工技大隊(duì)技術(shù)

1、復(fù)合射孔工藝技術(shù)試驗(yàn)應(yīng)用顧平 賴江敏 劉艷娟(第八采油廠工程技術(shù)大隊(duì))摘要 ：本文對復(fù)合射孔工藝技術(shù)原理、在低滲透油田應(yīng)用可行性及應(yīng)用效果進(jìn)行了介紹。通過對低滲透油田儲層的認(rèn)識，從提高地層完善程度分析了低滲透油田采用復(fù)合射孔工藝的可行性，對比分析了常規(guī)射孔工藝與復(fù)合射孔工藝對產(chǎn)液量的影響。通過對復(fù)合射孔工藝效果分析，表明低滲透油田采用復(fù)合射孔工藝能夠提高油水井完善程度、提高單井產(chǎn)能。主題詞：低滲透 復(fù)合射孔1.前言隨著油田開發(fā)建設(shè)步伐的加快，新開發(fā)區(qū)塊地層條件逐年變差，平均鉆遇有效厚度層數(shù)由 1996 年的 4.4 個(gè)減少到 2004 年的 3.0 個(gè)；有效厚度由 3.8m 減少到 2.2m；

2、儲層豐度由 48.8104t/km2 下降到29.2104t/km2。隨著開發(fā)對象變差，油層程度比較嚴(yán)重，造成油井單井產(chǎn)量變低，為提高低滲透油田開發(fā)效果，提高單井產(chǎn)能，我廠開展了一體式復(fù)合射孔工藝技術(shù)試驗(yàn)。2. 復(fù)合射孔技術(shù)簡介2.1 一體式復(fù)合射孔工藝原理復(fù)合射孔工藝技術(shù)是一項(xiàng)集射孔與高能氣體壓裂于一體的高效完井技術(shù)，它通過一次施工完成兩道工序。在射孔的同時(shí)，進(jìn)行高能氣體壓裂。高能在目的層段引燃后，迅速產(chǎn)生高溫、高壓氣體，對井壁形成脈沖加載，井眼周圍地層的巖石被壓縮，當(dāng)井筒內(nèi)超過對應(yīng)加載速率下巖石的破裂時(shí)，即在井眼周圍形成多條徑向裂縫。同時(shí)復(fù)合射孔是一個(gè)動態(tài)過程，在一定的加載速率沖擊載荷作用

3、下，形成的多條徑裂縫具有一定的隨機(jī)性，裂縫面不再垂直于最小主應(yīng)力的方向。由于地應(yīng)力產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用于這些裂縫面上而產(chǎn)生偏軸效應(yīng)，使裂縫面之間發(fā)生微小的錯(cuò)位，從而使裂縫不易閉合。因此，復(fù)合射孔能夠部分解除鉆井、固井、射孔等作業(yè)過程對地層所造成的污染，近井地帶滲透能力，從而提高地層的導(dǎo)流能力，提高油水井完善程度，達(dá)到增產(chǎn)、增注的目的。圖一 一體式復(fù)合射孔器結(jié)構(gòu)示意圖2.2 一體式復(fù)合射孔器結(jié)構(gòu)一體式復(fù)合射孔器將壓裂彈與射孔彈有機(jī)地組合在同一槍體內(nèi)，當(dāng)射孔彈后快速點(diǎn)燃壓裂彈，在很短的時(shí)間內(nèi)就產(chǎn)生很高的氣體，為避免燃燒的瞬間槍體內(nèi)上升過快，造成炸槍的情況發(fā)生，在槍體上有泄壓孔，這些高壓氣體通過射孔孔

4、眼對地層進(jìn)行高速加載，對近井地帶造縫。2.3 一體式復(fù)合射孔地面打靶情況復(fù)合射孔能在近井地帶形成多條微裂縫，通過混凝土靶實(shí)驗(yàn)，裂縫長度可達(dá) 2938mm，與常規(guī) 1MD-31對比，穿深增加 2084mm。表 1射孔槍、射孔彈混凝土靶檢測結(jié)果2.4 一體式復(fù)合射孔的適用范圍一體式復(fù)合射孔主要適用于儲層物性較差的井層及儲層具有一定的產(chǎn)能，受污染較嚴(yán)重的井層。采油八廠油田屬于低滲透油田，儲層物性差，孔隙度低、滲透率低，且油層大部分為薄差層，絕大多數(shù)單層平均有效厚度為 1 米左右，適合于一體式復(fù)合射孔工藝。3.現(xiàn)場應(yīng)用2003-2004 年，我廠應(yīng)用一體式復(fù)合射孔共 37 口井（油井 25 口，注水井

5、 12 口）。其中芳 3 區(qū)塊油井 4 口，州 19 區(qū)塊 5 口井（3 口油井，2 口注水井），州 254 區(qū)塊 28 口井（油井 18 口，水井 10 口）。表 2一體式復(fù)合射孔與常規(guī)射孔效果對比表芳 3 區(qū)塊應(yīng)用情況：該區(qū)塊應(yīng)用復(fù)合射孔 4 口井，平均單井砂巖厚度 12.1 m,有效厚度 5.0 m, 初期平均單井采液強(qiáng)度2.83t/d.m；常規(guī) 1MD-3 井，平均單井砂巖厚度 10.9 m,有效厚度 4.2 m, 初期平均單井采液強(qiáng)度2.45t/d.m。復(fù)合射孔井較常規(guī) 1MD-3 井初期平均單井采液強(qiáng)度提高 0.38t/d.m，提高 16%。目前平均單井采液強(qiáng)度提高 0.35t/d

6、.m，提高 21%。表 3芳 3 區(qū)塊一體式復(fù)合射孔與常規(guī)射孔效果對比表2項(xiàng)目井?dāng)?shù)口厚度，m投產(chǎn)初期投產(chǎn) 3投產(chǎn) 1 年投產(chǎn) 1 年半目前 2005.7砂巖m有效m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m復(fù)合412.15.02.832.642.161.712.141.781.911.522.011.12常規(guī)1710.94.22.452.402.041.601.811.241.720.931.660.85差值1.20.80.380.240.120.110.3

7、30.540.190.590.350.27區(qū)塊射孔方式投產(chǎn)時(shí)間對比井?dāng)?shù)口有效厚度m投產(chǎn)初期目前 2005.7采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m芳 3一體式復(fù)合射孔03.1244.982.832.642.011.12常規(guī)射孔03.12174.22.452.401.660.85差值0.780.380.240.350.27州 19一體式復(fù)合射孔04.0631.42.512.411.631.10常規(guī)射孔04.06152.31.291.171.030.91差值-0.91.221.240.60.11州 254一體式復(fù)合射孔04.1292.51.651.521.411.

8、34常規(guī)射孔04.06152.31.291.231.040.94差值+0.20.360.290.370.40彈型槍型混凝土靶孔密孔/m相位度射孔格式穿深mm孔徑mmDP44RDX-5(1MD-3)10285612.21690螺旋布孔一體式復(fù)合射孔 DP44RDX-5 (1MD-3)102293812.21690螺旋布孔采液強(qiáng)度,t/d.m3.002.502.001.50初期 2004023456789101112200501234567時(shí)間，月圖二芳 3、407 油井復(fù)合射孔與常規(guī) 1 米彈采液強(qiáng)度對比圖州 19 區(qū)塊應(yīng)用情況：該區(qū)塊應(yīng)用復(fù)合射孔 3 口井，平均單井砂巖厚度 4.7m,有效厚度

9、 1.4m, 初期平均單井采液強(qiáng)度2.51t/d.m；常規(guī) 1MD-3 井，平均單井砂巖厚度 6.4 m,有效厚度 2.3 m, 初期平均單井采液強(qiáng)度1.29t/d.m。復(fù)合射孔井較常規(guī) 1MD-3 井初期平均單井采液強(qiáng)度提高 1.22t/d.m，提高 95%。目前采液強(qiáng)度提高 0.60 t/d.m，提高 58%。表 4州 19 區(qū)塊一體式復(fù)合射孔與常規(guī)射孔效果對比表采液強(qiáng)度,t/d.m2.001.501.000.50初期20040789101112200501234567時(shí)間,月3復(fù)合射孔3口井15口普通井項(xiàng)目井?dāng)?shù)口厚度，m投產(chǎn)初期投產(chǎn) 3投產(chǎn) 6投產(chǎn)一年目前 2005.7砂巖有效采液強(qiáng)度t

10、/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m復(fù)合34.71.42.512.411.781.661.611.491.591.411.631.10常規(guī)156.42.31.291.171.291.191.010.931.000.891.030.91差值-1.7-0.91.221.240.490.470.60.560.590.520.60.11復(fù)合射孔4口井17口普通井圖三州 254 區(qū)塊應(yīng)用情況：州 19 區(qū)塊油井復(fù)合射孔與常規(guī) 1 米彈采液強(qiáng)度對比圖為進(jìn)一步檢驗(yàn)一體式復(fù)合射

11、孔工藝技術(shù)對提高低滲透油田油井產(chǎn)能的效果，2004 年擴(kuò)大了應(yīng)用規(guī)模，在州 254 區(qū)塊應(yīng)用 28 口井。從該區(qū)塊投產(chǎn) 9 口油井看，平均單井砂巖厚度 7.0m,有效厚度 2.5m, 初期平均單井采液強(qiáng)度 1.65t/d.m，常規(guī) 1MD-3 井，平均單井砂巖厚度 6.4 m,有效厚度 2.3 m, 初期平均單井采液強(qiáng)度 1.29t/d.m，復(fù)合射孔井較常規(guī) 1MD-3 井初期平均單井采液強(qiáng)度提高 0.36t/d.m，提高 28%，目前平均單井采液強(qiáng)度提高 0.37表 5t/d.m，提高 36%。州 254 區(qū)塊一體式復(fù)合射孔與常規(guī)射孔效果對比表采液強(qiáng)度,t/d.m2.001.501.000.

12、50初期20050234567時(shí)間,月圖四肇州州 254 油井復(fù)合射孔與常規(guī) 1 米彈采液強(qiáng)度對比圖2005 年對一體式復(fù)合射孔工藝進(jìn)行推廣應(yīng)用，加大推廣應(yīng)用規(guī)模。為使效果更具有對比性，在選井時(shí)，選取地層條件相近的兩口井分別采取常規(guī)和復(fù)合射孔工藝。目前已完成 79 口井完井工藝設(shè)計(jì)，其中芳 3 區(qū)塊 15 口油井，州 19 第三批區(qū)塊 24 口水井，開發(fā)井 9 口，宋芳屯北部加密區(qū)塊 27 口井，區(qū)塊 4 口井。目前芳 3 區(qū)塊投產(chǎn) 5 口復(fù)合射孔井，初期平均單井采液強(qiáng)度 1.71t/d.m，常規(guī)射孔投產(chǎn) 1 口井，因井?dāng)?shù)較少，效果待進(jìn)一步觀察。州 19 區(qū)塊第三批水井復(fù)合射孔 6 口井，有

13、5 口井已撈油，平均單井砂巖厚度 7.38m,有效厚度 2.50m,平均單井采液強(qiáng)度 2.40t/d.m；常規(guī) 1MD-3 井，統(tǒng)計(jì) 3 口井，平均單井砂巖厚度 7.43 m,有效厚度 2.17m,平均單井采液強(qiáng)度 1.36t/d.m。復(fù)合射孔井較常規(guī) 1MD-3 井平均單井采液強(qiáng)度提高 1.04t/d.m。4復(fù)合射孔9口井15口普通井項(xiàng)目井?dāng)?shù)口厚度，m投產(chǎn)初期投產(chǎn) 2投產(chǎn) 4投產(chǎn) 6目前 2005.7砂巖有效采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m采液強(qiáng)度t/d.m采油強(qiáng)度t/d.m復(fù)合9

14、7.02.51.651.521.371.311.441.381.411.341.411.34常規(guī)156.42.31.291.171.291.191.101.031.010.931.040.94差值0.360.350.080.120.340.350.400.410.370.40表 6州 19 區(qū)塊第三批水井撈油復(fù)合與常規(guī)射孔對比表4. 對套管和水泥環(huán)的影響從現(xiàn)場應(yīng)用情況看，一體式復(fù)合射孔工藝取得較好的效果，能夠達(dá)到提高單井產(chǎn)能的目的。為檢驗(yàn)復(fù)合射孔技術(shù)對套管和水泥環(huán)的影響，進(jìn)行了理論計(jì)算和現(xiàn)場檢測。通過理論計(jì)算確定了合理的用藥量，為 375g/m-600g/m，保證在壓開地層的同時(shí)對套管和水泥環(huán)

15、不造成破壞。先后在 30 口井上進(jìn)行了井徑和聲變測井，通過測井結(jié)果對比，復(fù)合射孔井段最大漲徑 3.0mm，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，水泥環(huán)膠結(jié)略有變化，但影響不大。我廠在肇 48-35、肇 47-32 井射孔后進(jìn)行了多臂井徑測井，從測井解釋成果看，套管未發(fā)生變形。5.效益分析5.1 提高單井增油量2003-2004 年在我廠現(xiàn)場應(yīng)用復(fù)合射孔井與常規(guī) 1MD-3 相比， 初期平均單井采液強(qiáng)度提高0.58t/d.m，平均單井采油強(qiáng)度提高 0.27t/d.m，投產(chǎn)最長時(shí)間為 18，目前仍有效。2005 年到目前應(yīng)用 46 口油井，平均單井有效厚度 3.29m，按單井采油強(qiáng)度提高 0.27t/d.m，有效期 18

16、，單井增油 481t，單井創(chuàng)效益 56.71 萬元。5.2 節(jié)省射孔投資常規(guī)：采用 YD-102 槍裝 DP44RDX-5(1MD-3)彈射孔。從目前八廠投產(chǎn)區(qū)塊看，平均單井射開砂巖厚度 7m 左右，單井射孔投資為 4.64 萬元。復(fù)合：采用一體式復(fù)合射孔，射開相同砂巖厚度，單井射孔投資為 4.57 萬元。兩種射孔方案投資情況見表。表 7兩種射孔工藝方案投資對比表5方 案射孔單井投資萬元常規(guī)射孔YD-102+DP44RDX-54.64復(fù)合射孔一體式復(fù)合射孔4.57差值0.07項(xiàng)目序號井 號射開射孔時(shí)間開始撈油時(shí)間撈油次數(shù)目前平均砂巖m有效m撈液量t采液強(qiáng)度t/d.m撈油量t采油強(qiáng)度t/d.m復(fù)

17、合1州 50-566.32.12005.6.282005.6.2843.951.881.220.582州 50-689.81.92005.6.272005.6.2737.824.124.372.303州 52-587.64.92005.6.282005.6.2888.691.776.351.304州 54-666.61.82005.6.282005.6.2993.381.882.081.165州 56-606.61.82005.6.282005.6.2973.441.911.991.10平均7.382.505.462.403.201.40常規(guī)1肇 49-斜 178.94.12005.6.292

18、005.6.2944.691.141.880.462州 57-斜 688.212005.6.292005.7.381.461.460.380.383州 58-斜 665.21.42005.7.32005.7.371.941.380.730.52平均7.432.172.701.361.000.45差值-0.05+0.33+2.76+1.04+2.20+0.95從射孔投資對比表中可以看出，復(fù)合射孔與 YD-102+DP44RDX-5(1MD-3)彈射孔相比，單井節(jié)省射孔費(fèi)用 0.07 萬元。2005 年到目前應(yīng)用 79 口井，共節(jié)省投資 5.53 萬元。6. 結(jié)論6.1 復(fù)合射孔工藝通過混凝土靶實(shí)驗(yàn)，裂縫長度可達(dá) 2938mm，與常規(guī) 1MD-3 對比，穿深增加 2084mm。6.2 采用復(fù)合射孔工藝完井，與常規(guī) 1MD-3 對比，平均單井節(jié)省射孔投資 700 元左右，節(jié)省完井費(fèi)用。6.3 從多臂井徑測井解釋成果看，套管未發(fā)生變形，復(fù)合射孔對套管未產(chǎn)生影響。6.4 從現(xiàn)場應(yīng)用情況