本發(fā)明涉及油氣田鉆完井工程,尤其涉及一種微孔鉆井工具。
背景技術(shù):
1、油田進(jìn)入開發(fā)中后期后,老區(qū)塊地層壓力逐漸衰竭,鉆遇油藏日益復(fù)雜,鉆井過程中對儲層的污染越來越重;對于低滲透、薄層等低品位油藏,低品位油藏如不采取增產(chǎn)措施,均無法經(jīng)濟(jì)有效開采,因此這就對完井與增產(chǎn)技術(shù)提出了新的更高要求。
2、常規(guī)射孔的穿透距離一般在0.4m~1m,無法有效穿透污染帶,且存在壓實效應(yīng),造成二次損害,炮眼周圍滲透率降低70%~80%,嚴(yán)重制約了油井產(chǎn)量。
3、酸化(或酸壓)和壓裂是低滲透油氣藏儲層改造的有效技術(shù)手段,對于提高單井產(chǎn)量發(fā)揮了重要作用,但存在以下問題:裂縫受地應(yīng)力影響沿最大主應(yīng)力方向延伸,在非均質(zhì)儲層和有斷層的儲層中,裂縫起裂位置和走向不可控,降低了儲層改造精確性和有效性;儲層垂向上存在泥質(zhì)隔/夾層時裂縫不能有效穿透,導(dǎo)致儲層垂向改造范圍受限;在煤層氣中形不成穩(wěn)定裂縫,溝通能力有限,煤層氣解吸范圍有限。因此,在裂縫型油藏、非均質(zhì)儲藏、煤層氣儲層等,酸化或壓裂難于有效增產(chǎn)。
4、徑向鉆井技術(shù)可在地層中同一層位或不同層位鉆出多個輻射狀微小水平孔眼,達(dá)到解除地層污染、擴(kuò)大泄流面積(采油/氣井)或波及范圍(注水/氣井)、溝通剩余油氣富集區(qū)、完善井網(wǎng)等目的。但是,該技術(shù)需依次完成每個孔眼的施工,單井需反復(fù)多次起下工作管柱,施工周期相對較長,嚴(yán)重制約了技術(shù)的發(fā)展和推廣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種微孔鉆井工具,以解決徑向鉆井需多次起下工作管柱,施工周期相對較長的技術(shù)問題。
2、本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn):
3、本發(fā)明提供一種微孔鉆井工具,包括:懸掛封隔器、泄油管、射孔短節(jié)和引鞋,所述懸掛封隔器包括第一密封膠筒和卡瓦機(jī)構(gòu),所述第一密封膠筒和所述卡瓦機(jī)構(gòu)能夠在投球和壓力作用下分別徑向擴(kuò)張以密封環(huán)空和懸掛錨定;所述引鞋設(shè)置有與環(huán)空連通的引鞋通道,所述引鞋能夠在投球和壓力作用下關(guān)閉所述引鞋通道;所述泄油管設(shè)置有用于連通環(huán)空與管柱內(nèi)腔的連通結(jié)構(gòu);
4、所述射孔短節(jié)包括射孔液壓缸、射孔活塞、噴射管和導(dǎo)向楔塊,所述射孔液壓缸與管柱內(nèi)腔連通,所述噴射管連接于所述射孔活塞,所述射孔活塞安裝于所述射孔液壓缸中,且能夠在所述射孔液壓缸中的液壓作用下帶動所述噴射管運動,所述噴射管能夠在所述導(dǎo)向楔塊的導(dǎo)向作用下徑向伸出;并且,所述噴射管與所述射孔液壓缸連通。
5、在優(yōu)選的實施方式中,所述微孔鉆井工具包括裸眼封隔器,所述裸眼封隔器包括第二密封膠筒、第二活塞缸和第二活塞筒,所述第二活塞缸與管柱內(nèi)腔連通,所述第二活塞筒安裝于所述第二活塞缸,且能夠在所述第二活塞缸中的液壓作用下運動并驅(qū)使所述第二密封膠筒向外膨脹。
6、在優(yōu)選的實施方式中,所述第二活塞筒的端部設(shè)置有用于與所述第二密封膠筒抵接的活塞環(huán);多個所述第二密封膠筒沿軸向分布,相鄰所述第二密封膠筒之間設(shè)置有第二隔環(huán)。
7、在優(yōu)選的實施方式中,所述裸眼封隔器包括第二調(diào)節(jié)環(huán)、第二中心管、連接于所述第二中心管上端的第二上接頭和連接于所述第二中心管下端的第二下接頭,所述第二密封膠筒、所述第二活塞缸和所述第二活塞筒均設(shè)置于所述第二中心管外,所述活塞筒沿軸向布置,所述第二調(diào)節(jié)環(huán)螺接于所述第二下接頭外且位于所述第二密封膠筒的下方。
8、在優(yōu)選的實施方式中,所述微孔鉆井工具包括裸眼扶正器,所述裸眼扶正器包括扶正塊、第三活塞缸和第三活塞筒,所述第三活塞缸與管柱內(nèi)腔連通,所述第三活塞筒安裝于所述第三活塞缸,且能夠在所述第三活塞缸中的液壓作用下運動并驅(qū)使所述扶正塊徑向擴(kuò)張。
9、在優(yōu)選的實施方式中,所述裸眼扶正器包括扶正錐體,所述扶正錐體的錐面與所述扶正塊配合,所述第三活塞筒能夠軸向移動并經(jīng)所述扶正錐體驅(qū)使所述扶正塊徑向在優(yōu)選的實施方式中,所述射孔短節(jié)包括噴頭和爆破片,所述噴頭連接于所述噴射管的前端,所述爆破片固設(shè)于所述噴頭的前方,所述噴頭能夠在所述噴射管的帶動下沖破所述爆破片。
10、在優(yōu)選的實施方式中,所述射孔短節(jié)包括密封塊和密封環(huán),所述密封塊設(shè)置有開口朝上的上安裝腔和開口朝下的下安裝腔,所述射孔液壓缸至少部分設(shè)置于所述上安裝腔中,所述爆破片和所述密封環(huán)均安裝于所述下安裝腔中,所述爆破片位于所述密封環(huán)的下方,所述噴射管貫穿所述密封環(huán)且密封配合。
11、在優(yōu)選的實施方式中,所述射孔短節(jié)包括第一中心管,所述射孔液壓缸和所述導(dǎo)向楔塊均設(shè)置于所述第一中心管外,所述射孔液壓缸沿軸向布置,所述導(dǎo)向楔塊設(shè)置有用于為所述噴射管和所述噴頭導(dǎo)向的楔塊斜面。
12、在優(yōu)選的實施方式中,所述射孔短節(jié)包括第一調(diào)節(jié)環(huán)、連接于所述第一中心管上端的第一上接頭和連接于所述第一中心管下端的第一下接頭,所述第一調(diào)節(jié)環(huán)套接于所述第一中心管外且螺接于所述第一下接頭,所述第一調(diào)節(jié)環(huán)位于所述導(dǎo)向楔塊的下方。
13、在優(yōu)選的實施方式中,所述射孔短節(jié)包括導(dǎo)向環(huán),所述導(dǎo)向環(huán)設(shè)置有軸向槽,所述導(dǎo)向楔塊安裝所述軸向槽并通過定位銷釘固定連接。
14、在優(yōu)選的實施方式中,所述泄油管包括主體,所述主體的管壁設(shè)置有泄流孔;
15、所述連通結(jié)構(gòu)包括閥座、堵塞球和第一支撐彈簧,所述閥座安裝于所述泄流孔,所述第一支撐彈簧能夠驅(qū)使所述堵塞球抵接于所述閥座以管壁所述泄流孔,并且,所述堵塞球能夠在環(huán)空中的液壓作用下克服所述第一支撐彈簧的彈力并離開所述閥座以打開所述泄流孔。
16、在優(yōu)選的實施方式中,所述泄油管包括依次連接的第三上接頭、定位接頭、泄油短節(jié)和第三下接頭,所述泄油短節(jié)設(shè)置有外泄油槽,所述定位接頭的內(nèi)壁設(shè)置有第一限位槽;所述連通結(jié)構(gòu)包括活動內(nèi)筒,所述活動內(nèi)筒設(shè)置于所述定位接頭內(nèi),所述活動內(nèi)筒的外壁設(shè)置有定位凸起部,所述活動內(nèi)筒的內(nèi)壁設(shè)置有第一內(nèi)部臺階部,所述活動內(nèi)筒設(shè)置有內(nèi)泄油槽,所述活動內(nèi)筒能夠在所述第一內(nèi)部臺階部受到向下推力時向下運動,并運動至所述內(nèi)泄油槽與所述外泄油槽對齊,同時所述定位凸起部卡入所述第一限位槽。
17、在優(yōu)選的實施方式中,所述活動內(nèi)筒包括從上往下分布的鎖定卡簧和內(nèi)筒主體,所述定位凸起部設(shè)置于所述鎖定卡簧,所述第一內(nèi)部臺階部和所述內(nèi)泄油槽均設(shè)置于所述內(nèi)筒主體;所述泄油管包括設(shè)置于所述定位接頭內(nèi)側(cè)的第一護(hù)筒,所述第一護(hù)筒套固接于所述第三上接頭,所述鎖定卡簧設(shè)置于所述第一護(hù)筒與所述定位接頭之間。
18、在優(yōu)選的實施方式中,所述內(nèi)筒主體的內(nèi)壁設(shè)置有位于所述內(nèi)泄油槽下方的下限位槽,所述第一內(nèi)部臺階部成型于所述下限位槽的下邊界。
19、在優(yōu)選的實施方式中,所述內(nèi)筒主體的內(nèi)壁設(shè)置有位于所述內(nèi)泄油槽上方的中限位槽,所述中限位槽的上邊界形成第二內(nèi)部臺階部。
20、在優(yōu)選的實施方式中,所述微孔鉆井工具包括滑套開關(guān)工具,所述滑套開關(guān)工具包括滑套中心軸、開關(guān)卡塊和第二支撐彈簧,所述開關(guān)卡塊安裝于所述滑套中心軸且能夠徑向活動,所述第二支撐彈簧與所述開關(guān)卡塊連接以驅(qū)使所述開關(guān)卡塊具有徑向向外活動的趨勢,所述開關(guān)卡塊能夠卡入所述下限位槽中。
21、在優(yōu)選的實施方式中,所述懸掛封隔器包括第五上接頭、鎖緊軸、第一液壓缸、第一活塞筒和球座,所述球座通過第一剪切銷釘連接于第五上接頭的內(nèi)側(cè);所述鎖緊軸套設(shè)于所述第五上接頭外,所述第一密封膠筒套設(shè)于所述鎖緊軸外;所述第一液壓缸和所述第一活塞筒套設(shè)于所述第五上接頭外且位于所述第一密封膠筒的上方;所述第五上接頭設(shè)置有連通管柱內(nèi)腔與所述第一液壓缸的第一液壓通孔;所述球座遮擋所述第一液壓通孔且能夠在投球作用下偏離所述第一液壓通孔。
22、在優(yōu)選的實施方式中,所述卡瓦機(jī)構(gòu)包括卡瓦和套設(shè)于所述鎖緊軸外的卡瓦楔形環(huán),所述卡瓦楔形環(huán)設(shè)置于所述第一密封膠筒的下方且通過斜面與所述卡瓦配合。
23、本發(fā)明的特點及優(yōu)點是:
24、該微孔鉆井工具下入井內(nèi)預(yù)定位置后,通過尾管懸掛封隔器懸掛固定在上層套管上并密封環(huán)空;提高泵注壓力,管柱內(nèi)腔的壓力超過射孔短節(jié)的激活壓力,噴射管和噴頭開始向外伸出并破巖,在儲層中內(nèi)形成具有高導(dǎo)流能力的微孔;施工結(jié)束后,噴射管留在微孔內(nèi)可起支撐井壁的作用;開啟泄油管,允許地層流體從管柱外流入管柱內(nèi),進(jìn)而進(jìn)行采油氣作業(yè)。該微孔鉆井工具可根據(jù)需要設(shè)置多個泄油管或多個射孔短節(jié),以在儲層中選擇性地布置多個微小孔道。通過該微孔鉆井工具,可根據(jù)需求在儲層中選擇性地布置多個微小孔道,并且穿透距離長、無壓實效應(yīng),達(dá)到增大儲層接觸面積、溝通儲層天然裂縫等目的,進(jìn)而提高單井產(chǎn)量和采收率,并縮短了施工周期。