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双复射孔技术的研究及应用 摘要：双复射孔技术是近几年发展起来的一项增效射孔完井工艺技术，并已取得较好的应用效果。本文介绍了双复射孔技术的工作原理、技术优点；结合河南油田B320井的应用情况表明：在地质条件下基本相同的情况下，采用该技术射孔，油层压裂施工时，破裂压力明显降低，加砂量增加；压后产液量增加，注水量提高。采用该技术射孔增产效果显著，具有广泛的推广应用价值。下载 关键词：双复射孔；技术；产能；增产；应用 中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）05-0-01 一、前言 射孔是石油勘探与开发系统工程中极其重要的一项技术，射孔效果直接影响着产能。射孔完井是目前国内外使用最广泛的一种完井方式，但其存在一定的缺点，如存在着钻井、固井污染和成孔过程中形成的射孔压实带影响油井产能，以及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，常规射孔方式已不能适应油田开发的需要。 为了更好地沟通地层和井筒，提高油气井产能，近年来双复射孔技术应运而生，双复射孔器由复式射孔枪和复式射孔弹组成。双复射孔器有2种系列，一种是射孔弹前仓配未装火药的适用于高渗透油藏的复式射孔器；另一种是射孔弹前仓配装火药的适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构，使射孔弹和火药能量得到充分利用，与一般的枪径及弹型的射孔器比较，其穿孔深度提高7%以上，孔容提高10%以上。经地面枪体胀径实验、固弹方式、穿深对比实验证实，双复射孔器枪体胀径符合标准，固弹方式牢靠，其性能明显优于其他类型的射孔器。目前该项成果已在河南油田应用10多井次，见到良好的应用效果，并创造了良好的经济效益和社会效益。 二、双复射孔技术工作原理 双复射孔技术是增效射孔技术的发展，是在聚能射孔基础上改造油气层，实现增产的一种新技术。利用炸药引爆后和火药推进剂引燃后爆轰、燃烧的不同作用原理，形成两个带有一定时间差的不同压力脉冲，通过射孔孔道在井筒附近产生多方位辐射状裂缝，并与天然裂缝沟通，同时在射孔成孔过程中形成的压实带上产生多条裂缝，并能对射孔孔道进行冲洗，从而提高完井作业的作业半径，达到改善产层与井眼之间的连通性，提高渗透率，增加渗流面积，增加油气产量的目的。在射孔弹爆炸时，爆炸产生的高温高压气体点燃前仓装药(部分药随射流进入孔道后燃烧)以尽可能高的速度从枪眼喷出进入射孔孔道，火药燃烧产生的高压气体对射孔孔道进行造缝、延缝，并对射孔压实带实行剥离和松解。枪体不开泄压孔，压力只能通过孔眼向射孔孔道方向加速释放，在各种形式的复合射孔器中，双复射孔器火药与射孔孔眼的距离最短，在二者之间可以建立一条高压燃气的短暂通道，使得火药能量的利用率提高。射孔器射孔时在枪内产生500MPa-800MPa瞬间高压，这个力首先作用于全封闭弹架，弹架受力后变形，均匀贴在枪体内壁(地面试验后刨开观察可见)，在弹架受力变形的过程中吸收了大部分峰值能量，减弱了对枪体的破坏作用。另外，双复射孔器中射孔弹装配到弹架后，整个弹架形成了一个完整的筒体，这种结构比普通射孔器固弹方式可靠，耐冲击性能好。 复合射孔技术对于钻井、固井污染较重的井，产生的裂缝可以穿透污染带，减小地层污染程度；对于低孔隙度、低渗透率地层，可以通过多方位裂缝连通创造一个较好的渗流条件，有利于提高油气井的产量；对于新井、探井可以比较客观真实地反映地层的产能状况；对于老井补孔作业，可以达到清蜡、解堵、清理旧射孔孔道的作用，起到一定的增产效果；对于注水井，可以起到增注以及消除水中杂质对孔道堵塞的作用；对于要进行压裂的井，可以起到降低注入压力的作用。双复射孔器减薄枪体壁厚，提高射孔弹枪内炸高，充分发挥射孔弹穿孔潜能；减少套管与枪体间隙，从而减弱射流界面效应，增加穿孔深度；每发射孔弹都配装火药组成复式弹，使火药燃气高压可以随射流径直对地层炮眼加载；为扩孔、解堵、松解压实带等提供最大的火药能量。这些特点是其他任何射孔器所不具备的。 三、双复射孔技术的应用 基于双复射孔的优点，我们在勘探井B320进行了现场施工。我们在调研多家产品的基础上选用辽河双龙SL102F射孔弹和双复射孔枪，认真做好施工设计和HSE设计。本次试油层位H32，井段2651.1-2663.6m，三层厚度11.6m，电测解释为差油层。2011年12月19日下外径73mm外加厚油管276根，油管传输射孔工具一套，采用自然伽马和磁定位进行校深，调整管柱后，投棒射孔，20日起出全部管柱及工具，检查实射169孔，发射率100%。接着下单封测试工具一套进行地层测试，26日起出全部测试管柱。本层测试按回收量折算日产油0.087m3，日产水0.223m3，试油结果为干层。2012年1月21日由河南油田井下压裂队用2000型压裂车组进行大型压裂施工，本次施工进入地层总液量362.5m3，总砂量(含下沉剂)44.5m3，破裂压力49.1MPa，压裂施工安全顺利。1月21日22:00-25日18:00进行控制放喷，26日开始就井下压裂管柱进行抽吸排液9天。放喷、抽吸共排液336.67m3，其中油35.8m3，水300.87m3。2月4日0:00-5日12:00抽吸求产，在抽深1800m，日抽24次，动液面1700m的制度下，日产油3.82m3，水12.87m3。 四、地质效果分析 针对双复射孔的使用我们进行了统计和效果跟踪。就泌阳地区的使用不同方式射孔的3口井压裂改造数据、改造效果进行对比分析。 对比分析后可以看出： 1.明显降低了压裂时的破碎压力。B320井使用的双复射孔方式，破碎压力49.1MPa。使用常规方式施工的B302井破碎压力72MPa，B310井破碎压力96MPa。破碎压力相比分别降低了31.81%和48.85%。 2.注入液量明显增加。双复方式施工的B320井设计注入量是358.4 m3，实际注入量362.5m3，注入率101.4%。使用常规方式射孔的B302井设计注入量171.2m3，实际注入量166.2m3，注入率96.18%。B310井设计注入量是172.8m3，实际注入量133.6m3，注入率77.31%。B320井的注入量分别是常规射孔井注入量的218.11%和271.33%。 3.压裂注砂量增加。压裂注砂量标志着地层改善的效果，注入多，压裂效果好。在这三口井中，双复射孔的B320井的加砂量是常规射孔的两口井的2.02倍和3.69倍。 4.产液量明显增加。上述三口井在实施压裂前，产液量相差不多，分别为B320产0.31m3/日、B302产0.299m3/日和B310产0.984m3/日，双复射孔效果并不明显。实施压裂措施后，三口井的产液量分别是：23.7m3/日、8.0m3/日和8.28m3/日。双复射孔井产液量基本是常规射孔的3倍。效果非常明显，达到了改造地层、提高产液量的目的。 五、结论 通过双复射孔技术在我油田的应用，从使用效果上可以看出和常规射孔技术相比，具有十分明显的优势。该技术的使用，可有效占有我们的内部市场，同时可以发展外部市场，极具推广价值。