射孔完井的保護(hù)油氣層技術(shù)

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1、射孔完井的保護(hù)油氣層技術(shù)?射孔過程一方面是為油氣流建立若干溝通油氣層和井筒的流動(dòng)通道，另一方面又對(duì)油氣層造成一走的損害。因此，射孔完井工藝對(duì)油氣井產(chǎn)能的高低有很大影響。如果射孔工藝和射孔參數(shù)選擇恰當(dāng)，可以使射孔對(duì)油氣層的損害程度減到最小，而且還可以在一定程度上緩解鉆井對(duì)油氣層的損害，從而使油井產(chǎn)能恢復(fù)甚至達(dá)到天然生產(chǎn)能力。如果射孔工藝和射孔參數(shù)選擇不當(dāng)，射孔本身就會(huì)對(duì)油氣層造成極大的損害，甚至超過鉆井損害，從而使油井產(chǎn)能很低。有些井的產(chǎn)能只是天然生產(chǎn)能力的20％～30％，甚至完全喪大產(chǎn)能。?國內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)證明上述論點(diǎn)是完全正確的。如：新疆石油管理局在1991年底對(duì)25口沒有

2、工業(yè)開采價(jià)值的老井進(jìn)行了重新射孔，其中有12口油井獲得了工業(yè)油流，例如車38井，?1986年采用WD73一400型無槍身射孔彈、10孔／m完井，結(jié)果為干層。?1991年底，改用YD-89射孔槍彈、16孔／m重射，日產(chǎn)油12.6m3。吉林油田采油一廠的中18-56井，1992年采用WD67-1型無槍身射孔彈、10孔／m完井，又經(jīng)過三次壓裂，日產(chǎn)液0.4t。1994年7月改用YD-127射孔槍彈、16孔／m重射，日產(chǎn)液6.2t。大慶石油管理局北2-20-456井，最初采用WDG48-200無槍身過油管射孔彈完井，完井后液面不上升，S＝11．78。后改用YD-89射孔槍彈重射，日產(chǎn)油1

3、0t。大港石油管理局在1991年開始對(duì)12口試油結(jié)果為干層或低產(chǎn)的老井進(jìn)行了重射。由原先采用的57-103、YD-73等射孔搶彈、10～13孔／m，改為采用YD-89、16～20孔／m、重射，結(jié)果均獲得工業(yè)油流，產(chǎn)能明顯提高，平均增產(chǎn)2～11.8倍。上述資料表明：通過改進(jìn)射孔工藝，可以使原先的報(bào)廢井、干層，獲得工業(yè)油流，擴(kuò)大探明儲(chǔ)量。由此可見，射孔工藝水平對(duì)油井產(chǎn)能有非常大的影響。因此，多年來同內(nèi)外對(duì)射孔工藝；射孔損害機(jī)理等進(jìn)行了大量的理論、實(shí)驗(yàn)室和礦場實(shí)驗(yàn)研究。???一、射孔對(duì)油氣層的損害分析?射孔對(duì)油氣層的損害，可歸納為以下幾個(gè)主要方面。?1．成孔過程對(duì)油氣層的損害?聚能射孔

4、彈的成形藥柱爆炸后，產(chǎn)生出高溫（2000℃～5000℃）、高壓（幾千～幾萬個(gè)MPa）的沖擊波，使凹槽內(nèi)的紫銅金屬罩受到來自四面八方的向藥柱軸心的擠壓作用。在高溫高壓下，金屬罩的部分質(zhì)量變?yōu)樗俣冗_(dá)1000m／s的微粒金屬流。這股高速的金屬流遇到障礙物時(shí)，產(chǎn)生約3萬MPa的壓力，擊穿套管、水泥環(huán)及油氣層巖石，形成一個(gè)孔眼。但金屬射流所遇到的障礙物并不會(huì)白白消失，套管、水泥環(huán)及巖石受到高壓的聚能射流沖擊后，將變形，崩潰而破碎，有一部分成為碎片。?為了研究成孔過程中孔眼周圍巖石的狀況，1978年R.J.Sanucier發(fā)表了用貝雷砂巖靶射孔，然后沿孔眼軸線方向剖開巖心靶，觀察孔眼周圍巖石

5、受損害的文章。觀察表明：在最靠近孔眼約2.54mm（0.1in）厚的嚴(yán)重破碎帶處，產(chǎn)生大量裂縫有較高的滲透率。向外約2.54～5.08mm（0.1～0.2in）厚為破碎壓實(shí)帶，滲透率降低。再向外約5.08～10.16mm（0.2～0.4in）厚為壓實(shí)帶，此處滲透率大大降低。Sanucier指出，在孔眼周圍大約12.70mm（0.5in）厚的破碎壓實(shí)帶處，其滲透率Kcz約為原始滲透率Ke的10％。這個(gè)滲透率極低的壓實(shí)帶將極大地降低射孔井的產(chǎn)能，而目前的射孔工藝技術(shù)尚無法消除它的影響，如圖6-1所示。?國內(nèi)華北油田與西南石油學(xué)院聯(lián)合進(jìn)行了射孔巖心靶損害機(jī)理的研究。利用一種特殊的溶液向

6、射孔后的巖心驅(qū)替，然后用某種試劑滴度，可明顯地觀察到孔眼周圍存在一圈顏色變異的壓實(shí)帶，且在孔人口處壓實(shí)帶較厚，約為15～17mm，在孔眼底部壓實(shí)帶較薄，約為7～10mm。這一觀察與國外12.70mm（0.5in）厚的壓實(shí)帶之結(jié)論是基本一致?此外，若射孔彈的性能不良，也會(huì)形成杵堵。聚能射孔彈的紫銅罩約有30％的金屬質(zhì)量能轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傥⒘Ｉ淞?，其余部分是碎片以較低的速度跟在射流后面而移動(dòng)，且與套管、水泥環(huán)、巖石等碎屑一起堵塞已經(jīng)射開的孔眼。這種杵堵非常牢固，酸化及生產(chǎn)流體的沖刷都難以將其清除。???2．射孔參數(shù)不合理或油氣層打開程度不完善對(duì)油氣層的損害?射孔參數(shù)是指孔密、孔深、孔徑、布

7、孔相位角、布孔格式等。若射孔參數(shù)選擇不當(dāng)，將引起射孔效率的嚴(yán)重降低。???從圖中可見，在離井筒較遠(yuǎn)處是徑向流。從水平面內(nèi)觀察，流體是徑向流入井筒；從垂直面內(nèi)觀察，流線是平行于油氣層的頂部和底部。但從井筒附近的某處開始，出現(xiàn)流線的匯集而變?yōu)榉菑较蛄鳌４藭r(shí)，盡管在水平面內(nèi)已不再是徑向的，但在垂直面內(nèi)流線仍然還平行于油氣層的頂部與底部，這稱為非徑向流l相，此時(shí)已產(chǎn)生了部分附加壓降。再靠近井筒的某一位置，流線開始匯集流向孔眼，因套管、水泥環(huán)的封閉成為流動(dòng)障礙，故在垂直面內(nèi)的流線也不再平行