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
录仪以及Pulsfrac 软件,施工前,能够根据地层参数和井况模拟出井下高能气体压裂P-T 曲线;在施工过程中,通过井下高速记录仪测量和记录相关参数;施工后,可以对模拟P-T 曲线进行验证,对施工效果进行评价。
3、适用范围。
国内的复合射孔都不能带封隔器作业,这就极大地限制了复合射孔的使用范围。
同时,不带封隔器作业使得高能气体产生的能量很大一部分用于对井液挤压做功,没能进入射孔孔道,从而不能充分激发裂缝。
而StimGun 技术能够带封隔器作业,极大地扩大了该技术的适用范围,并且能够保证高能气体产生的能量绝大部分进入射孔孔道,对射孔孔眼进行压裂。
三、StimGun 技术的优势
1、先进的造缝机理
推进剂筒燃烧产生的高能气体压裂对地层的作用有四种:热作用、化学作用、水力作用和机械作用。
但其主要作用是机械作用。
高能气体压裂火药燃速较快,升压时间为毫秒级,峰值压力较高,能量传递较快,因而不受地层岩石应力影响,可形成径向放射状多条裂缝。
StimGun 技术利用推进剂筒燃烧产生的动态脉冲高压气体击穿并净化射孔孔道,在射孔孔眼形成多径向裂缝,启动并延伸与井筒垂直的裂缝,沟通地层的天然裂缝。
同时,该技术能够可以有效地穿透近井地带的污染带,并反向冲洗井筒附近污染带,确保从油藏至井筒的流动畅通无阻。
2、先进的数据记录和处理手段 外套式推进剂筒在井中的燃烧是一项快速的氧化反应,导致气态能源快速释放,如图所示:
(图4)推进剂能量释放示意图
井
推进
膨胀的气化“气泡”
井中的液体
运动
井筒中的高速、高能量变化情况极为复杂。
推进剂工具或射孔枪或二者组合的点火,几百毫秒的时间内开始发生一系列活动。
包含的活动如下:
·工具的燃烧,
·井筒中液体的压缩
·井中压力波的传播
·井筒的膨胀
·射孔孔眼中的节流
·射孔孔道周围岩石破裂
·射孔孔眼周围新裂缝的形成
·液体高速流入这些裂缝导致裂缝延伸
·高速泄漏进入岩层
这些活动不会按照顺序发生,但在时间上可能会重叠并会发生激烈的相互作用。
为了预测工作成效并确保在各种条件下成功操作,这种复杂的过程必须用带有大量详细资料的数学模型所计算。
这就是PulsFrac TM模型软件的作用。
PulsFrac™使用所有合格等式调节相互作用程序的动态联系的数值解合并上面提到的所有工序过程。
输出为图形和易于解释并易于指导施工设计的报告。
(图5)PulsFrac™模型图
(图5)PulsFrac™软件模型及输入输出界面
(图6)PulsFrac™输入屏幕和输出屏幕示意图
PulsFrac™软件以过去30年的国防工业的研究和石油工业应用为基础,通过精确的理论数学模型、实验室试验和现场数据进行比较和不断的校正使得计算和模拟结果的精确度更高。
高速/高冲击存储记录仪的使用已经使设计的模型非常接近实际作业。
井下高速记录仪时间分辨能力达到约10毫秒或达到每秒100000个数据点,能测
量和记录井筒内高速发生的动态活动。
(图7)井下高速记录仪
PulsFrac™模型软件以及井下高速记录仪器的运用,使得我们能够对施工作业前和
施工作业工程中的发生的数据进行记录和处理,从而科学指导和优化施工作业。
3、施工作业的全程控制及优化
StimGun技术已经形成了一整套的控制及优化措施,能够最大限度地保证施工作业达
到最佳的效果。
在施工作业前,首先收集施工井的主要地层参数和井况,根据用户的需要,对施工作
业作出初步评价。
该评价主要包括:
①采用StimGun技术是否可行?②采用StimGun技术风险评估(水泥环和套管的损伤、电缆损伤、工具落井等)。
②采用什么样的工具和输送方式,使用效果最佳?接下来,利用PulsFrac™软件进行初步建模,此数学模型综合考虑裂缝长度、裂缝数量、可能的峰值压力以及套管损伤、封隔器承载等,对下井工具进行优化,输出模拟计算结果。
模拟计算结果主要包括:
①PulsFrac™模型输出
②计算机模拟效果曲线
③推进剂筒位置、长度
④压力峰值、压裂长度及压裂效果
⑤推荐射孔枪型、射孔弹型。
在施工作业过程中,井下高速记录仪不仅能够承受推进剂活动相关的高速冲击,而且还能在极高的压力和速率下记录和存储数据。
施工作业完成后,把井下高速记录仪所记录的数据和施工前的计算机模拟结果进行比较,对施工效果进行评价;同时对数学模型进行不断地完善,使得软件能够适应该地层的特点,模拟计算结果和实际结果比较接近。
4、可以和多种射孔工艺相结合,适用范围广。
StimGun技术可以和现在使用的各种射孔工艺相结合。
从传输方式上来说,StimGun 射孔器可以通过电缆、油管、钻杆、连续油管等方式输送下井作业。
并且能够和超正压工艺、酸化联作等工艺相结合,综合超正压工艺和酸化联作工艺的优点,对于射孔孔眼的压裂、造缝、裂缝的延伸等,效果显著,从而实现油气井的增产。
StimGun技术实现了带封隔器作业,极大地扩大了该技术的适用范围。
StimGun技术的主要应用可总结如下:
①作为油气井的增产工具
②作为压裂或酸化处理前的预处理措施,以提高注入能力,降低裂缝的迂曲度(可大大改善水力压裂的效果)。
③在一定条件下,可以取代水力压裂,作为增产措施。
附件1:Stimgun施工作业需要的技术参数
附件2:器材准备情况
塔里木第二勘探公司测井分公司
2005年12月。
油田水平井复合射孔技术应用探讨(油田水平井复合射孔应用总结材料)
油田水平井复合射孔技术应用探讨(油田水平井复合射孔应用总结材料)油田水平井复合射孔技术应用水平井技术在石油天然气集团的部分油气田得到规模化应用,在不同类型的油气田开发中见到了良好的效果,提高油层的采收率,提高油井的单井产量,2006年布水平井500 口,以后每年的大规模扩大水平井的钻井量。
水平井技术的推广,也促进了水平井射孔技术的发展。
针对水平井完井技术的推广,油田试油试采分公司大力提高产品技术和作业能力,根据油田的需要引进推广公司水平井复合射孔技术,并且成功地投入生产,从2006年11月15日在芳100-斜128井进行试验开始,到2008年12月15 日为止,油田的6个采油厂已经在各类油井、注水井中使用水平井复合射孔技术射孔安全施工36井次,取得了明显的投产效果。
——水平井完井技术的应用1 水平井完井的地质特点目的层通常是低孔低渗地层水平井开发技术用来提高油层单井产量和采收率是一个有效的手段,但大部分的使用水平井开发油层的厚度较小、地层孔隙度、渗透率都较低,如敖南等外围油田。
由于投产工艺的原因,使水平井的潜能得不到发挥。
开发水淹层的剩余油我国大量的陆上油田进入高含水期,水平井开采水淹层顶部的剩余油往往由于顶部的渗透性较差采用常规射孔直接投产效果不理想,而使用水平井技术开采剩余油,提高油田的采收率和单井产量是一个重要的技术进步。
水平井的钻井污染严重钻井、固井时的固相颗粒侵入和泥浆滤失造成了井筒周围近井带地层污染较直井更加严重,根据塔里木油田测试数据,污染较为严重的水平井表皮系数S值在20〜40之间,导致地层近井带的渗透率降低,严重影响水平井的开发效率。
2常规水平井射孔的不足常规水平井射孔采用保守的施工方案,使水平井优势发挥受限由于水平井井身结构复杂,为了避免风险,水平井射孔常采用比较保守的施工方案,相对于直井,水平井使用较小直径的射孔枪,使射孔完井的完善程度低。
由于水平井井身结构的特殊性,限制了射孔器的性能发挥射孔器相位优化无法达到直径射孔器的地质效果,影响油井的产量。
射孔方法
应用技术问题分析之一
枪与套管匹配问题
国外资料表明对于任何射孔器,当枪身和套管之间 存在间隙时,其穿透深度都将受到影响。当采用子弹式 射孔器进行射孔时,枪身和套管之间的间隙超过12㎜时, 子弹的射出速度和穿透能力将产生较大的损失。计算结 果表明,当间隙为零时,其穿深比间隙为12㎜时的穿深 增加15%;当间隙增大到25㎜和50㎜时,相应的穿深比间 隙为12㎜时的穿深降低25%和30%。采用聚能射孔器进行 射孔时,如果射孔枪与套管间隙过大,其穿深、孔径和 孔眼形状都将受到影响(即界面效应,它是射流穿过枪 体与套管内的液体造成的)。因此枪与套管应当合理匹 配。
射 孔 技 术
王 志 信
目 录
聚能射孔的原理及射孔几个应用技术 问题分析 双复射孔器 问题与建议
射孔是利用高能物流(即高温、高压、高速的 物质流)在油气井中给岩层造孔,为流体提供通道的 技术。 射孔技术是一个没有明确归属哪个学科的“学 问”。在高等院校里按学问性质划分的门类里没有射 孔学科。但在油田生产中缺少不了“射孔”这项技术。 射孔技术的研究和应用跨联着地质、采油、测井、火 工等多个学科,可以说是一门综合性技术。
应用技术问题分析之二
射孔弹技术指标与实用条件相差悬殊
穿深 210 (mm)180 150 120 90 60 30 0 0 10 20 30 40 50 60 70 炸高(mm)
炸高
17mm
40mm
1、射孔器是在常温、常压下验收,与井下 高温、高压条件相差甚远。 2、以5-1/2″套管内普遍通用的102射孔弹 为例, 102弹的验收炸高为40mm,钢靶上 的平均穿深169mm。102弹在102枪内的实际 炸高只有17mm。试验证明,在这个炸高下 102射孔弹在钢靶上的穿深平均为132.7mm, 降低了36.3mm,下降21.5%。
射孔技术交流学习课件
三、特色射孔技术介绍-全通径射孔技术
全通径射孔简介
缺点
多次起下管柱
达不到保护产层的 目的,同时增加作 业成本,延长试油 周期。
三、特色射孔技术介绍-全通径射孔技术
全通径射孔简介
全通径射孔是采用油管将全通径射孔器材及配 套井下工具输送到目的层位,起爆射孔后,将射孔 器材的附件全部丢掉,整个管柱形成与油管直径相
≥320 ≥358 ≥458 ≥730 ≥409 ≥ 436 ≥639 ≥659 ≥400 ≥386 ≥736
≥13.1 ≥1030
适应
套管
规格 ≥73 ≥73 ≥89 ≥108 ≥108 ≥108 ≥102 ≥121 ≥121 ≥121 ≥121
≥121
13 108
≤16
127超深穿透 ≤105 ≥12.0
玉门油田射孔技术交流
汇报内容
一、射孔工艺简介 二、射孔工艺配套技术 三、特色射孔技术介绍 四、几点建议
一、射孔工艺简介
1、射孔概述
射孔就是利用特制的射孔器采用特定的射孔方式射穿 井下封闭油气产层的套管、水泥环并深入油气层,形成沟 通井筒与油气产层的流体通道。
射孔质量直接关系到油井的产量和油田产能建设。优 选射孔工艺,有利于提高油气采收率,降低勘探开发成本, 因此射孔被形象的比喻为油田勘探开发过程中的“临门一 脚”。
将全通径射孔与一次性完井管柱联作、与酸化(加砂)压裂联作等工艺技 术应用于克拉玛依、吐哈、塔里木等油田,并取得了较好的作业效果。
三、特色射孔技术介绍-全通径射孔技术
全通径射孔简介
(7)现场应用--湖41-141井
石油工程技术 井下作业 油井射孔技术的现状与展望
油井射孔技术的现状与展望1概述射孔作业是石油钻井行业的关键环节之一,经过理论和现场实践验证,射孔作业在提高油气井的油气产量方面发挥着重要作用。
目前,国内外的射孔技术一般可分为以下几类:1.1以提高油气产能为重点的高效射孔,如聚能射孔、复合射孔等。
该类射孔技术重点关注如何高效打通地下油气通道,从而提高油井产能,该类射孔技术目前正朝着大爆量、超深穿透、多级火药、气体压裂增效的方向发展;1.2以保护储层、提高射孔完井效果为重点的射孔技术,主要包括负压射孔、动态负压射孔、超正压射孔和定向射孔;1.3以提高作业效率为重点的一体化作业流程,包括以提高测试结果可靠性为目的射孔与测试结合、射孔与酸化结合、射孔与压裂结合;1.4以提高作业安全和效率为目标的作业流程,包括管柱安全设计、作业优化设计、智能导向射孔、射孔监测诊断。
射孔技术的开发及相应的作业工艺改变了原有的单纯通过射孔打开套管的采收方式,为油田高效开发增添了新的技术途径。
2射孔技术现状2.1深穿透聚能射孔最初采用子弹射孔法穿透套管和水泥环,连接目标区和套管。
但是,子弹可以穿透的深度非常有限,经常不能形成有效的弹孔。
从业者通过借鉴反装甲武器的穿透能力,发明了深穿透聚能射孔技术。
这种射孔技术具有莫霍普特效应,具有良好的破岩能力,可以显著提高射孔深度。
近年来,随着非常规油气资源的深入开发,对射孔的要求越来越高,世界各国的油服企业均加大了深穿透聚能射孔技术的研究攻关力度,射孔的平均穿透深度也得到了大幅增加。
最具代表性的型号是美国GEO Dynamics公司研制的4039RaZor HMX射孔弹,对混凝土目标的平均穿透深度可达1600mm左右;美国Owen研发的射孔弹,对混凝土目标的平均穿透深度可达1340mm 左右。
四川射孔药厂研制的SDP48HMX39-1射孔药对混凝土靶材的平均穿透深度达到1540mm左右,大庆射孔弹厂研制的射孔弹对混凝土靶材的平均穿透深度达到1350mm左右,国内相关厂家的产品性能已经接近国际先进水平。
射孔介绍
4、储层岩石(污染带)
射孔就是在储层岩石中射出孔道。钻井的污染带厚 度在一米以上,严重污染的厚度范围在300~500毫米。
表皮效应:由于钻井、作业和增产措施,使井底附近
地层渗透率变差或变好,从而引起附加流动阻力的效应。
表皮系数 S:又叫井底阻力系数。是表示井的完善
程度的一个无量纲系数。
用完井半径rw与井的折算半径rc之比的自然对数表示。 即:
射无 孔电 枪缆
绳无 式枪 枪身 式
电缆射孔枪是 靠电缆或钢丝 绳送人井下的, 通过 电点火 击发。
是接在油管 柱上送入井 下的,一定 有枪身,也 称为油管传 输射孔枪。1来自有枪身式射孔枪(1)类型
按枪身 结构分 重复使用枪身 一次使用枪身
(2)应用
一次使用的枪身是在油管 传输射孔和过油管射孔时 使用的。
2、射孔残渣的污染
射孔时产生残渣,残渣包含有套 管钢材、水泥、地层岩石,残渣 呈碎屑状态存在。残渣随高速运 动的气流冲到岩石上,细小的颗 粒会进入地层的孔隙中堵塞孔隙, 使岩石孔隙度下降,造成污染。 射孔残渣在孔道中的堵塞称为杵 堵。
(4)枪身的作用:
一是射孔弹的载体,承受井筒 中的液压力,保护射孔弹不受损害, 保证射孔弹的击发。能吸收射孔时 射孔弹爆炸时的反作用力。 二是枪身可使射孔弹不与井筒中的液体 相接触,免受井筒液体的侵蚀。
2、无枪身式射孔器
(1)类型 (2)结构
可销毁式 不可销毁式
可销毁式射孔器是用链结强铝外 壳的射孔弹串联在一起,无弹架,无 枪身。射孔完将链结和射孔弹外壳丢 在井底。 不可销毁式无枪身式射孔器是一 个钢丝架,在架上固定射孔弹。
第三章 射孔工艺
射孔:就是根据开发方案的要求,采用专门的射孔工具射穿油气层部位
子弹复合射孔技术
子弹复合射孔技术郭胜文;张宣来【摘要】子弹复合射孔技术解决了现有复合射孔技术存在炸枪、气体利用率低、射孔后气体压裂不理想等问题.与其他复合射孔采用的高能气体压裂方式不同,子弹复合射孔技术利用爆破子弹在完成射孔孔道内爆炸所产生的爆炸冲击波实现近井造缝.阐述了子弹复合射孔技术的技术原理、技术特点、技术指标.试验表明,子弹复合射孔技术能够提高油气井产能,具有很好的推广价值.%Bullet compound perforation technology settled the problems existed in present compound perforation such as low utilization of bombing gun and gas, poor gas fracturing preference followed by perforation. Deviating from the other compound perforating technologies with high energy gas fracturing, bullet compound perforation realize near-welt fracturing with blast wave caused by blasting bullet explosion in perforating channels. Technological mechanism, characteristics and index of bullet compound perforation technique were illustrated in this paper. The experiment show that the bullet compound perforation technology is valuable to enhance the productivity of oil & gas wells, and worth application and popularization.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】2页(P112-113)【关键词】子弹复合射孔技术;复合爆破射孔装置;大孔径全通技术【作者】郭胜文;张宣来【作者单位】盘锦职业技术学院,辽宁盘锦124010;辽河油田钻采工艺研究院,辽宁盘锦 124010【正文语种】中文【中图分类】TE257+.1现有的复合射孔技术利用高压气体实现近井地带造缝,存在以下问题:易出现炸枪事故;火药装药与射孔段不在同一层,气体利用率较低;装药量少造成产气量少等[1]。
多级脉冲复合射孔技术产能效果分析
增效射孔枪泄压结构设计如图 l 。盲孔的加工有两
L 。 针 对 射 孔 弹 开发初期地层压力高 、物性好 、泥质含量低且地层 种 形 式 :一 是 外 盲 孔 ;二 是 内盲 孑 射孔 完 善 系数 好 的产层 ,其初 期 未 获油 流或 油 流不 装枪后 其炸高降低 的问题 ,把盲孔加 工在枪身 内 大 的岩 层 ;低 孔 隙度 的裂 缝致 密 岩 、不 含泥 质 的 白 云化 有垂 直 裂缝 的非均 质 灰岩 ;有粉 砂 岩 和泥 质夹 层 不 含 泥 质 的砂 岩 ;近 井 带 渗 透 表 面 在 钻 井 、试 壁 ,即实现 内盲孑 L 。
传统增效射孔枪存在以下几个问题 :①枪内压
孔 弹爆 轰 产生 高 温 、高压 能 量 ,激 发 了射孔 枪 内固 力过大 ,造成工程 问题 ;②能量得不到有效利用 ; 体推进剂爆燃 ,瞬间释放 出大量 的高能气体 ,形成 ③泄压垫落人井筒 ,造成污染。为此 ,采用泄压孔
二 次能 量 ,对 地层 做 功 ,此 过程 可 通过 火药 控 制技 辅 助 泄压 ,形 成 了 圆弧 状 泄压外 盲 孔结 构 ,泄压 盲 孔 在 内压 作用 下 ,可 自然 打 开 ,解 决 了上 述 问题 。 术使 其 产生 多 次脉 冲 。 ( 1 )适 用 于 复合 射 孔 的产 层 。包 括 以下 情 况 :
中水 敏和酸敏性矿物含量较 高的产层 ;破裂压力 高 、地质显 示好 ,但 出油较差 的产层 。
的速度 形成一定高 温 、高压 和加 载速率 的脉 冲气 ( 3 )生产 井或 老井 的产 层 。包 括 以下情 况 :油 流 ,沿 已经射开的孔道冲击加载 ,使射孔孔道 以裂 层压力较高 ,供油能力充足 , 但产量突然下降 ;酸 缝 的形 式延 伸 扩 展 ,形成 多 条裂 缝 ,可 部分 解 除钻 化 或 水力 压裂 等增 产措 施后 ,因油 层堵 塞而 产量 递 井 、 固井 射 孔 等 作 业 过 程 对 地层 所 造 成 的污 染 , 减 较 快 ,但 地 层压 力仍 较 高 的产 层 ;多 次增 产处 理 改 善 近 井 地 带 渗 透 性 能 ,从 而 提 高 油 气 井 完 善 程 产量已很低 ,但仍有一定压力的老油层 ,利用复合
射孔技术介绍
三 水平井(筛管完井)射孔技术
根据收集到的水平井筛管的资料,我们已经对辽河区块主要使用的 四种类型的筛管进行一系列地面打靶试验:
筛管类型 120金属棉筛管 枪型 76 60 76 割缝筛管 89 102 102 89 127 127 89 102 127 127 打孔筛管 89 89 89 钮扣筛管 89 89 89 弹型 76 60 51 60 76 60 60延缝 60 76 89 102 127 1米弹 102延缝 102延缝 102延缝 89延缝 89 60 孔密 20 24 40 32 32 48 20 48 40 16 16 16 10 13 12 10 12 12 26 相位 45°/135°8相位 90°4相位 45°/135°8相位 45°/135°8相位 45°/135°8相位 45°/135°8相位 45°/135°8相位° 45°/135°8相位 45°/135°8相位 90°4相位 90°4相位 90°4相位 90°4相位 90°,270°2相位 90°,270°2相位 90°,270°2相位 75° 、 90° 、 105° 、 255° 、 270°、285° 75° 、 90° 、 105° 、 255° 、 270°、285° 72°,5相位 外层套管(mm) 140 140 140 178 178 178 178 水槽 水槽 178 178 水槽 水槽 178 178 178 178 178 178 筛管外径(mm) 124 124 124 127 140 140 127 178 178 127 140 178 178 140 140 140 140 140 127 结果 安全 枪身炸裂 安全 安全 筛管断筋 安全 安全 发射不全 筛管断筋 筛管断筋 筛管断筋 筛管断筋 安全 筛管炸裂 筛管炸裂 安全 钮扣脱落严重 钮扣脱落严重 安全
集束复合射孔技术延长油田的应用
集束复合射孔技术延长油田的应用【摘要】延长油田针对下组合油层物性差,使用常规射孔方式投注,注水井无法达到油藏配注的要求,以及延安组油藏开发的需要,引进集束体复合射孔技术。
经过现场试验集束体复合射孔技术可有效提高地层的吸水能力,解决注水井增注问题,提高单井配注量,明显改善延安组油层近井地带的的导流能力,提高单井产量。
【关键词】集束复合射孔增注导流能力单井产量1 集束复合射孔技术原理集束复合射孔技术是将聚能射孔弹产生的爆轰能量和特制的能量发生载体(集束体)产生的能量有机的结合。
利用常规射孔弹产生的高速金属射流进行先导射孔,并入集束体激发产生高能粒子载波和冲击波,在微妙量级的时间内作用于射孔孔道内,加深扩大有效射孔孔径,破除压实带,产生微裂缝。
首先,油水井射孔时,在井下将射孔弹引爆,射孔弹引爆后产生的爆轰波和高速金属射流击穿井壁形成孔道,同时将集束体罩盖击垮,携入集束体到孔道内,在金属射流产生的旋涡流场作用下,集束体瞬间被激发,对爆轰波和高速射流进行第二级动力加载,形成更高能量的粒子载波和冲击波继续并沿着主爆轰波的传播方向向地层深处扩展,在破除压实带的同时,形成大孔道,并在孔道附近产生微裂缝,改善地层渗透能力,提高孔道与地层之间的导流能力,使射孔效能得到大幅度的提高,从而达到提高油井产能及注水井增注的目的。
集束复合射孔技术使用范围广,更适用于低孔低渗非均质性比较严重的地层,压裂施工前需要进行预处理的井、及低渗透油层采用射孔方式投注的注水井增注。
2 GSK集束复合射孔器性能特点及适用范围现场试验时,采用了GSK集束复合射孔器,该射孔器具有以下特点:(1)射孔枪不开泄压孔,压力只能通过孔眼向射孔孔道方向加速释放,集束复合射孔器推进剂火药与射孔孔眼的距离最短,使得推进剂火药能量的利用率提高;(2)提高射孔器的穿深。
与普通射孔器比较,射孔弹枪内炸高提高,射孔器穿深提高明显,高于普通射孔器。
(3)采用高能复合固体推进剂及燃烧控制技术及支撑剂随进技术,能有效调整火药升压速率和峰值压力,将支撑剂镶嵌于裂缝内,提高射孔后续效应,保护射孔器和套管不会受到意外损伤。
油气井下复合射孔过程测试技术研究
油气井下复合射孔过程测试技术研究摘要:复合射孔是射孔技术和高能气体压裂技术相结合对地层进行复合作用,打开油气层让地层流体流入井内的主要完井工序。
这个过程机理复杂,影响因素多,作用过程在微秒毫秒范围内,压力变化达到100MPa以上,且是在几千米深的油气井下,研究十分困难。
文章将基于油气工程的井下复合射孔器的工作机理,根据内置式复合射孔和外挂射孔两种完井工艺的压力数据展开对应的技术分析和研究,通过对测试数据的记录和显示来复合射孔的井下动压作用特性,从而了解如何提高射孔器的设计水平,加强射孔过程的技术质量。
关键词:井下射孔;复合射孔;测试技术1复合射孔器工作原理及测试复合射孔压裂增产的机理主要借助火药产生的高压气体对井下岩石进行作用,沿射孔孔眼压裂多个径向裂缝,并由这些裂缝贯通连接更多的天然裂缝[5]。
高能气体压裂过程以高压气源的活跃开始,持续到宏观的裂缝生成。
在这个过程中,井内压力驱动材料的几个机制同步反应,它包括:井眼的塑形变形,动态应力波从井眼向外传播,液体(气体)侵入近井的地层和孔隙。
随着井眼压力增加,所有已有的表面裂隙将破裂并开始延长。
因为气体比液体粘度低,所以他们能够迅速渗入到地层中。
一旦裂隙裂开,开始吸收气体,裂缝开始扩展,直到高能气体压力降低使扩展停止。
复合射孔过程中,根据复合射孔工具的不同,火药生成的高能气体压力在30~120MPa之间,压力脉冲持续时间从小于1ms到大于1s,压力的上升时间快,有助于形成“楔劈效应”,如果压力上升率过于缓慢,只能形成一条类似水力压裂的裂缝,长度相对较短。
除了压力上升时间,压力的峰值是另一个影响因素,压力峰值不能过大以免损坏井壁或套管;也不能过小,小于岩石原位应力不能使岩石开裂。
第三个重要指标是动压脉冲的持续时间,持续时间长有利于岩石裂缝扩展,但是超过一定时间之后裂缝增长减速,甚至停止增长,因此时间不宜过长。
井下多参数记录仪是一种专为射孔/压裂过程测试所研发的高速井下存储式动态参数测试仪,可以测量并记录油气井射孔和高能气体压裂过程中压力、加速度、温度的变化等,其作业过程如图1所示。
