復(fù)合射孔技術(shù)在淺層氣防砂中的應(yīng)用

丁曉

摘要：新時(shí)期背景下，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，在油田領(lǐng)域中各種技術(shù)得到了應(yīng)用，復(fù)合射孔技術(shù)作為常見的一種基礎(chǔ)策略，應(yīng)用時(shí)能夠在淺層氣防沙項(xiàng)目中起到良好的效果。因此，為了能夠?qū)υ摷夹g(shù)的應(yīng)用情況有更為全面的了解，文章結(jié)合實(shí)際在闡述復(fù)合射孔技術(shù)原理的同時(shí)，對該技術(shù)的實(shí)踐過程進(jìn)行了研究，希望論述后可以給相關(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)合射孔技術(shù);油井出砂;防砂應(yīng)用

引言

在油田項(xiàng)目開展的階段中，防沙工作作為系統(tǒng)性的工作，如何將防沙工作做好，對提高油田生產(chǎn)有著積極的作用。就目前來說受到技術(shù)因素、地質(zhì)條件因素的影響，油井出砂問題頻頻出現(xiàn)不利于企業(yè)的正常開展。所以將復(fù)合射孔技術(shù)應(yīng)用到防沙項(xiàng)目當(dāng)中，能夠給油田企業(yè)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，所以對該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行研究意義重大。

1復(fù)合射孔防砂技術(shù)的工藝原理

復(fù)合射孔防砂技術(shù)的工作原理是通過復(fù)合射孔彈進(jìn)行套管射孔作業(yè)，把射孔和防砂 融合到一起進(jìn)行施工，具體操作步驟如下：首先，復(fù)合射孔彈內(nèi)填充足夠的防砂材料，結(jié)束后進(jìn)行復(fù)合射孔彈的密封處理;其次，引爆射孔彈，在巨大的壓力直接作用之下沿著套管快速前進(jìn)，同時(shí)穿越油層結(jié)構(gòu)，就可以制作出相同直徑的射孔。因?yàn)樯淇讖椘鸨约鞍l(fā)射環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)溫度快速升高，同時(shí)在其經(jīng)過的路徑上出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài);射彈孔到達(dá)套管底部，直接和巖層觸碰，讓射孔彈內(nèi)易燃易爆的填充物爆炸，產(chǎn)生較大的爆炸力使得防砂材料從孔眼內(nèi)噴射出來，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成密實(shí)度較高的防砂層，竟然可以達(dá)到避免油井出砂的問題。

2復(fù)合射孔彈的研究

2.1復(fù)合射孔彈的優(yōu)點(diǎn)

射孔彈是目前比較常見的處理工藝方式，已經(jīng)被大量的應(yīng)用到油井射孔的工作中，對于油井開采和運(yùn)行起到極為重要的作用。在最初的研發(fā)階段，二十世紀(jì)的30-40年代開始，國外有些國家已經(jīng)研發(fā)出魚雷式射孔器與聚能式射孔彈形式，不同形式可以應(yīng)用到不同場景之下，發(fā)揮出應(yīng)有的作用。隨著技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，技術(shù)水平不斷的提升，射孔完井已經(jīng)大量的應(yīng)用到實(shí)踐中，是目前油井開采的重要技術(shù)之一，對于油井開采領(lǐng)域的發(fā)展存在重要影響。復(fù)合射孔彈的優(yōu)勢可以從如下幾個(gè)方面考慮分析：其一，結(jié)合油井的具體情況，確定符合實(shí)際需要的多種射流短，并且通過技術(shù)人員的管控以保證油、氣、水等物質(zhì)流量處于合理的范圍內(nèi)。比如在油液粘稠度較高的情況下，通過復(fù)合射孔彈的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)分層增產(chǎn)增注作業(yè)，確保射孔防砂的施工效果。其二，操作簡單方便，防砂的時(shí)間也比較長。應(yīng)用機(jī)械防砂或者化學(xué)防砂的措施，雖然可以快速的實(shí)現(xiàn)改變，但是隨著油田開采時(shí)間的不斷延長，也會(huì)導(dǎo)致該油井出現(xiàn)反復(fù)出砂的現(xiàn)象。而應(yīng)用復(fù)合射孔彈防砂的處理方式，應(yīng)用之后可以有效的預(yù)防出現(xiàn)井壁坍塌的問題，避免出現(xiàn)重復(fù)出砂的情況，提高總體運(yùn)行效果，完全達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，為油井開采效率和質(zhì)量的提升打下基礎(chǔ)。

2.2射孔彈防砂材料的設(shè)計(jì)

較之傳統(tǒng)防砂技術(shù)來說，復(fù)合射孔防砂的方式效果更好，并且其最終的處理效果和防砂材料性能有著直接的關(guān)系，所以在具體的應(yīng)用之前，要以實(shí)際情況選擇最佳的防砂材料，這關(guān)系到實(shí)際應(yīng)用效果，必須加強(qiáng)重視。首先，在特定的彈體容積數(shù)據(jù)要求范圍內(nèi)，盡量的多填充防砂的材料，確保一次性射孔噴射出來的防砂材料數(shù)量滿足要求，完全符合具體的油井開采需要。其次，防砂材料在彈體結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻的分部，不會(huì)存在沉淀或者有大量空氣的情況存在，可以有效的預(yù)防出現(xiàn)在起爆后無法形成完整防砂層的情況，消除不利的影響。最后，確保管柱、套管的質(zhì)量符合要求。復(fù)合射孔彈的運(yùn)動(dòng)路徑是套管，通過壓力作用之下會(huì)快速的前進(jìn)，所以必須確保套管的質(zhì)量合格，從而可以使得復(fù)合射孔彈防砂技術(shù)效果滿足要求，實(shí)現(xiàn)效果最優(yōu)化轉(zhuǎn)變，使得油井開采順利完成。

2.3理論計(jì)算和結(jié)果分析

根據(jù)實(shí)際工作需要，通過計(jì)算機(jī)模擬軟件展開分析研究，對于射孔彈的射流的侵入環(huán)節(jié)做好模擬計(jì)算分析，總結(jié)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，具體如下所示：射流的頭部運(yùn)動(dòng)速度為6729m/s，和強(qiáng)度為50MPa的巖石層接觸時(shí)，臨界速度達(dá)到1043m/s，碰撞接觸射孔的噴射時(shí)間為80-150毫秒。以上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，將上述各個(gè)變量輸入到三維模型內(nèi)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫模擬分析，充分了解射孔彈的形狀、填充量、套管內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡、噴射速度等方面，從而可以了解射孔運(yùn)動(dòng)的軌跡和條件。這些數(shù)據(jù)都是技術(shù)人員設(shè)計(jì)與分析的關(guān)鍵，對于今后的具體操作提供良好基礎(chǔ)。

3室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究

模擬槍裝置設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是要制作出與射孔槍完全相同的封閉結(jié)構(gòu)體系，將復(fù)合射孔器安裝到該作業(yè)環(huán)境之內(nèi)，保證其與實(shí)際工作情況存在關(guān)系，以保證能夠重點(diǎn)分析了解在實(shí)際應(yīng)用的情況，為設(shè)計(jì)計(jì)算提供基礎(chǔ)條件。射孔彈爆炸的瞬間，射孔器內(nèi)的壓力、速度會(huì)短時(shí)間內(nèi)急劇升高，這行會(huì)在封閉的空間中產(chǎn)生很大的壓力，這些情況的存在會(huì)給防砂材料的推進(jìn)速度以及運(yùn)動(dòng)情況產(chǎn)生直接的影響，所以不得不進(jìn)行必要的分析。然后根據(jù)工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行射孔彈的射孔作業(yè)，此時(shí)在炸藥爆炸之后，就會(huì)形成藥型罩的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)金屬射流，直接穿越槍壁套管以及水泥環(huán)的結(jié)構(gòu)，在地層上出現(xiàn)孔道。在整個(gè)過程中，射孔彈所射出的孔道是系統(tǒng)運(yùn)行唯一的泄壓空間。金屬射流炸藥在完全的爆炸之后，所形成的產(chǎn)物以及防砂材料都會(huì)通過該孔道直接噴射到外部，讓內(nèi)部空間的壓力緩慢的下降，最終保證其壓力達(dá)到平衡性的要求。經(jīng)過一定時(shí)間的壓力釋放，達(dá)到常壓的要求，就可以進(jìn)行后續(xù)的操作滿足實(shí)際應(yīng)用求。經(jīng)過模擬分析以及現(xiàn)場試驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)復(fù)合射孔防砂技術(shù)操作相對簡單，且不會(huì)給地層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，還具備較高的防砂效果和水平，由于當(dāng)前我國的油井出砂比較嚴(yán)重，所以復(fù)合射孔技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，效果也在不斷的提高。

4結(jié)語

綜上所述，復(fù)合射孔防砂技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，是以傳統(tǒng)的機(jī)械、化學(xué)等防砂技術(shù)為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)模擬分析，通過實(shí)驗(yàn)室的模擬實(shí)驗(yàn)，形成全新的防砂技術(shù)，尤其在稠油油井條件下應(yīng)用效果良好，未來會(huì)產(chǎn)生更高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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