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射孔方式與射孔效應(yīng)淺析論文
［摘要］文章淺析當(dāng)前常用射孔方式和工藝對(duì)射孔效應(yīng)的影響，綜合考慮射孔技術(shù)、地質(zhì)情況及其他來(lái)選擇最佳的射孔設(shè)備及方式，從而使射孔對(duì)產(chǎn)層的損害最小，達(dá)到能獲得理想產(chǎn)能的目的。
［關(guān)鍵詞］射孔方式；儲(chǔ)層；產(chǎn)能；高孔密；深穿透
當(dāng)前，中國(guó)石油射孔行業(yè)，普遍把射孔的穿透能力看作衡量射孔技術(shù)高低的一個(gè)最重要的技術(shù)指標(biāo)，但在長(zhǎng)期的實(shí)際工作中可以看到良好物性的油氣藏，用低穿透的射孔彈也能達(dá)到很好的產(chǎn)能。而物性很差的地層，即使用大藥量射孔彈，甚至復(fù)合射孔都不能改變其干層和差油層的結(jié)局，最后實(shí)施大型水力壓裂，來(lái)勉強(qiáng)維持工業(yè)油流。選擇合適的射孔方式和工藝，對(duì)油氣井產(chǎn)能有直接的影響。
一、射孔工藝技術(shù)與儲(chǔ)層類(lèi)型結(jié)合情況
面對(duì)射孔技術(shù)的飛速發(fā)展，射孔方案設(shè)計(jì)人員沒(méi)有將射孔工藝技術(shù)與儲(chǔ)層類(lèi)型很好地結(jié)合起來(lái)，導(dǎo)致射孔技術(shù)使用的不合理，降低了油氣田的產(chǎn)量，甚至降低了油氣層的采收率。因此，進(jìn)行優(yōu)化射孔設(shè)計(jì)，使射孔器材和射孔工藝與地下情況及工程作業(yè)掛上鉤，才能有利于提高地質(zhì)和工程效果，拓展射孔的生存發(fā)展空間，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)層的產(chǎn)能最大化。
射孔可以根據(jù)目地層情況，確定射孔方式。按巖性劃分成：出砂地層射孔系列、砂泥巖地層射孔系列、裂縫地層射孔系列、需改造地層射孔系列；按井的性質(zhì)分：勘探井射孔系列、開(kāi)發(fā)井射孔系列；按地層產(chǎn)能分成：低產(chǎn)井射孔系列、普通井射孔系列、高產(chǎn)井射孔系列；按井身結(jié)構(gòu)分成：直井射孔系列、大斜度井射孔系列、水平井射孔系列、分支井射孔系列等。按套管直徑分成：大套管射孔系列、普通套管射孔系列、小套管井射孔系列。按物性分為氣體地層射孔系列，稀油層射孔系列、稠油層射孔系列、水層射孔系列。按地層壓力分成：高壓井射孔系列、低壓井射孔系列、常壓井射孔系列等。
二、射孔工藝技術(shù)選取分類(lèi)原則
1.稠油油藏射孔：原油粘度高、攜沙能力強(qiáng)、防沙難度大，可以采用高孔密大孔徑射孔器。根據(jù)地層污染程度，選取能穿透污染帶的射孔彈，配套射孔工藝：電纜輸送射孔工藝（對(duì)于常規(guī)井沒(méi)有特殊要求的）；油管輸送射孔工藝（對(duì)于氣層、斜度大于30°的井）；水平井射孔工藝（對(duì)于水平井），對(duì)有些出砂地層，就需要防砂射孔：防砂射孔目前有大孔徑射孔、大孔徑+高孔密射孔、高孔密射孔、填充式射孔，114、140等大孔徑、高孔密、深穿透射孔新技術(shù)的應(yīng)用為填充防砂工藝提供了有利條件；還可以和擠注工藝配合進(jìn)行化學(xué)防砂射孔等。
2.稀油藏和水層射孔：以深穿透為代表，根據(jù)不同井深情況選擇合適的射孔器材和工藝方法。
3.裂縫性及微裂縫地層射孔：裂縫性地層由于儲(chǔ)油的特殊性，只有裂縫和井眼有效連通才能產(chǎn)液。如果有個(gè)射孔孔眼不在裂縫上，就是無(wú)效孔眼。對(duì)于裂縫的方向等參數(shù)掌握不夠，就會(huì)有很多的無(wú)效孔眼。無(wú)效孔眼多不但會(huì)降低產(chǎn)量，還會(huì)降低采收率，需要采用特殊的射孔工藝，才能達(dá)到高產(chǎn)，如定方位射孔，或者采用高孔密30°相位角射孔器。如果以30°相位角進(jìn)行射孔，那么每個(gè)方向?qū)⒂?發(fā)，對(duì)于主要依靠壓裂裂縫和地層孔隙產(chǎn)油的低孔低滲地層，即使不進(jìn)行定方位射孔，使用該型射孔器，也至少有2～6發(fā)射孔彈基本對(duì)準(zhǔn)地層自然裂縫發(fā)育方向或主應(yīng)力方向。且無(wú)論射孔器處于何種姿勢(shì)，也就是說(shuō)，客觀上總有幾個(gè)孔眼形成了定向射孔，客觀上滿(mǎn)足了水力壓裂和產(chǎn)油的需要。
4.低孔低滲致密地層射孔:采用常規(guī)射孔+水力壓裂、復(fù)合射孔和超正壓射孔。
不同孔隙度情況下推薦的射孔方式如下表：
三、地層物性特征與射孔方式的初步探討
1.當(dāng)?shù)貙涌紫抖仍?5%以下，測(cè)井計(jì)算滲透率0.1～10毫達(dá)西時(shí)，實(shí)踐證明壓裂后仍然可以出油，那么可以認(rèn)為壓裂后可動(dòng)油主要儲(chǔ)集在地層的壓裂裂縫和自然定向裂縫附近的地層孔隙之中，射孔的目的主要是尋找裂縫或地層主應(yīng)力方向，從而提高壓裂成功率。應(yīng)用高相位/高孔密射孔器就容易實(shí)現(xiàn)此目的。
2.當(dāng)孔隙度在15%～25%時(shí)，測(cè)井計(jì)算滲透率10～100毫達(dá)西時(shí)，地層液主要存在于地層巖石孔隙中，那么適當(dāng)?shù)纳畲┩富蛐⌒蛪毫�，可以減少鉆井、固井及射孔自身對(duì)井筒附近形成壓實(shí)和污染，其產(chǎn)能和射孔穿透深度的關(guān)系用現(xiàn)在流行的優(yōu)化射孔軟件加以描述已比較貼切。
3.當(dāng)孔隙度在25%以上，測(cè)井計(jì)算滲透率100毫達(dá)西以上時(shí)，地層物性已經(jīng)較好，如果地層膠結(jié)較弱則會(huì)導(dǎo)致出砂，射孔的穿透深度對(duì)產(chǎn)能影響變得較弱，考慮成本因素，可以采用普通YD-89、YD-102型射孔器就能滿(mǎn)足要求，而且都會(huì)獲得較好的產(chǎn)能。如果地層壓力較高，應(yīng)考慮采用油管傳輸射孔，不執(zhí)行壓裂。地層出砂可考慮防砂射孔器，并配合其他防砂工藝措施。
當(dāng)滲透性能更好時(shí)，射孔深度對(duì)產(chǎn)能的影響低于射孔孔眼和孔密對(duì)產(chǎn)能的影響，采用高孔密射孔器、BH系列大孔徑、超大孔徑射孔器，以追求產(chǎn)能最大化，可不壓裂。如果地層壓力較高，必須采用油管傳輸射孔。對(duì)于稠油油藏，可以采用高孔密大孔徑射孔器。
四、兩種新射孔工藝的淺析
定方位射孔、多脈沖復(fù)合射孔是在聚能射孔的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)改造儲(chǔ)集層、提高產(chǎn)能而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，其原理新，操作方便，在對(duì)裂縫發(fā)育的致密層的改造中具有獨(dú)到的作用。
1.定方位射孔。定方位射孔是對(duì)常規(guī)射孔工藝的完善和補(bǔ)充，其可以解決裂縫性油氣層常規(guī)射孔孔眼有效率低和壓裂難的問(wèn)題。低滲透致密隨儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)采用水力壓裂增產(chǎn)措施時(shí)，由于水力壓裂產(chǎn)生的裂縫方向總是垂直于地層最小水平應(yīng)力方向，若射孔孔眼方向與地層最小主力方向不垂直，水力壓裂所產(chǎn)生的裂縫，沿射孔孔眼方向前進(jìn)一段距離后就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響水力壓裂的效果，這就要求射孔孔眼的方向與地層最小應(yīng)力方向垂直。井眼周?chē)袛鄬哟嬖�，采用常�?guī)的射孔工藝技術(shù)射孔后，斷層方向有射孔孔眼時(shí)，水力壓裂極易與斷層連通，導(dǎo)致水力壓裂無(wú)效，這就要求背向斷層射孔。儲(chǔ)層中存在天然裂縫，要求射孔孔眼垂直于裂縫發(fā)育方向，盡可能與天然裂縫溝通�，F(xiàn)在，隨著地應(yīng)力研究的深入和測(cè)井技術(shù)的發(fā)展，可以判斷地應(yīng)力方向和裂縫的走向，為定方位射孔創(chuàng)造了先決條件。
2.多脈沖復(fù)合射孔技術(shù)。在聚能射孔彈被引爆的同時(shí)，高能鈍感火藥也被引燃，由于爆轟與燃燒的速度差一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此形成有一定時(shí)間差的壓力脈沖，在射孔彈爆轟射流形成射孔孔向在層加載，不但對(duì)孔眼形成沖刷作用，對(duì)射孔壓實(shí)帶進(jìn)行改造，提高孔道的滲透性，還能使射孔孔道以裂縫形式向前延伸擴(kuò)展，形成多條多方位裂縫，提高射孔作用半徑，從而達(dá)到改善產(chǎn)層與井眼之間的連通性，增加滲流面積，提高油氣井產(chǎn)能的目的。多脈沖復(fù)合射孔技術(shù)具有效率高、成本低、施工簡(jiǎn)便、對(duì)地層無(wú)污染、溝通更多天然裂縫等諸多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)爆炸壓裂和水力壓裂相比優(yōu)勢(shì)明顯。根據(jù)地面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，復(fù)合射孔后孔眼加深3～5倍，孔徑加大0.5～1倍，產(chǎn)生裂縫深度3～7M，適用于低孔滲致密砂巖地層，對(duì)于溝通天然裂縫、降低地層破壞裂壓力有明顯效果。
五、結(jié)論
對(duì)于好的儲(chǔ)集層，射孔的研究重點(diǎn)主要放在工藝及如何更好發(fā)揮地層產(chǎn)能上；對(duì)于特低孔低滲地層（包括裂縫、微裂縫地層），射孔的重點(diǎn)應(yīng)該放在射孔與壓裂（水力壓裂和高能氣體壓裂）復(fù)合的問(wèn)題上；只有中等物性的地層，射孔的主要目的才放在射孔穿透深度上。選擇合適的射孔方式和工藝，對(duì)提高油氣井產(chǎn)能是必要的。
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