牛東區塊射孔工藝技術設計

黃太 賀強 劉生春 等

摘 要：射孔完井為氣藏常見的完井投產方式，牛東區塊近年來射孔工藝存在著參數較為單一，射孔液對儲層有一定的污染，為進一步提高研究區射孔工藝技術應用效果，開展射孔工藝設計設計方面的優化。優選了電纜傳輸作為主要的射孔完井方式，分注水井和氣井進行射孔槍彈的設計，采用無固相的KCl和NaCl射孔液降低射孔過程對儲層的污染，氣井射開程度控制在60-70%，注水井射開程度70%。并提出了相應的射孔過程儲層保護及固井質量要求，最終推薦了針對研究區的射孔工藝方案。

關鍵詞：青海油田；牛東區塊；射孔工藝；技術優化

中圖分類號 TE358；文獻識別碼 A

針對于邊底水氣藏，射孔完井是較為常見的氣井完井類型，射孔工藝技術的效果，直接決定了氣藏開采的情況[1]。統計研究區氣藏有射孔數據的氣井，對射孔槍彈類型、射開厚度、孔密、相位角和射孔液進行了分析。從分析中可知：該區射孔方式均采用電纜輸送正壓射孔；射孔槍彈主要是102槍127彈；射開厚度為2～8m，其中以4m居多；孔密全部采用16孔/m；相位角主要為90°為主，采用螺旋布孔；射孔液為河水。存在問題：（1）射孔參數單一，未進行優化；（2）射孔液為河水，對地層污染嚴重。因此，需要對射孔工藝技術進行優化和革新，進而提高射孔工藝質量，改善氣藏開發效果。

1.射孔工藝方案設計

（1）射孔方式選擇

目前國內外常用的射孔工藝主要有三種：電纜傳輸射孔、過油管射孔、油管傳輸射孔[2]。根據上述各種射孔工藝的優缺點，結合現場射孔實際經驗和可操作性，認為在研究區氣藏套管完井射孔中，建議采用電纜傳輸射孔。

（2）射孔工藝優化設計

由于研究區氣藏儲層薄，低孔低滲特征明顯。為提高射孔效果，采用深穿透槍彈射孔。對于壓裂投產氣井，考慮射孔與壓裂的協同效應，采用大孔徑、高孔密思路優選孔徑、孔密和相位角。對注水井，采用深穿透射孔器，加大射孔厚度，高孔密射孔；對于注不進的注水井，可采用清水壓裂、清水低砂比壓裂工藝技術提高地層吸水能力[3]。

在考慮研究區氣藏基礎數據的基礎上，對射孔工藝參數進行了優化，射孔參數優選應滿足產率比相對較大的原則和滿足套管強度的要求。一般情況下套降系數小于5%是安全的。考慮該區氣井都需要壓裂改造，為安全起見，氣井射孔參數套降系數要求小于2%。優選結果如下（表1）。

（3）射孔液選擇

在射孔液的選擇上，應選取與地層及流體配伍性好，配置方便，成本低的射孔液。通過對研究區氣藏儲層敏感性實驗得出，本區主要儲集層屬于中等偏弱水敏，較強酸敏，弱鹽敏，弱速敏。故采用無固相清潔鹽水射孔液，具有成本低、配置方便、使用安全等特點[4]。射孔液中無固相顆粒，不會發生外來固相侵入氣層的問題，故建議采用無固相的KCl和NaCl射孔液。

（4）射開程度優化

①氣井射開程度

根據國內低滲氣藏生產及開發經驗，低滲透氣層打開程度為氣層厚度的2/3為好，對儲層特別致密低滲且含氣飽和度低的氣層，應適當加大射開程度。根據低滲氣藏開發經驗和研究區氣藏射開程度優化結果分析，推薦射開程度控制在60-70%。

②水井射開程度

新投水井采用深穿透射孔器射孔投注。射孔采用102槍1m彈，孔密16孔/m，90o相位。為提高注水井吸水能力，改善吸水剖面，提高水驅效率，應增大水井射開程度。根據國內外氣田生產經驗，推薦注水井射開程度70%。

2.射孔儲層保護及固井質量要求

2.1射孔過程儲層保護要求

（1）采用低傷害射孔液配方，降低對儲層的污染程度。

（2）應用射孔軟件對射孔參數進行優化計算，降低射孔參數不合理對氣層造成的傷害，提高射孔質量，取得良好的射孔效果和經濟效益。

2.2技術套管質量要求

（1）對于API系列套管，用雙軸應力校核的安全系數應該符合表2規定。

（2）若采用原井眼尺寸的裸眼口袋，對淺于600m的技術套管，其深度不超過3m；600～800m的技術套管，裸眼口袋不超過4m；超過800m的技術套管，裸眼口袋不超過4.5m。

（3）水泥塞高度不超過20m。

（4）水泥返高必須達到設計要求。

3.射孔工藝推薦方案

射孔方式：氣水井推薦采用電纜傳輸射孔的方式，氣水井可采用負壓射孔。

射孔槍彈：氣井102槍127彈；注水井102槍1m彈。

孔密：氣井16孔/m，水井16孔/m。

相位：氣井60°，水井90°。

布孔方式：螺旋布孔。

射孔液：采用無固相的KCl和NaCl射孔液。

4.結語

本文結合多年來工作實踐，分析了研究區射孔工藝存在的問題，并針對性從射孔方式、射孔工藝技術、射孔液和射開程度4個方面進行了優化，并對射孔過程儲層保護和技術套管固井質量提出了相關的要求。最后設計了射孔工藝并應用于實踐，效果良好。

參考文獻

[1]趙金洲，陳曦宇，李勇明，等.水平井分段多簇壓裂模擬分析及射孔優化[J].石油勘探與開發，2017，44（1）：117-124.

[2]尹建，郭建春，曾凡輝.水平井分段壓裂射孔間距優化方法[J].石油鉆探技術，2012，40（5）：67-71.

[3]彪仿俊，劉合，張勁，等.螺旋射孔條件下地層破裂壓力的數值模擬研究[J].中國科學技術大學學報，2011，41（3）：219-226.

[4]郭祥波，郭昭學，朱忠偉，等.低壓油氣藏地下儲氣庫井射孔工藝優化[J].斷塊油氣田，2013，20（2）：255-257.

作者簡介

黃太（1991-），男，漢族，助理工程師，從事油氣田開發工作。

（作者單位：中國石油青海油田分公司采氣三廠）