6步驟。圖3是本發(fā)明頁巖氣橋塞分段完井方法中步驟2的示意圖，圖3-1和3-2分別對應(yīng)多級鉆塞步驟中的I和2步驟，圖3-3是完井后的氣井結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為氣井套管，2為傳輸電纜，3為射孔槍，4為E-坐封工具，5為可鉆除式橋塞，6為鉆屑，7為連續(xù)油管，8為鉆銑工具，9為多級橋塞。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述
一，完井管柱結(jié)構(gòu)
如圖I所示，本發(fā)明使用頁巖氣橋塞完井管柱從下到上主要包括可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4和射孔槍3，其中，可鉆除式橋塞5與E-坐封工具4通過插接、銷釘連接，射孔槍3與E-坐封工具4通過螺紋連接。E-坐封工具是坐塞的一種工具，其作用是提供橋塞坐封的機械動力，E表不通過電纜傳輸和電點火啟動。所述完井管柱通過傳輸電纜2下入頁巖氣的氣井套管I中，其具體位置根據(jù)氣井完井施工設(shè)計而定。二，一種頁巖氣橋塞分段完井方法
所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍3、E-坐封工具4和橋塞送至氣井中的第一個目的層段，進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對下一個目的層段進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過多級重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過連續(xù)油管7下入鉆銑工具8鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞5。所述方法包括以下步驟
(I)分段完井。(2)多級鉆塞。其中，如圖2所示，步驟(I)包括以下步驟
(II)如圖2-1所示，通過傳輸電纜2將射孔槍3下入氣井套管I之中的第一個目的層段處，進行第一段射孔。(12)如圖2-2所示，起出射孔槍3，在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進行第一段壓裂。
(13)如圖2-3所示，通過傳輸電纜2依次下入可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3，水平段開泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3泵送至第一個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置。(14)如圖2-4所示，點火坐封可鉆除式橋塞5，上提射孔槍3和E-坐封工具4至第二個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進行第二段射孔。(15)如圖2-5所示，起出射孔槍3及E-坐封工具4，投球至可鉆除式橋塞5的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管I內(nèi)泵入壓裂液進行第二段壓裂。(16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個目的層段的施工，最后的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。步驟(I)中完成了射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，也就是說射孔、壓裂和坐封三種不同而又復(fù)雜的工藝，只通過一趟電纜的下入和起出，在一個時段內(nèi)連續(xù)依次實施，通稱為“聯(lián) 作”。如圖3所示，步驟(2)包括以下步驟
(21)如圖3-1所示，通過連續(xù)油管7下入鉆銑工具8。(22)如圖3-2所示，邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管7，同時從連續(xù)油管7內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞5 (各段的可鉆除式橋塞5被推壓到一起后構(gòu)成了圖3-2中多級橋塞9)，并由洗井液循環(huán)將鉆屑6帶出井口，進而溝通產(chǎn)層，完井投產(chǎn)。完井后的氣井結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。本發(fā)明的辦法每段可以通過電纜一次下入橋塞及射孔槍，既可射孔又可實現(xiàn)封隔，同時可以滿足最大通道(套管內(nèi)徑)壓裂投產(chǎn)，無需油管多次周轉(zhuǎn)使用，各工藝措施無需分步實現(xiàn)，能夠銜接緊湊的實現(xiàn)射孔、封隔、壓裂聯(lián)作；本方法在于采用了一種新型的完全易鉆除的橋塞，在射孔壓裂之后通過連續(xù)油管下入一種鉆銑工具就能夠快速鉆除多級橋塞，打通油氣通道，來實現(xiàn)頁巖等低滲油氣藏的高效開發(fā)。上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求
1.一種頁巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于所述方法首先使用電纜傳輸及液力推送的方式將射孔槍(3)、E-坐封工具(4)和橋塞送至氣井中的第一個目的層段，進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對下一個目的層段進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過多級重復(fù)后完成各目的層段的施工；最后通過連續(xù)油管(7)下入鉆銑工具(8)鉆除各段內(nèi)的橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)；所述橋塞采用可鉆除式橋塞(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頁巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 (1)分段完井 (2)多級鉆塞 其中，步驟(I)包括以下步驟 (11)通過傳輸電纜(2)將射孔槍(3)下入氣井套管(I)之中的第一個目的層段處，進行第一段射孔； (12)起出射孔槍(3)，在氣井套管(I)內(nèi)泵入壓裂液進行第一段壓裂； (13)通過傳輸電纜(2)依次下入可鉆除式橋塞5、E-坐封工具4及射孔槍3，水平段開泵循環(huán)，將可鉆除式橋塞(5 )、E-坐封工具(4)及射孔槍(3 )泵送至第一個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置； (14)點火坐封可鉆除式橋塞(5)，上提射孔槍(3)和E-坐封工具(4)至第二個目的層段內(nèi)的預(yù)定位置，進行第二段射孔； (15)起出射孔槍(3)及E-坐封工具(4)，投球至可鉆除式橋塞(5)的球座處封隔已壓裂段，然后在氣井套管(I)內(nèi)泵入壓裂液進行第二段壓裂； (16)根據(jù)完井分段數(shù)的要求，重復(fù)步驟(13)至步驟(15)，直至完成各個目的層段的施工； 步驟(2)包括以下步驟 (21)通過連續(xù)油管(7)下入鉆銑工具(8)； (22)邊加壓邊旋轉(zhuǎn)連續(xù)油管(7)，同時從連續(xù)油管(7)內(nèi)泵入洗井液，從上到下依次鉆除各個目的層段內(nèi)的可鉆除式橋塞(5 )，并由洗井液循環(huán)將鉆屑(6 )帶出井口，進而溝通產(chǎn)層，完井投廣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁巖氣橋塞分段完井方法，其特征在于在所述步驟(13)中，可鉆除式橋塞(5)與E-坐封工具(4)是通過插接、銷釘連接的，E-坐封工具(4)與射孔槍(3)是通過螺紋連接的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種頁巖氣橋塞分段完井方法，屬于非常規(guī)油氣藏完井工程領(lǐng)域。本發(fā)明的方法首先使用液力泵將射孔槍和可鉆除式橋塞通過傳輸電纜送至氣井中的目的層段，進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作；然后對下一個目的層段進行射孔、壓裂和坐封聯(lián)作，經(jīng)過多級重復(fù)后實現(xiàn)各目的層段的完井；最后通過連續(xù)油管下入鉆銑工具鉆除多級橋塞，建立產(chǎn)層通道，完井投產(chǎn)。本發(fā)明滿足了頁巖氣開發(fā)井套管射孔完井的要求，為后期施工提供了堅固的井壁以及溝通產(chǎn)層的通道；滿足了頁巖氣水平開發(fā)井多級分段的完井要求，可以實現(xiàn)下橋塞封隔、射孔和壓裂工藝聯(lián)作，簡化了完井工序，節(jié)約了施工時間；可鉆除式橋塞在水平段中可以一次性鉆除多級橋塞，有效縮短了完井周期。
文檔編號E21B43/26GK102777155SQ201110123848
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者丁士東, 何祖清, 吳俊霞, 姜向東, 安生, 張強, 趙旭, 郭朝輝, 馬開華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院