射孔技術(shù)及脈沖射孔在東濮油田的應(yīng)用

郭海濤

摘 要：對(duì)于低滲透油井及污水回注井，普通射孔方式已經(jīng)很難滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，因此需要一種新型的射孔方式來(lái)解決儲(chǔ)層低滲透的問(wèn)題。本文介紹目前射孔方式及選擇原則，同時(shí)介紹了脈沖射孔的工作原理，其利用炸藥的微秒級(jí)爆速和火藥的毫秒級(jí)燃速差來(lái)實(shí)現(xiàn)先射孔后氣體壓裂，實(shí)現(xiàn)超正壓射孔。從其在東濮油田的應(yīng)用情況來(lái)看，取得了良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：射孔技術(shù);脈沖射孔;低滲透油藏

1 基本情況

東濮油田的開(kāi)發(fā)未來(lái)要向滲透油藏發(fā)展，低滲透油藏滲透率不高，產(chǎn)液量少，完鉆一口井成本較高。且隨著東濮油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，原油在生產(chǎn)過(guò)程中含水量不斷上升，綜合含水率達(dá)90%以上，污水的處理又稱(chēng)為一大難題。目前的解決方法是污水回注，但污水回注量不高，注水壓力上升的問(wèn)題也亟待解決。為解決以上問(wèn)題，本文提出了利用提升射孔技術(shù)增加油層的滲透率[1]。

射孔的基本原理是在炸藥爆炸后達(dá)到7000-8000m/s的速度，形成2000-5000℃高溫、高壓沖擊波，產(chǎn)生約30000MPa的壓力。巖石受到高溫、高壓射流沖擊變形、破碎和壓實(shí)。貝雷砂巖靶試驗(yàn)結(jié)果表明，這種沖擊壓實(shí)的損害厚度約為6.4-12.7 mm，滲透率僅為原始滲透率的20%左右[2，3]，貝雷砂巖靶的試驗(yàn)結(jié)果，若低滲儲(chǔ)層則更為嚴(yán)重。因此射孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和不同的井礦選擇合適的射孔方式;同時(shí)把合理的選擇射孔器和射孔工藝做到很好的結(jié)合，來(lái)降低射孔孔眼堵塞，提高油氣流動(dòng)效率，以提高單井產(chǎn)能。

2 射孔方案的選擇原則

主要考慮儲(chǔ)集層類(lèi)型、井筒條件、作業(yè)目標(biāo)措施、射孔器材性能指標(biāo)，以及在保證安全作業(yè)前提下，采用何種方案進(jìn)行射孔等。

2.1 射孔器的選擇原則

2.1.1 依據(jù)井筒客觀結(jié)構(gòu)

根據(jù)井筒管柱結(jié)構(gòu)和尺寸大小及不同的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)和射孔的目的等，在滿(mǎn)足射孔器脹徑（≤5mm）條件下，采用最大外徑射孔器（射孔槍?zhuān)裱淇讟屌c套管的匹配原則。

2.1.2 依據(jù)不同的儲(chǔ)層條件

依據(jù)儲(chǔ)層條件不同主要分為以下集中情況：①高孔高滲疏松砂巖儲(chǔ)層：這類(lèi)儲(chǔ)層射孔后一般需要進(jìn)行防砂措施后生產(chǎn)，因此這類(lèi)儲(chǔ)層適用大孔徑、高孔密、穿深小的防砂射孔或低碎屑射孔器;②中等孔滲固結(jié)砂巖儲(chǔ)層：這類(lèi)儲(chǔ)層滲透率相對(duì)較小，適用深穿透或雙復(fù)增效等射孔器;③低滲透致密砂巖儲(chǔ)層：適用雙復(fù)增效、深穿透、多級(jí)脈沖等射孔器，可選用定方位等。

2.2 輸送方式的選擇原則

射孔輸送方式分為油管輸送和電纜輸送兩種。

2.2.1 電纜輸送選擇原則

電纜輸送射孔一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：①井斜不超過(guò)35°，射孔液能控制井筒壓力平衡;②考慮到電纜承受拉伸能力，一般要求井深<3500m;③套管無(wú)變形、無(wú)油帽，原油粘度低;④通井、刮管作業(yè)必須通過(guò)油層底界10m;⑤射孔層段低于20m，下井次數(shù)低于5次的井。

2.2.2 油管輸送選擇原則

電纜輸送射孔一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：①井斜超過(guò)35°的井;②地層壓力高，或需進(jìn)行定方位、負(fù)壓、全通徑、超正壓射孔的井;③氣層井或高氣油比的井;④低于1m的薄層及射孔層較厚，一般大于20m的井;⑤射孔井段套管有變形，電纜輸送射孔有困難的井。

3 超正壓多脈沖深穿透復(fù)合射孔技術(shù)

3.1 技術(shù)原理

將聚能射孔和高能氣體壓裂技術(shù)融為一體，利用炸藥的微秒級(jí)爆速和火藥的毫秒級(jí)燃速差來(lái)實(shí)現(xiàn)先射孔后氣體壓裂，實(shí)現(xiàn)超正壓射孔，利用多級(jí)火藥裝藥合理組合，形成多級(jí)脈沖復(fù)合射孔壓裂技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鈱?duì)地層的多級(jí)壓力脈沖，延長(zhǎng)作用時(shí)間，增加延縫半徑。對(duì)地層近井區(qū)域產(chǎn)生機(jī)械作用、物理化學(xué)作用和熱力學(xué)作用，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。

3.2 超正壓多脈沖深穿透復(fù)合射孔在東濮油田應(yīng)用效果

脈沖射孔技術(shù)在東濮油田應(yīng)用10口井，其中5口油井，5口污水回注井。

3.2.1 脈沖射孔在油井上的應(yīng)用

P18X49該井生產(chǎn)沙三中段，平均孔隙度19.2%，平均空氣滲透率為93×10-3μm2，表現(xiàn)為低滲。射孔應(yīng)用FN102槍?zhuān)?27彈脈沖射孔。自2012年9月8日生產(chǎn)以來(lái)，該井一直保持較高的產(chǎn)液量和產(chǎn)油量，到目前為止該井平日日液8.6m3，平均日油7.2t，綜合含水16.3%，效果顯著。

3.2.2 脈沖射孔在水井上的應(yīng)用

PO6-26-497和GO8-33-209均為污水回注井，投產(chǎn)采用脈沖射孔，應(yīng)用FN102槍?zhuān)?27王彈，同時(shí)配套三寸油管。GO6-26-497配注500m3，初期日注528m3，目前配注800m3，日注975m3。GO8-33-209配注1000m3，初期日注960m3，目前日注1200m3。應(yīng)用脈沖射孔后兩口井均可達(dá)到日注千方。

4 結(jié)論

從目前東濮油田射孔應(yīng)用效果來(lái)看，普通射孔方式可以解決目前應(yīng)用需求。但低孔、低滲的油藏不能達(dá)到要求。從2012年多脈沖射孔應(yīng)用效果可以看出，多脈沖射孔應(yīng)用可以解決低孔低滲油藏的問(wèn)題，可以提高油的單井產(chǎn)能。同時(shí)，多脈沖射孔應(yīng)用在污水回注井當(dāng)中也取得了良好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王樹(shù)強(qiáng)，陳瓊等.多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2005（27）：42-44.

[2]李東傳，唐國(guó)海，孫新波，等.射孔壓實(shí)帶研究[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2000（5）：112-114.

[3]黃風(fēng)雷，孫新波，羅小娟等.貝雷砂巖射孔損害區(qū)核磁共振實(shí)驗(yàn)研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999（s1）：33-37.