时,射孔弹首先穿透枪身、目的层套管、水泥环,在油气层部位形成射孔孔眼。然后,固体推进剂进行二次爆炸瞬时跟上燃烧形成的高温气楔,在高压气体的膨胀挤压和尖劈作用下,产生径向和轴向的裂缝,并向多方扩展延伸,在射孔孔道形成多向网状的微裂缝,延伸射孔深度,有效地提高产能,如图2所示 。
图2常规射孔与复合射孔对比图
1.3.2射孔参数:
API标准地面混凝靶有效裂缝1.5m,平均孔径≥12mm,射孔相位90°,发射率98%。
1.3.3适用范围: 1) 砂硬地层; 2) 低渗透油藏; 3) 低孔隙度油藏;
4) 原油结蜡较高的井;
5) 具有一定含油饱和度(不太高也不太低)的地层。 1.3.4应用实例:大庆、胜利、华北、四川、大港等油气田都开展了这项研究。其中,大庆油田改用液体燃料,已推广使用并取得了很好的效果。胜利油田和西安某研究所,在研究射孔的同时进行压裂加砂技术。由于复合射孔工艺牵涉的设备不多,较易推广。2003年~2 004年中原油田文23气田6口井实施复合射孔后,井周渗流条件明显改善。放喷后产能和井口压力恢复较快,压力恢复试井求出的表皮为负值 (-2.75~0.9 ),表皮压降均较小,产能比为0.85,射孔完善程度高。 1.4过油管张开式射孔
鉴于过油管射孔技术在使用中存在过油管弹药量小、穿深浅、油气产能低等一些问题,致使过油管射孔技术的推广应用受到严重制约。1993~1994年,美国先后推出一种新的过油管深穿透射孔器系统——过油管张开式射孔枪,该系统能在通过油管时将弹闭合在枪架中,通过油管后又将弹张开,使其轴线成水平方向,这样,就能在不取出油管的情况下相当于使用一种较大直径的套管射孔枪,其弹的药量不小于23g,穿深是原51枪的4倍以上,从而把过油管射孔技术推进到一个新的阶段。
这样,在老井和注水井中,能不取油管进行射孔和补孔作业并能达到套管射孔的穿深,使油气井产能得到较大的发挥,同时节约了大量的修井费用。在新井中,对那些需丢枪进行生产测井的井可大大
减少口袋长度,从而降低钻井成本。对于要开展“分层开采”等新工艺的油气井也能发挥其独特的作用。
1.4.1原理特点:
地面装枪使弹折叠排列,闭合在枪架中,下井到预定深度后通电流使弹解锁,在拉杆或弹簧作用下弹旋转90°与套管壁垂直,做好点火准备,地面发布指令经控制头给弹点火,点火后枪架成碎片与弹壳碎块一起落入井底,控制头则上提回收。
1.4.2特点:
相当于在不取出油管的情况下,使用一种较大直径的套管射孔枪,其弹的药量不小于23g,穿深是原51枪的4倍以上。技术关键是射孔紧贴套管壁,减少能量损失,提高了穿透深度。这样,在老井和注水井中,能不取油管进行射孔和补孔作业并能达到套管射孔的穿深,使油气井产能得到较大的发挥,同时节约了大量的修井费用。在新井中,对那些需丢枪进行生产测井的井,可大大减少口袋长度,从而降低钻井成本。对于要开展“分层开采等新工艺的油气井,也能发挥其独特的作用。
1.4.3 主要技术参数: 射孔弹药量:23g;
穿深(混凝土靶):≥400 mm; 入口孔径≥10mm; 孔密:13孔/m; 弹闭合直径:45mm,
弹张开直径103mm; 额定压力:60MPa;
额定温度: 150℃(RDX),170℃(HMX)。
1.4.4适用范围:适用于生产井不停产补孔和打开新层位。
1.4.5应用实例:
国内四川油田在1996年完成研制工作,并在川东双6井、川西北中10井、川中磨50井等共进行8井次井下模拟试验,井深在1000—3000m范围内;在四川资4井、长庆陕138井、德阳浅气层等进行6井次现场服务均获成功。1998年4月通过总公司鉴定。产能得到很大提高,节约修井费用。1997年通过大庆油田检验和“九五”项目组验收。
1.5水力割缝射孔技术
9O年代以来开展的深穿透水力割缝射孔技术是油田完井工程中增产、增注,提高原油采收率的一项新工艺,是高压水射流技术顺应当今世界“深穿透高孔密”采油技术发展方向而开发的先进技术。1997年美国ICT公司研制成功了水力深穿透射孔技术。
1.5.1原理特点:
采用液压控制技术,以超高压清水或携砂液体为动力,实现套管冲孔,并在井下岩层中水力切割出水平深孔,在井筒周围形成孔径30mm~35mm,最大水平穿透深度达3m的无压实、无污染的水平孔眼,属一种典型的小曲率短半径径向钻孔技术。其作业结果是增大泄油面积及油流通道,井下液力割缝后孔眼的孔径比普通射孔枪射孔孔眼宽
大,大大提高井筒周围的导流能力,同时,降低套管强度受损,对低渗透、薄油层有较广泛的使用前景。
1.5.2井下射孔工具:
井下射孔工具是水力深穿透射孔系统的核心,主要部件包括: 过滤器组件、锚、射孔方位控制组件、控制部分组件、软管部分组件、冲头部分组件、射孔器检测器。
1.5.3适用范围: 1)油水井的解堵; 2)薄层射孔;
3)侧钻井或双层套管井射孔; 4)油层改造;
5)压裂射孔预处理等。
1.5.4应用实例:作为一项特殊的射孔技术,美国ICT公司曾于1999年在大庆、辽河油田进行了5口井施工作业服务效果突出。哈里伯顿等公司也开展了此项技术的研究和应用工作。胜利孤东油田28—2012井实施后孔眼穿透“污染区”,而且无压实,地层供液良好,日产量有显著提高,一度达到6t以上,取得了良好的效果。
1.6全通径射孔应用技术
全通径射孔是采用油管将全通径射孔枪输送到目的层位,起爆射孔后,将射孔枪的附件全部丢掉,整个完井管柱保持畅通状态,不须提出管柱或丢枪作业就可完成生产测井等后续作业,也可直接作为完井生产管柱的一项技术。