本發明涉及石油開采,具體為一種用于提高裂縫泄油面積的設備及方法。
背景技術:
1、裂縫泄油是一種通過利用地下裂縫來提高石油開采效率的方法。這種方法主要應用于低滲裂縫性油氣藏的開采,通過特定的技術手段,如壓裂技術,來增加或改善地下巖石的裂縫,從而使得石油更容易被抽取出來。壓裂技術通過向地下巖石施加高壓液體,迫使巖石裂開,然后注入支撐劑(如沙粒)來保持裂縫開啟,以便石油可以更容易地流入生產井中。這種技術對于提高低滲裂縫性油氣藏的開采效率具有重要意義,因為它能夠顯著增加石油的產量。
2、目前主要采用水力壓裂的方式進行裂縫泄油,水力壓裂前需要對套管進行射孔處理,采用專門的射孔工具射穿油氣層部位的套管、水泥環并深入油氣層,形成井筒與油氣層的連通孔道,使得利用地面高壓泵,通過井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液,當注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時,則在井底油層上形成很高的壓力,當這種壓力超過井底附近油層巖石的破裂壓力時,油層將被壓開并產生裂縫,傳統的水力壓裂過程中,需要將套管射孔設備輸送到井下進行射孔處理,射孔完成后套管射孔設備再輸送到井上,然后更換水力壓裂設備,再將水力壓裂輸送到井下進行注入壓裂液,對巖石進行壓裂處理,壓裂過程中需要不斷的跟換設備,由于石油井的深度較深,使得設備在井內更換運輸所需的時間較長,導致巖石壓裂過程會耗費大量的時間以及成本,從而影響石油開采的效率,不利于提高裂縫泄油面積。
技術實現思路
1、本發明提供了一種用于提高裂縫泄油面積的設備及方法,具備設備同時兼備注水加壓和射孔兩種功能,在對巖石壓裂的過程中無需在套管內與井口之間來回移動,頻繁更換使用的設備,可大大節省時間以及成本,提高石油開采的效率,有利于裂縫泄油面積的提高的有益效果,解決了上述背景技術中所提到傳統的水力壓裂過程中,需要將套管射孔設備輸送到井下進行射孔處理,射孔完成后套管射孔設備再輸送到井上,然后更換水力壓裂設備,再將水力壓裂輸送到井下進行注入壓裂液,對巖石進行壓裂處理,壓裂過程中需要不斷的跟換設備,由于石油井的深度較深,使得設備在井內更換運輸所需的時間較長,導致巖石壓裂過程會耗費大量的時間以及成本,從而影響石油開采的效率,不利于提高裂縫泄油面積的問題。
2、本發明提供如下技術方案:一種用于提高裂縫泄油面積的設備,包括第一注水管,所述第一注水管的下端連接有封隔器,所述封隔器的下方固定有注水筒,所述注水筒內設置有第二注水管,所述注水筒上固定有若干個圓周等距分布的注水噴頭,所述注水噴頭與所述第二注水管相連通,所述注水筒的底部設置有活動空腔,所述活動空腔內設置有推桿組件,且所述活動空腔與所述第二注水管相連通,所注水筒的下方固定有連接器;
3、所述連接器的下方卡合有一次性射孔器,所述一次性射孔器的表面上安裝有若干個等距分布的射孔彈,所述射孔彈的一端設置有底火,所述一次性射孔器內固定有若干個等距分布的隔板,且所述隔板上滑動連接有導向桿,所述推桿組件的下端與所述導向桿的上端相抵觸,所述導向桿的一端與所述隔板之間固定有第一彈簧,所述隔板上滑動連接有撞針,所述撞針的底部固定有第一抵觸楔塊,所述第一抵觸楔塊通過第二彈簧與所述隔板彈性連接,所述導向桿上設置有若干個與所述第一抵觸楔塊相抵觸的伸縮組件。
4、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述推桿組件包括推桿,所述推桿的下端貫穿所述連接器與所述導向桿相抵觸,所述推桿的上端固定有第一活塞片,所述第一活塞片滑動連接在所述活動空腔內,所述第一活塞片通過第三彈簧與所述注水筒彈性連接。
5、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述伸縮組件包括空心塊,所述空心塊固定在所述導向桿的圓周表面上,且所述空心塊內滑動連接有第二抵觸楔塊,所述第二抵觸楔塊的一端與所述第一抵觸楔塊相抵觸,所述第二抵觸楔塊與所述空心塊之間連接有第四彈簧。
6、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述一次性射孔器的上端固定有插裝塊,所述連接器內固定有連接座,所述連接座上滑動連接有插裝桿,所述插裝桿與所述連接座之間連接有第六彈簧,所述插裝桿的一端插裝在所述插裝塊上。
7、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述連接器內分別設置有第三抵觸楔塊和抵觸塊,所述第三抵觸楔塊固定在所述插裝桿的端部上,且所述第三抵觸楔塊與所述抵觸塊相抵觸,所述連接器的表面上滑動連接有環形片,且所述連接器與所述環形片之間連接有第五彈簧,所述連接器上開設有滑槽,所述環形片上固定有條形塊,所述條形塊滑動連接在所述滑槽內,所述抵觸塊與所述條形塊固定連接。
8、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述注水筒上套裝有噴頭罩,所述噴頭罩上開設有若干個等距分布的噴孔,所述條形塊上固定有第一抵觸桿,所述第一抵觸桿的上端與所述噴頭罩相抵觸。
9、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述環形片上設置有限位楔塊,所述限位楔塊滑動連接在所述連接器的側壁上,所述限位楔塊的一側固定有連接片,所述連接片通過第七彈簧與所述連接器彈性連接。
10、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述封隔器的外側設置有膠皮筒,所述第一注水管的一端連接有封堵組件,所述封堵組件的一端與所述膠皮筒相連通,所述封堵組件包括直通閥體,所述直通閥體的兩端分別與所述膠皮筒以及所述第一注水管相連接,所述直通閥體上轉動連接有第一閥瓣,所述第一閥瓣上轉動連接有閥桿,所述閥桿上固定有第二閥瓣,所述直通閥體上固定有矩形框,所述第一閥瓣的外側固定有第一軸桿,所述閥桿的外側固定有第二軸桿,所述矩形框上滑動連接有活動支架,所述第一軸桿與所述第二軸桿均卡合在所述活動支架上,所述活動支架通過第八彈簧與所述矩形框彈性連接,所述活動支架的一端固定有第三抵觸楔塊,所述噴頭罩的上端固定有第二抵觸桿。
11、作為本發明所述用于提高裂縫泄油面積的設備及方法的一種可選方案,其中:所述第二注水管內固定有通水環,所述通水環內設置有錐形堵頭,所述錐形堵頭通過第九彈簧與所述通水環彈性連接。
12、一種提高裂縫泄油面積的方法,包括以下具體步驟:
13、步驟一、施工前準備:在進行油管壓裂施工前,首先進行詳細的勘測和評估工作,評估工作包括沉積物分析、地質構造分析、巖心采樣,以了解地層情況,確定壓裂方案;
14、步驟二、管道射孔處理:方案確定完成后,將提高裂縫泄油面積的設備與繩索固定后放到套管中,并下放到井下施工層,把設備的一次性射孔器調整到施工層中,通過控制注入清水的壓力,使得清水順著第一注水管與第二注水管流入到活動空腔內,促使推桿組件受到水壓的影響在連接器內向下滑動,推桿組件的下端與一次性射孔器內的導向桿發生抵觸,促使導向桿帶動若干個伸縮組件同步向下移動,若干個伸縮組件移動過程后中撞針底部的第一抵觸楔塊進行抵觸,帶動第一抵觸楔塊同步向下移動,促使第二彈簧進行蓄力,蓄力停止時伸縮組件與第一抵觸楔塊解除抵觸,促使撞針受到第二彈簧的彈力影響快速對射孔彈的底火進行撞擊,促使射孔彈發生爆炸在套管與油氣層之間形成壓裂孔道;
15、步驟三、一次性射孔器的脫離:射孔彈產生的沖擊波推動環形片以及條形塊同步在連接器上滑動,使得抵觸塊解除對第三抵觸楔塊的抵觸,插裝桿在第六彈簧的配合下從插裝塊內脫離解除對一次性射孔器的限位,使得一次性射孔器從連接器上脫離,脫離后通過下放繩索將注水筒的位置調整到套管的射孔處,環形片上固定的第一抵觸桿向上移動過程中推動噴頭罩在注水筒上滑動,使得噴孔與注水噴頭相互對準,方便注水噴頭對準壓裂孔道;
16、步驟四、封隔器的封堵處理:固定在噴頭罩上端的第二抵觸桿隨著噴頭罩同步向上移動時,與封堵組件發生抵觸,可促使閥門開啟,使得第一注水管的水流入到膠皮筒,膠皮筒內部受到水壓的影響發生膨脹體積變大,從而對套管進行封堵;
17、步驟五、射孔注水提高裂縫泄油面積:在膠皮筒內的水壓保持穩定后,水通過第二注水管向若干個注水噴頭進行輸送,注水噴頭將高壓水向射孔內進行噴射,利用油藏巖石自身的微缺陷,通過注入的清水打破應力平衡,引導巖石的剪切破壞實現對油藏擴容改造,根據現場實時分析,精確調整注入的水壓,使微裂縫逐步向井周地層延伸以及孔隙度增加,提高油藏改造體積,增加油藏接觸面積。
18、本發明具備以下有益效果:
19、1、該用于提高裂縫泄油面積的設備中,通過設置的連接器方便將一次性射孔器與注水筒進行連接,使得注水筒可與一次性射孔器同步下放到套管內的施工層中工作,通過注水筒上套裝的噴頭罩能夠對注水筒上安裝的注水噴頭進行防護,在下放到套管時可避免注水噴頭受到雜物堵塞,其次可暫時對注水噴頭進行封堵保持水壓,第一注水管進行注水加壓時,使得清水可順著第二注水管流入到活動空腔內,促使活動空腔內推桿組件受到水壓的影響向下滑動,與一次性射孔器內的導向桿發生抵觸,導向桿受到抵觸力度的影響可帶動若干個伸縮組件同步向下移動,并與撞針底部的第一抵觸楔塊進行抵觸,帶動第一抵觸楔塊同步向下移動,促使第一彈簧進行蓄力,蓄力停止時伸縮組件與第一抵觸楔塊解除抵觸,促使撞針受到第一彈簧的彈力影響快速對射孔彈的底火進行撞擊,促使若干個射孔彈發生爆炸在套管與油氣層之間形成壓裂孔道,設備同時兼備注水加壓和射孔兩種功能,在對巖石壓裂的過程中無需在套管內與井口之間來回移動,頻繁更換使用的設備,可大大節省時間以及成本,提高石油開采的效率,有利于裂縫泄油面積的提高。
20、2、該用于提高裂縫泄油面積的設備中,若干個射孔彈在爆炸過程中產生的沖擊波可作用在環形片上,促使環形片以及條形塊、第一抵觸桿以及抵觸塊同步向上移動,可使得抵觸塊解除對第三抵觸楔塊的抵觸,插裝桿在第六彈簧的配合下從插裝塊內脫離解除對一次性射孔器的限位,方便一次性射孔器從連接器上脫離不再與注水筒進行連接,使得注水筒在工作時可減少阻礙,在第一抵觸桿向上移動時,可與噴頭罩進行抵觸,從而推動噴頭罩在注水筒上滑動,使得噴頭罩的噴孔與注水噴頭對準,解除對注水噴頭的封堵,使得注水噴頭能夠噴出高壓水流進行油藏擴容改造處理,通過連接器上設置的限位楔塊與連接片以及第七彈簧的配合方便在環形片位置移動后進行限位,從而提高第一抵觸桿位置的穩固性,避免噴頭罩位置發生移動,使得注水噴頭可持續進行工作,方便注水噴頭將高壓水向射孔內進行噴射,利用油藏巖石自身的微缺陷,通過注入的水打破應力平衡,引導巖石的剪切破壞實現對油藏擴容改造,使微裂縫逐步向井周地層延伸以及孔隙度增加,提高油藏改造體積,增加油藏接觸面積。
21、3、該用于提高裂縫泄油面積的設備中,通過下放繩索將注水筒的位置調整到套管的射孔處,采用封隔器對套管進行封堵,可在注水的過程中提高壓裂效果,還可促使注水噴頭保持始終對準壓裂孔道的狀態,當第二抵觸桿隨著噴頭罩同步向上移動時,移動的第二抵觸桿可與封堵組件發生抵觸,促使閥門開啟,使得第一注水管的清水流入到膠皮筒,使其發生膨脹體積變大,對套管進行封堵,避免注水過程中套管上方漏水降低水壓,可提高對巖石壓裂的效果,提高石油的開采效率。