射孔优化设计

当产层深度＞3000m时， 若【△p/ps】·【K-0.3385·T0.955】＞7.058，则Kd/Ko=0.2-0.35； 若【△p/ps】·【K-0.13227·T0.067893】＞0.1945705，则Kd/Ko=0.4-0.6； 否则为轻度污染Kd/Ko=0.65-0.8
【△p/ps】=（P钻井液-Ps）/ Ps，为超平衡压力系数； 【△D/Do】=（△D实际-Do）/Do，为井径扩大率，Do为钻头直径； 【umf·uo】为钻井滤液和原油在地层条件下的粘度积； Vsh，储层泥质含量；Rmf，泥浆电阻率电阻率；Rw，地层水电阻率
一、射孔过程对产能的影响
聚能射孔弹被导爆索引爆后，爆轰波以7000-8000m/s的速 度向前传播，产生出高温（2000~5000℃）高压（几千到 几万兆帕）冲击波，使药罩形成速度达1000m/s以上的金 属射流，其前端头部速度可达6500m/s以上，这股告诉射 流在遇到障碍物时，产生约30000ＭＰa的压力，从而穿透 套管、水泥环进入地层，形成一个孔道。套管、水泥环。
射孔格式不同对油井产能的影响亦不同 ，总的 看来，螺旋排列与交错排列格式在产率比方面基 本相当，效果最好，平面布孔效果最差。
四、射孔参数对油井产能的影响
非达西流砂岩射孔气井的产能 不仅与射孔参数有关，还与流体 性质、地层渗透率、生产压差等 密切相关。
1、孔密对气井产能的影响
增大孔密，产率比将会增大，当射孔穿透污染 带时，孔密的作用非常显著。
这两项参数可以直接带入产率比或表皮系数计算公式，如果 能进一步取得标准岩心与地层岩心的相关变化规律将更 好。
压实参数的确定
钻井污染程度估算
通过室内钻井液污染实验或通过区域评价估算污染程 度，若无此条件，通过以下方法进行半定量评价。
气层： 若【△p/ps】·【K-1.3141·T1.04895】＞0.608605， 则Kd/Ko=0.2-0.35； 若【△p/ps】·【K -.142154· Vsh0.84138】 ·【△D/Do】0.720123＞0.07037，则Kd/Ko=0.40.6； 否则为轻度污染Kd/Ko=0.65-0.8
三、射孔液对产能的影响
射孔液对地层的伤害主要包括固相侵入和液相 侵入两个方面。侵入的结果是降低地层的渗透 率。如果射孔弹射穿钻井泥浆污染带，地层在 受到钻井伤害以后，再进一步受到射孔液的伤 害。液相侵入地层的伤害主要表现在：地层粘 土矿物发生水化、膨胀、分散、运移；与地乳 化及化学沉淀；发生水锁及贾敏效应；岩石的 润性反转等。流相的侵入不仅降低地层的绝对 渗透率，还可能使油的相对渗透率大大降低 。
射孔优化设计
目录
射孔对油气井产能的影响 射孔优化设计软件
第一部分
射孔对产能的影响
不同的射孔方法对油气井的产能有直接的影 响。分析研究影响油气井产能的因素以及相 互关系，就可以针对不同的井、不同的地层， 采用不同的射孔方案，在很大程度上减少对 储层的损害，提高油气井产能。影响射孔完 井产能的因素主要有:射孔过程对产能的影响、 射孔压差对产能的影响、射孔液对产能的影 响、射孔参数对产能的影响。
射孔优化软件
油气井射孔是油气勘探、开发完井、测试工程 中重要的配套技术之一，其作用是沟通井筒与油 气藏之间油气流通道与获取产能。 射孔效果的优 劣直接影响着油气井的产能。针对射孔目的层制 订优化的射孔设计方案，最大限度地利用射孔提 高产能。通过使用射孔优化设计软件，借助对射 孔物理数学模型的研究，根据储层的参数和各种 射孔器的射孔参数进行计算，模拟计算和预测射 孔完井产能、表皮系数、生产压差，可以科学地 指导选择性价比高的射孔器应用于生产。
KR
射孔孔眼穿透钻井污染带时：
PRI 0.05 0.0006675PA 0.61875CZC 0.009866DEN 0.0096296CZH 0.022875PD 0.08872DC 0.00043125DH 0.00185PHA 0.0017Rw 0.2028 K Z 0.00000944PHA2
目前应用射孔优化设计软件的油田非常普遍, 但大部分都是针对常规井储油层而进行的,没有详 细分类.我们开发软件时要本着超前的原则,考虑到 这个因素. 但要建立在调研和理论研究的基础上.国 内石油院校在这方面走在了前面.
如西南石油学院在对裂缝孔隙性油藏射孔参数 与油井产能定量关系研究的有限元模拟基础上,对 一组水平缝、一组垂直缝、两组垂直缝和三组直 交缝情况下射孔参 数对油井产能的影响进行了分 析, 研制了裂缝性油藏射孔参数优化设计软件。
3、孔径对产能的影响
射孔孔眼直径在穿 孔深度较浅时所起 的作用比孔深时大。 总的来说，孔径对 产能的影响较小 ， 但这个结论不适用 于稠油层、易出砂 等储层。
4、相位角对产能的影响
相位角的优劣次序为60°，90°，120°，180°， 0°。各向异性严重时高相位射孔有较高产率比。
5、布孔格式对产能的影响
射孔参数的校正： 主要包括孔深校正和压实带参数校正。最好专门 建立一个经过修正的数据库，程序运算时调入数 据即可。
孔深校正：即建立某种枪型/弹型与不同地层特性的 经验关系，目前有作图法，孔隙度、渗透率折算 法三种方法。前种方法需要知道标准靶的穿深、 抗压强度和地层抗压强度，后两种方法易计算， 但需要我们取得在标准砂岩靶下的穿深才能计算。
2、孔深对气井产能影响
随着孔深的增加，产率比增加 ，但孔深超过 污染带后，孔深对产能的影响幅度明显变小。 渗透率K＞10×10-3μ m2 产率比增幅明显减小。 孔深较浅时，稳流较严重。
3、孔径对于气井产能的影响
孔径对于气井产能的影 响是非常明显的，特别 是当射孔穿透污染带时 作用更加显著。
4．地层渗透率对射孔气井产能的影响
地层参数：水平渗透率（应该给相渗）、垂直渗透率、地层 压力、地层损害程度与深度（表皮系数），各向异性 （KV/KH）、储层厚度与地层水平段的长度（决定泻油 面积）
流体参数：粘度、密度 井眼参数：井眼半径、井眼扩径、井斜、井温、 套管参数、
套管参数变化（特别是二次射孔） 射孔参数：枪型/弹型（孔深、孔径、压实、 孔密、相位
0 t e w rw为井眼半径（cm）；
0
n

r
e
r
w

pe – pw 为采油压差
t
（MPa）， st为由射孔几何参数、井
底污染、孔眼压实引起的
3、产率比
QQ S r r PRI=
w


r n r
e

w

i

t

n

e
w
表皮系数。
西南石油学院产率比计算回归公式
岩石受到高温、高压射流冲击 变形、破碎和压实，在射孔孔 道的周围就会形一个压实损害 带。实验室研究认为这一压实 损害带厚约0.64~1.27 cm，渗 透率为原始渗透率的7％~20％,
二、射孔压差对产能的影响
所谓射孔压差一指射孔时液柱回压和地层孔隙压力之差。 当井筒压力大于储层压力时，称之为正压射孔，反之则 称为负压射孔。正压射孔可使井筒内的流体在正压差的 作用下侵入储层，一旦流体是损害型的，将对储层造成 严重的伤害。同时射开的孔眼得不到清洗，一些固相物 质（岩屑、爆炸残余物等）堵塞在孔道内，使孔眼导流 能力下降。而过大压差的负压射孔可能后造成物性较差 地层微粒运移、堵塞喉道，并使疏松地层出砂和坍塌， 从而产生极大的地层伤害。只有选择合适的负压射孔才 可以避免有害流体的侵入，还可使地层流体在射孔三瞬 间有负压差作用形成较强的冲洗回流，冲洗射孔孔道， 减轻压实影响，从而提高射孔井产能。
四、射孔参数对油井产能的影响
符合达西渗流油藏的油井
1、孔深对产能的影响 产率比随孔深的增大而增大。但孔深超过污染 带后，孔深对产能的影响幅度幅度趋缓。
2、孔密对产能的影响
产率比随孔密的增加而增大。但孔密增加到一定 程度后，再增加孔密，其产能增加的幅度将变小。 一般常规井10~20孔/米是比较合适的孔密。
钻井污染程度估算
Kd/Ko也可根据产层敏感度指标确定：
1. Vsh＜7%； 2.粘土中蒙脱石或伊/蒙混层的相对含量＜10%； 3.钻井液的PH＜9%， 4.地层水的Ca2+Mg2+含量占地层水总矿化度的白分含 量＜8%。
若产层的条件有两个或两个以上满足上述条件，取高 值（低伤害），否则取低值。

钻井污染深度的确定
北京石油大学对水平井建立了综合半解析模 型，考虑了近井地带地层非均质性的影响，以 及射孔完井方式对井筒流动和地层 渗流的影响。 并提供了套管射孔、射孔砾石充填等完井方式 的表皮系数计算及完井参数的优化。
另外气井与油井受射孔参数影响的规律也不 相同，有必要进行考虑。
因此，射孔井类型的选择应考虑以直井孔隙 型储层为主，兼顾考虑裂缝性储层、水平井、 气井。
射孔孔眼未穿透钻井污染带时：
PRI 0.51 0.00104PA 0.64875CZC 0.009583DEN 0.007778CZH 0.01975PD 0.5897DC 0.00009343DH 0.002254PHA 0.001512RW 0.1595 K Z 0.00001156PHA2
通过中途测试资料或根据测井资料（如高频感应、深、 中、浅电阻率组合测井）确定钻井污染数据,如没有,也 可借用临井同层资料或钻井液污染实验结果.
应用非线性回归方法，对有限元油井射孔模型 中获得的大量计算数据进行回归，得到了回归 公式。在此基础上代入数据进行油井产率比计 算。石油大学和西南石油学院等院校都做过类 似研究，有不同的回归公式。
钻井污染程度估算
油层： 当产层深度≤3000m时， 若【△p/ps】·【K-0.2037·T0.668】＞1.737312，则Kd/Ko=0.2-0.35； 若【△p/ps】·【K-0.185986】【Rmf/Rw】 0.111336·Vsh0.116025 · umf·uo】 -0.03 ＞0.06378，则Kd/Ko=0.4-0.6； 否则为轻度污染Kd/Ko=0.65-0.8