用于水力壓裂的油氣井定面射孔壓裂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于油氣井水力壓裂的定面射孔 壓裂裝置，該裝置屬于一種由特殊布彈方式和在射孔器內(nèi)特定位置加裝火藥單元所形成的 多組定面射孔壓裂裝置，可用于油氣井分段射孔壓裂。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著水平井鉆、完井技術(shù)的迅速發(fā)展，水平井用于低孔、低滲致密油氣藏及非常規(guī) 油氣藏的開(kāi)發(fā)已經(jīng)非常普遍，分段壓裂改造完井工藝已經(jīng)成為目前開(kāi)發(fā)此類(lèi)難動(dòng)用油氣藏 的最有效的方法。對(duì)于水平井套管井，國(guó)際上普遍采用電纜栗送射孔+可鉆橋塞進(jìn)行分段 射孔，并依次進(jìn)行分段壓裂，分段壓裂完成后再將可鉆橋塞逐一鉆磨掉，最終形成全通的井 筒，經(jīng)反排后進(jìn)入生產(chǎn)階段。在此項(xiàng)工藝中，射孔的目的已經(jīng)不單是射開(kāi)套管和地層，簡(jiǎn)單 建立起地層與井筒間的油流通道，而是要配合水力壓裂建立更為理想的壓裂通道。而在目 前的水平井分段壓裂中，通常采用電纜栗送常規(guī)射孔技術(shù)進(jìn)行分段射孔，然后再進(jìn)行水力 壓裂，但常規(guī)射孔對(duì)水力壓裂來(lái)講存在以下幾點(diǎn)不足：
[0003] (1)常規(guī)射孔采用螺旋布孔方式，壓裂時(shí)，裂縫只能順著地層天然主應(yīng)力方向擴(kuò) 展，裂縫走向無(wú)法控制；
[0004] (2)螺旋布孔方式在套管上形成的孔眼，只有少數(shù)孔眼基本能夠?qū)?yīng)地層主應(yīng)力 方向，其它孔眼屬無(wú)效孔眼，壓裂費(fèi)力；
[0005] (3)常規(guī)射孔一般采用普通的深穿透彈，孔眼小，摩阻大，實(shí)施大排量時(shí)需要更高 的栗壓，對(duì)于高破裂壓力的地層往往很難壓開(kāi)。
[0006] (4)常規(guī)射孔及螺旋布孔方式不能有效降低地層破裂壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的是提供一種用于水力壓裂的油氣井定面射孔壓裂裝置，該射孔壓裂裝 置采用了特殊的射孔彈定面布彈方式和火藥爆燃?jí)毫严嘟Y(jié)合。定面布彈方式射孔能在套管 同一橫截面的圓周上形成多個(gè)孔眼，圓周上的孔眼排布可形成井筒徑向的應(yīng)力集中，能有 效干擾原始地應(yīng)力。在定面射孔的同時(shí)點(diǎn)燃火藥單元產(chǎn)生動(dòng)態(tài)高壓氣體對(duì)孔眼實(shí)施壓裂， 由于定面射孔孔眼形成了井筒徑向的應(yīng)力集中，壓裂裂縫首先沿井筒徑向起裂和擴(kuò)展，形 成徑向一定長(zhǎng)度的預(yù)裂縫如圖8所示，能有效干擾原始地應(yīng)力并顯著降低地層破裂壓力， 進(jìn)行水力壓裂時(shí)，不僅能夠降低壓裂設(shè)備栗壓，而且能夠誘導(dǎo)裂縫繼續(xù)沿井筒徑向擴(kuò)展，避 免段與段之間壓裂裂縫的交叉串通，并形成井筒徑向較寬的裂縫帶，提高壓裂的完善程度 和效果。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0009] -種用于水力壓裂的油氣井定面射孔壓裂裝置，包括射孔槍槍身及設(shè)置在槍身中 的彈架，其特殊之處是：
[0010] 還包括至少一組射孔；所述一組射孔包括一個(gè)或兩個(gè)射孔單元；所述射孔單元的 射孔彈在套管壁上形成的孔眼位于同一橫截面上；且當(dāng)一組射孔包括一個(gè)射孔單元時(shí)，所 述射孔單元的射孔彈在套管壁上形成的孔眼在同一橫截面上圓周均布；當(dāng)一組射孔包括兩 個(gè)射孔單元時(shí)，其中一個(gè)射孔單元的射孔彈在套管壁上形成的孔眼在第一橫截面的半圓周 上均布，另一個(gè)射孔單元的射孔彈在套管壁上形成的孔眼在第二橫截面的半圓周上均布， 從裝置的軸向看，第一橫截面的半圓周和第二橫截面的半圓周形成一個(gè)整圓周，該組射孔 的射孔彈在套管壁上形成的孔眼沿著該整圓周均勻分布；
[0011] 還包括至少一個(gè)火藥單元；且當(dāng)裝置只包括一組射孔且該組射孔包括一個(gè)射孔單 元時(shí)，火藥單元設(shè)置在該射孔單元的一端或兩端；當(dāng)裝置只包括一組射孔且該組射孔包括 兩個(gè)射孔單元時(shí)，所述火藥單元設(shè)置在兩個(gè)射孔單元之間；當(dāng)裝置包括至少兩組射孔且每 組射孔包括一個(gè)射孔單元時(shí)，火藥單元設(shè)置在相鄰兩個(gè)射孔單元之間；當(dāng)裝置包括至少兩 組射孔且每組射孔包括兩個(gè)射孔單元時(shí)，火藥單元設(shè)置在兩個(gè)射孔單元之間和/或相鄰兩 組射孔之間。
[0012] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第一種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括兩 個(gè)射孔單元，每個(gè)射孔單元包括三發(fā)射孔彈；該組射孔的六個(gè)射孔彈沿裝置軸向依次安裝； 火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔之間。
[0013] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第二種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括兩 個(gè)射孔單元，每個(gè)射孔單元包括三發(fā)射孔彈；該六發(fā)射孔彈沿裝置軸向依次安裝；所述火 藥單元設(shè)置在相鄰兩個(gè)射孔單元之間以及相鄰兩組射孔之間。
[0014] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第三種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，該射孔單元包括四到六發(fā)射孔彈；該四到六發(fā)射孔彈沿裝置軸向依次安裝； 所述火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔之間。
[0015] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第四種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，每個(gè)射孔單元包括六發(fā)射孔彈；該六發(fā)射孔彈兩兩組合后沿裝置軸向依次安 裝，所述組合后的兩個(gè)射孔彈位于彈架同一橫截面上；所述火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔 之間。
[0016] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第五種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，每個(gè)射孔單元包括四發(fā)射孔彈；該四發(fā)射孔彈兩兩組合后沿裝置軸向依次安 裝，所述組合后的兩個(gè)射孔彈位于彈架同一橫截面上；所述火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔 之間。
[0017] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第六種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，每個(gè)射孔單元包括六發(fā)射孔彈；該六發(fā)射孔彈三三組合后沿裝置軸向依次安 裝，所述組合后的三個(gè)射孔彈位于彈架同一橫截面上；所述火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔 之間。
[0018] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第七種具體結(jié)構(gòu)可包括一組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，所述射孔單元包括三發(fā)射孔彈；該三發(fā)射孔彈沿裝置軸向依次安裝；所述火 藥單元設(shè)置在該組射孔的其中一端部。
[0019] 上述油氣井定面射孔壓裂裝置第八種具體結(jié)構(gòu)可包括多組射孔，每組射孔包括一 個(gè)射孔單元，所述射孔單元包括三發(fā)射孔彈；該三發(fā)射孔彈沿裝置軸向依次安裝；所述火 藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔之間。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1、本發(fā)明針對(duì)常規(guī)射孔在油氣井尤其是水平井分段壓裂中所存在的問(wèn)題，提出了 油氣井定面射孔壓裂裝置，該裝置采用幾種不同的特殊布彈方式實(shí)現(xiàn)定面射孔，與火藥爆 燃裝置結(jié)合實(shí)現(xiàn)定面射孔壓裂。
[0022] 2、本發(fā)明的實(shí)施可以形成井筒徑向的應(yīng)力集中，能有效干擾原始地應(yīng)力并顯著降 低地層破裂壓力，進(jìn)行水力壓裂時(shí)，不僅能夠降低壓裂設(shè)備栗壓，而且能夠誘導(dǎo)裂縫繼續(xù)沿 井筒徑向擴(kuò)展，對(duì)后續(xù)的水力壓裂提供有利的條件。
[0023] 3、本發(fā)明所述的射孔彈與用于爆燃?jí)毫训幕鹚巻卧缺ㄆ范荚O(shè)置在金屬槍管 內(nèi)，使用條件不受井況條件的限制，適用于所有的井況條件。
[0024] 4、本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置能夠與電纜栗送射孔+可鉆橋塞工藝結(jié)合實(shí) 現(xiàn)水平井分段射孔壓裂，也可用于油管或連續(xù)油管傳輸作業(yè)。
[0025] 5、本發(fā)明也可用于直井水力壓裂增產(chǎn)改造。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中三發(fā)彈為一個(gè)單元，兩個(gè)單元共六發(fā)射 孔彈為一組沿裝置軸向依次安裝，并在相鄰兩組之間設(shè)置火藥單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中六發(fā)射孔彈為一組，以三發(fā)射孔彈為一 個(gè)射孔單元，并在相鄰兩射孔單元之間以及相鄰兩組之間設(shè)置火藥單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中六個(gè)射孔彈兩兩組合后為一組沿裝置 軸向依次安裝，并在相鄰兩組之間設(shè)置火藥單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中四個(gè)射孔彈兩兩組合為一組沿裝置軸 向依次安裝，并在相鄰兩組之間設(shè)置火藥單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖5是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中六個(gè)射孔彈三三組合后為一組沿裝置 軸向依次安裝，并在相鄰兩組之間設(shè)置火藥單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖6是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中三發(fā)射孔彈為一組，該三發(fā)射孔彈沿裝 置軸向依次安裝；火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明油氣井定面射孔壓裂裝置中三發(fā)射孔彈為一組，該三發(fā)射孔彈沿裝 置軸向依次安裝；火藥單元設(shè)置在相鄰兩組射孔之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖1至圖7中的（a)圖均是本發(fā)明裝置的正面視圖，（b)圖均是本發(fā)明裝置位于 套管壁內(nèi)的軸向視圖，（c)圖均是本發(fā)明裝置位于套管壁內(nèi)的立體圖，（d)圖是本發(fā)明裝置 的立體圖；
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