StimGun复合射孔技术在四川地区的应用研究_陈锋

复合射孔技术及影响射孔效果与安全性因素分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/7314487771.html, 复合射孔技术及影响射孔效果与安全性因素分析 作者：石延强 来源：《商情》2020年第35期 【摘要】分析了高能气体爆燃压裂复合射孔技术原理和复合压裂射孔作用机理，重点对影响压裂复合射孔效果与安全性因素进行了论述，以为高能气体爆燃压裂复合射孔技术应用提供参考。 【关键词】复合压裂射孔技术 ;技术原理 ;作用机理 ;效果与安全性 ;影响因素 随着注水井生产时间的增长，由于受储层本身特性、后期作业、水质差等因素的影响，在射孔井段周围，地质状况逐渐发生变化，地层被堵塞，受到污染，近井地带渗流特性变差，导致吸水能力下降。在砂砾岩等岩性致密、低孔低渗的储层中，由于受到钻井液和固井水泥污染，会形成污染带，影响油井产能。采用常规射孔器射孔本身会形成射孔压实带，且穿透深度浅，射孔效果较差。 一、高能气体爆燃压裂复合射孔技术原理 高能气体爆燃压裂复合射孔技术利用射孔弹炸药与内置式或袖套式一级火药的反应时间差实现先射孔、后压裂;利用火药延时技术实现二级火药对储层的后续压裂。在射孔孔道周围形成宽而长的裂缝，有效地破除射孔压实带和钻井、固井污染，降低地层的表皮系数，提高地层渗流能力。 二、复合压裂射孔作用机理 复合压裂射孔对地层的作用机理分为三个方面，即深穿透作用、热化学作用和解堵除污染作用。 深穿透作用：此作用是复合射孔技术对地层最直接有效的机械做功形式，由于火药能量的有效利用，使得射孔穿透深度为聚能装药的穿孔深度与火药的造缝深度之和，大幅度提高了常规射孔的穿深，这种深穿透效果不仅沟通地层的范围广，渗流面积大，而且有与地层天然裂缝沟通的可能。 热化学作用：火药燃烧后不仅产生高压气体，而且释放出相对集中的大量热能，在近井带引起较大的温度变化，同时燃烧产物中的CO、CO2、NO、NO2等成分遇水可形成酸性液体对岩层起酸化作用

后效体复合射孔增产增注技术研究与应用

Advances in Geosciences地球科学前沿, 2018, 8(8), 1362-1367 Published Online December 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/7314487771.html,/journal/ag https://https://www.360docs.net/doc/7314487771.html,/10.12677/ag.2018.88149 Research and Application of Aftereffect-Based Compound Perforation Technique Qigui Cheng1,2, Chaoya Ma2, Minjun Qin3, Lei Tian4, Wanying Luo4 1National Key Laboratory of Low-Permeability Oil & Gas Fields, Xi’an Shaanxi 2Petro China Changqing Oilfield Company, Xi’an Shaanxi 3China Petroleum Logging Co., Ltd, Xi’an Shaanxi 4Xi’an Aoxing Energy Technology Co., Ltd, Xi’an Shaanxi Received: Dec. 3rd, 2018; accepted: Dec. 17th, 2018; published: Dec. 24th, 2018 Abstract In view of the incomplete discharge of the oil and gas reservoirs by the conventional perforation and deflagration perforation, this paper discusses the mechanism of aftereffect-based composite perforation, and analyzes the effect of the field test. Aftereffect-based composite perforation is a high temperature and high pressure environment formed by conventional perforation, which causes the reaction of the aftereffect particles in the reactor. The two times the high pressure im-pact environment is formed to remove the formation pollution and improve the permeability in the near well zone. The experiment shows that when the integrated perforating operation is car-ried out, the aftereffect has synergistic effect on the formation transformation. The technology can be applied to increase production and increase injection, and pre treatment measures for reduc-ing fracturing pressure in tight reservoir or shale reservoir. Keywords Aftereffect-Based Compound Perforation, Formation Pollution, Tight Reservoir, Reducing Fracture Pressure 后效体复合射孔增产增注技术研究与应用 程启贵1,2，马超亚2，秦民君3，田磊4，雒婉莹4 1低渗透油气田国家重点实验室，陕西西安 2中国石油长庆油田公司，陕西西安 3中国石油测井有限公司，陕西西安 4西安奥星能源科技有限公司，陕西西安

水力喷射深穿透射孔技术应用(报告)1

TUHA R&D 水力喷射深穿透射孔技术 研究及应用 吐哈石油钻采工艺研究院 2005年8月

目录 前言 一、立项背景 二、水力喷射深穿透射孔技术简介 三、水力喷射深穿透射孔技术的优点及应用范围 四、水力喷射深穿透射孔技术在吐哈油田的适应性分析及选井条件 五、射孔工具改进研究 六、现场应用效果和经济效益 七、认识和结论 八、存在问题及改进方向

水力深穿透射孔技术研究及应用 吐哈油田钻采工艺研究院（2005.8） 摘要：水力深穿透射孔的井下工具主要由控制部分、喷射系统和冲孔部分组成。它利用油管传输动力液，分别驱动井下两个不同的液马达，一个马达驱动铣刀完成套管铣孔开窗，另一马达实现地层径向钻孔实现深穿透射孔的目的，从而在油层和井筒之间建立一个直径大、长度长、清洁无污染的液流通道，同时将地层岩屑带走，套管和水泥环不会受伤害。由此克服了炮弹射孔粉压作用造成的二次污染。 水力深穿透射孔技术，是低渗地层完井、地层改造、提高采收率的一项有效新技术，为油田提供了一种改变传统增产增注和改善剖面矛盾的新技术。本文主要介绍水力射孔技术在吐哈油田的研究、应用情况及效果等。 主题词：水力深穿透射孔控制部分地面系统井下工具应用效果 前言 最早的水力射孔主要以喷嘴固定和套管对称割缝等形式来实现，但它们都有一个共同的缺点，喷嘴在井下不能径向移动延伸，射出的孔眼径向距离短，孔道尺寸形状不规则，对油井套管和固井水泥环都有不同程度的伤害或损坏，射孔达不到预期的目的和效果。从20世纪80年代中期开始，先后在美国、加拿大逐步发展起来的一种新型射孔技术，虽然该技术在数十年的发展中，进行了多次技术升级，但归根到底不外乎以下两种主要模式：第一、套管冲孔＋高压水力喷射切割岩石射孔；第二、套管钻孔开窗＋水力地层径向钻孔射孔。前者是最早研制开发的，高压水力喷射深穿透射孔技术的实质是完全利用水力作用，液压冲击头冲开套管，带软管的喷射头从冲击头的中心孔中径向向外伸出，以高压流体切割地层的方式完成射孔的。该技术已经比较成熟，在美国已应用数百口油水井，取得了良好的效果。1989年成立的Penetrator加拿大公司对前者进行了升级，且产品已经商品化，进入工业化应用阶段，其主要特点是降低了射孔系统工作压力，由原来的70MPa 降低到24-26MPa，提高了现场施工的安全性、可靠性。它是在作业的过程中利用油管传输动力液，在地面控制压力的变化，进而控制井下射孔工

复合射孔技术

复合射孔技术综述 刘玉莉201272246刘莎丽201272090 近年来,随着油田开发的深入发展,开采难度不断增加,对射孔工艺的要求也越来越高。为了追求更好的开发效果和更大的经济效益,复合射孔技术在国内外得到了较为广泛的应用。复合射孔技术是近几年兴起的一项集射孔与高能气体压裂于一体的高效射孔技术。能够一次完成射孔和高能气体压裂两道工序,做到在射孔的同时对近井地层进行高能气体压裂,改善近井地层导流能力,提高射孔完井效果。 1复合射孔技术原理及特点 1.1技术原理 复合射孔技术的工艺原理是在射孔枪内，将射孔弹与燃烧特性不同的复合固体推进剂有机结合，射孔弹聚能射流先行打开泄压孔并在地层中形成孔道，枪内爆炸与燃烧产生的有序高能气体通过泄压孔沿着射孔孔道向地层加载，不但对射孔压实带进行了改造，提高孔道的渗透性，还能使射孔孔道以裂缝的形式向前延伸扩展，形成多方位裂缝，孔缝结合提高了射孔作用半径，从而达到改善产层与井眼之间连通性，增加射流面积，使地层破裂压力降低，达到改造储层的效果[1-3]。 1.2 技术特点 施工设计采用匹配产品开发的优化设计系统软件，根据地层特点，并在保证井筒安全的前提下优化设计枪、弹、药匹配，及最优的装药量设计。为了充分 发挥该技术的优势，FracGun复合射孔器（图1）优化泄压孔结构，并装配了新型破碎堵片，增加射孔弹炸高，提高了气体泄流速率和做功能力，提高了射孔穿深，并降低了堵片对井底的污染。孔缝结合深度实现超穿深2.5 m以上。 图1 复合射孔器示意图 通过调节高能复合固体推进剂的爆燃特性和装药量，能够通过控制复合固体推进剂爆燃的瞬间差及压力-时间历程，实现井下环空压力、造缝数量、裂缝长度的有效控制。该技术可以对不同地层、不同污染形式的射孔造缝状态优化，有效地提高地层与井筒的沟通程度，从而大幅度提高油气井近井地带的渗流性能。由于岩石孔缝结合的导流通道，穿透了近井污染带，可大幅度提高地层的渗透性。1.3复合射孔适应的地层 复合射孔适应的地层为储层物性较差的井层；储层具有一定的产能，受污染较严重的井层；探井的预压裂，以观察储层情况，确定是否需要水力压裂需水力压裂的井，先进行复合射孔可达到复合压裂的效果，较单纯水力压裂效果要更好。 适用范围为：①砂硬地层；②低渗透油藏；③低孔隙度油藏；④原油结蜡较

复合射孔简介

StimGun技术（增效复合射孔）介绍 一、StimGun技术（增效复合射孔）概述 StimGun技术（增效复合射孔）是指利用电缆或者油管 等工具将射孔枪及其外套的推进剂筒输送到井下射孔层 段，射孔枪起爆后，射流引燃外套的推进剂筒，推进剂高 速燃烧产生高能气体，高能气体进入射孔孔道并在射孔孔 眼周围形成多径向裂缝，从而沟通了地层的天然裂缝，改 善了油气流动通道。 （a）射孔弹发射（图1）外套式复合射孔器 （b）推进剂燃烧（c）射孔后孔眼和裂缝情况 （图2）复合射孔器工作过程 StimGun技术（增效复合射孔）是利用射孔弹炸药和推进剂的燃速差来实现先射

孔后压裂的，聚能射孔弹装的炸药爆速是微秒级；外套推进剂由固体氧化剂炸药制成，其爆速是毫秒级，所以一次点火，就能瞬间完成射孔和高能气体压裂。 （图3）射孔、推进剂燃烧、复合射孔、水力压裂P-T图 二、StimGun技术与目前国内复合射孔技术的差别 我国于20世纪80年代初开始对复合射孔技术进行研究，到目前为止，已经在一些油田进行了运用，但由于对于该技术的机理缺乏研究，以及相应的研究手段和试验手段的限制，都没有解决复合射孔技术关键的技术难题，目前国内复合射孔技术与StimGun 技术的主要差别有以下几点： 1、安全性。影响高能气体压裂效果因素包括压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间三个主要因素。在进行高能气体压裂施工时，要在保证套管不受伤害的前提下，尽量提高地质效果。国内的复合射孔技术不能根据井的具体井况和地层参数对推进剂药量以及推进剂所放位置进行优化设计，这就不能保证高能气体压裂效果最好。容易造成装药量过大，对套管和管柱造成损伤；或者装药量过小，不能充分激发裂缝。StimGun 技术在施工作业前，通过输入地层和井况参数，由计算机模拟计算，对下井工具进行优化。在保证安全的同时，使得高能气体的压裂效果最好。 2、可评估性。国内的复合射孔技术不能对影响高能气体压裂效果的压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间等参数进行测量和记录。StimGun技术通过引入井下高速记

射孔的几种工艺技术

32、什么是复合射孔？ 答：复合射孔技术是一项集射孔与高能气体压裂两项功能一次下井完成的工艺技术。它利用炸药爆炸和火药燃烧的时间差（炸药爆速为微秒级，火药燃速为毫秒级），实现先射孔后压裂。 33、什么是防砂射孔？ 答：防砂射孔主要有大孔径、高孔密和小孔径、高孔密两种方法。另外还有随进式防砂射孔技术，它是在射孔过程中将防砂材料随射孔作业一次性充填到射孔孔道内，起到防砂作用。 34、什么是双复射孔？ 答：双复射孔技术是胜利测井公司2001年研制开发的新技术。它主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。 35、射孔枪有哪几种类型？ 答：射孔枪型：是以射孔枪外径规格来进行分类，目前常用的有60、68、73、89、102、114、127、140等型号。 36、什么是定位射孔技术？ 答：用放射性曲线校正射孔深度是以定位射孔原理为基础的。定位射孔就是在目的层附近选定一个套管接箍为施工深度的参照标准（俗称标准接箍）。用磁性定位器测准标准接箍的深度就等于定位了“目的层”的深度。 37、什么是电缆输送射孔？ 答：电缆输送射孔就是用电缆将有枪身或无枪身射孔器通过套管或油管内输送至井下，用射孔深度控制技术进行定位，对准目的层，地面仪器向射孔器起爆装置供电，引爆射孔器，射穿套管、水泥环、目的层，建立油气水流通通道的一种射孔工艺。 38、什么是油管输送射孔？ 答：油管输送射孔工艺是指把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串接在油管柱的尾端，形成一个硬连接的贯串下入井中。通过测量磁定位曲线或放射性曲线，校深调整贯串对准射孔层位，通过撞击式和加压式两种方式引爆射孔器，对目的层进行射孔。 39、什么是油管（钻杆）输送射孔与地层测试器联合作业？ 答：油管输送射孔与地层测试器联作工艺技术，是将TCP器材与测试器组合在一趟下井管柱中，用油管或钻杆将测试工具和射孔器输送到目的层，进行射孔的同时进行地层测试，一次下井可以完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。 40、什么是全通径射孔？

超深穿透射孔技术应用

超深穿透射孔技术应用 摘要随着石油天然气开发技术的不断进步，新勘探的油气层类型更加复杂，常规的射孔方式射孔已不能适应油田开发的需要。因此，要求射孔器材、射孔工艺都要有较大的改进。为了更好地沟通地层和井筒，提高油气井产能，近年来超深射孔技术、复合射孔技术等在国内得到了广泛的应用，创造了良好的经济效益和社会效益。 关键词深穿透射孔射孔弹 一、引言 完井就是改善井底径向流动，使地下油气流体能够有效地从井筒流向地面。如果完井方法选择不当，油气将得不到合理开采。所以完井是油气井生产的一个重要阶段，它对于提高油气井的经济效益至关重要。 射孔完井法包括套管射孔完井和尾管射孔完井，这种完井方法是使用最多的一种完井方法。这种完井方法可有选择地射开油层，实行分层开采，可进行各种井下压裂酸化等作业，可实行多层完井，适合各种类型油气藏完井。 射孔完井是目前国内外使用最广泛的一种完井方式，射孔的早期目的就是射穿套管和水泥环，构成油气流进入井筒的通道，对射孔参数如孔密、孔径、穿透深度等对地层产能的影响没有足够的认识，也没有检测、评价等手段，射孔井下器材进步不大，孔眼穿透深度200多毫米、10孔/m的孔密，研制的无枪身射孔器，其主要的出发点是提高施工效率和节约成本，而不是提高射孔作业对油气井提高产量的作用效果。 现在射孔目的是射穿套管、水泥环并进入地层内一定深度，为地层的油气流进入井筒创造良好的通道；即采用综合技术方法最大限度地提高油气井产能和采收率为目的。但射孔完井也有一些缺点。首先，存在着一定的钻井、固井污染，甚至是严重的钻井、固井污染；其次，现在采用的聚能射孔方法，是以挤压成孔原理为主要特征的，在成孔过程中形成的射孔压实带，使近井孔眼周围地层渗透率大大降低，从而影响油井产能；第三，受井眼条件和射孔器的限制，地层、井筒沟通不好，出油面积小，油井完善程度差。 随着石油天然气开发技术的不断进步，新勘探的油气层类型更加复杂，常规的射孔方式射孔已不能适应油田开发的需要。因此，要求射孔器材、射孔工艺都要有较大的改进。为了更好地沟通地层和井筒，提高油气井产能，近年来超深射孔技术、复合射孔技术等在国内得到了广泛的应用，创造了良好的经济效益和社会效益。 二、影响射孔井产能因素 1、孔密、孔深对油井产能的影响：油井产能比随孔深得增加而增大；油井产能比随孔密得增加而增大，但孔密增加到一定程度后，产能提高就不太明显了，专家认为13孔/米至26孔/米是以较低成本达到最佳增产效果的最佳孔密范围。 2、孔眼相位角对油井产能的影响：90°相位布孔时油井有较高产能；120°和180°相位次之、0°相位最差。现在研究表明,60°相位具有更高的产能比。 3孔径对油井产能的影响：对稠油层和易出砂层增加孔径可以提高产能，其他层影响较小。 4、钻井损害、压实损害对油井产能的影响：钻井污染越深、压实带厚度越厚

水平井射孔技术介绍

水平井射孔技术介绍 一、水平井射孔技术 “水平井射孔技术”是国家“八五”重点科技攻关的配套项目，大庆油田水平井开采的主要对象是低丰度、低渗透、低产的“三低”油层，需要压裂改造方能投产。当水平井的油层胶结很差或油层需压裂改造的情况下，在油层套管较低的一侧射孔比较合适，使射孔孔眼在油层水平面的下方， 因此，产层流体上行流动，避免了油层吐砂及后期开采套管沉砂问题。另外，还为压裂提供了沿油层两侧延伸的水平通道，避免垂向通道可能造成的油层顶底盖层被压开的问题。为此我们开发研制了几种低边定向射孔枪。 一种是弹架旋转低边定向射孔枪，它主要由枪体、弹架、配重块、轴承等组成。由于采用了这种结构，不论射孔枪体随着水平段井眼如何转动，相邻二个射孔弹相位均为低边夹角120°，这样就达到了低边发射的目的。 它的特点是结构紧凑，灵活可靠，不受枪身外部环境的影响，安装比较容易，起下安全顺利，它适合于射孔井段多且井段较短的井。 另一种是枪身旋转低边定向射孔枪，它在井下的管柱组合为：引鞋+射孔枪+传爆接头（带导向块）+……+压力起爆器+旋转接头+油管至井口。在射孔枪组的顶部接一个旋转接头，再在每两支枪间的传爆接头上加工有导向块，弹架和射孔弹及枪体是相对固定的。由于射孔枪的形心与重心不重合，产生一个扭转力矩，在进入造斜段后射孔枪便在此力矩作用下，开始转动，使重心向下、形心在上沿水平段前进，以保证射孔弹发射方向是低于水平面，从而达到低边发射的目的。 依据上面的技术原理，根据油田开发的需要，我们还研制成功了水平180°射孔枪，以及三相位水平井射孔枪等，水平井射孔枪已形成系列化。 二、复合射孔技术 复合射孔工艺技术是一项集射孔完井与高能气体压裂（简称HEGF）于一体的高效完井技术。它能一次完成射孔和高能气体压裂两道工序，做到在射孔的同时对近井地层进行气体压裂，形成多条微裂缝，并可解除钻井、固井、射孔等过程对地层的污染，从而改善近井地层导流能力，提高射孔完井效果，达到射孔完井和增产、增注的目的。 1、作用机理 由于复合射孔技术是聚能射孔与高能气体压裂技术的结合，因此，有必要介绍高能气体压裂的作用机理。高能气体压裂和爆炸压裂、水力压裂有着本质的不同，对比其压裂过程中的P-t曲线可以清楚地看到这一点，下表列出了三种增产措施的主要参数。 （1）造缝作用 气体发生器在目的层段引燃后，迅速产生高温、高压气体，对井壁形成脉冲加载，井眼周围地层的岩石被压缩，当井筒内压力超过对应加载速率下岩石的破裂压力时，即在井眼周围形成多条径向裂缝。 （2）裂缝的延伸 达到峰值压力后，发生器产生的大量燃气继续释放，当进入裂缝的燃气在裂缝面上形成的压力超过裂缝的延伸压力时，裂缝得以向前扩展。与此同时，井筒内的压力不断下降，至D点时，井筒内的压力与地层压力达到平衡，裂缝延伸终止。 （3）裂缝的支撑及闭合 水力压裂是采用支撑剂支撑形成的裂缝。而HEGF无支撑剂，却能长期保持较高的裂缝导流能力，其原因在于HEGF是一个动态过程，在一定的加载速率冲击载荷作用下，形成的多条径向裂缝具有一定的随机性，裂缝面不再垂直于最小主应力的方向。由于地应力产

水平井射孔技术

水平井射孔技术 一、水平井射孔 由于油层是在水平段。该工艺采用了管柱输送射孔器，加压引爆射孔弹的方法。在定向射孔输送管柱与枪身之间装配活络接头、方向监测装置，在射孔枪上还增加了偏重心结构。 国外的水平井完井方法采用了裸眼完井、割缝钢管完井和套管固井完井。套客固井需进行射孔。国外一般采用挠性盘管输送、油管（或钻杆）输送射孔枪，在岩性疏松的储集层中采用了定向射孔。其引爆方式是加压引爆。 1990年底国内在胜利油田完成了第一口水平井。虽然我国水平井射孔技术起步较晚，但发展很快。 二、水平井射孔器材 水平井射孔枪可分为非定向和定向射孔枪两种基本类型。 1、非定向射孔器 非定向射孔所用的射孔器与普通油管输送射孔器基本相同，由于油管接头直径大于枪身直径，为了防止起下枪身时接头在套管内的阻或卡的现象，在射孔枪身上加了可滑动的防卡套。 2、向定射孔器 在定向射孔中，为了保证射孔方位符合设计要求，一种是靠枪身定向，另一种是用弹架定向。不管哪种定向都是向下射孔，三排或四排孔，弹孔之间夹角90°～120°，孔密16～20孔/m。 1）外定向射孔器 外定向射孔器主要结构是两定向：弹架与枪的定向用键槽控制；枪与枪的控制用定位销固定。另外该枪是配合引向器使用。 2）内定向射孔器 内定向射孔器的结构与油管输送射孔器基本相同，该射孔器定向射孔是靠射孔弹架控制定向的。弹架是偏重心的，其两端及中间均用弹子轴承支持。一支弹架为3m长。 3、定向射孔器枪头、枪尾及弹架 内定向所用的枪尾和普通油管输送射孔所用的枪尾相同；外定向所用的枪尾是偏重心结构同时带有定位孔，与枪身连接时必须定好位。 定向射孔使用的枪头，外定向和内定向都是一样的，一端是丝扣与枪