多脈沖氣動(dòng)壓裂技術(shù)

1、多脈沖氣動(dòng)壓裂技術(shù)多脈沖氣動(dòng)壓裂技術(shù)20152015年年3 3月月4 4日日中國(guó)石油測(cè)井公司華北事業(yè)部中國(guó)石油測(cè)井公司華北事業(yè)部陳永昌陳永昌內(nèi)容內(nèi)容一、技術(shù)起源一、技術(shù)起源二、二、發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理四、施工工藝四、施工工藝五、適用范圍五、適用范圍六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 該技術(shù)起源于19世紀(jì)60年代，向水井中開(kāi)槍產(chǎn)生振動(dòng)可以增加水量。一、技術(shù)起源一、技術(shù)起源 20世紀(jì)80年代中后期，我國(guó)開(kāi)始把推進(jìn)劑用于壓裂油氣井增產(chǎn)方面的研究。二、發(fā)展趨勢(shì)二、發(fā)展趨勢(shì) 高端化高端化：火藥量越來(lái)越多、燃燒速度越來(lái)越慢（單脈沖多脈沖、固體液體）； 全球化全球化

2、：起初應(yīng)用于美國(guó)、俄羅斯和中國(guó)；以俄羅斯為軸心，擴(kuò)大到土庫(kù)曼、越南、烏克蘭、烏茲別克斯坦、 哈薩克斯等；以美國(guó)為軸心，擴(kuò)大到加拿大、委內(nèi)瑞拉；二、發(fā)展趨勢(shì)二、發(fā)展趨勢(shì) 廣泛化廣泛化：應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大：直井水平井、油井注水井、低粘油層稠油油層）； 綜合化綜合化：與其它技術(shù)的復(fù)合（與射孔、水力壓裂、酸化等技術(shù)結(jié)合）； 縱深化縱深化：從井筒到地層。 藥柱藥柱延時(shí)器延時(shí)器三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理加載壓裂，使地層產(chǎn)生和形成多條較長(zhǎng)的加載壓裂，使地層產(chǎn)生和形成多條較長(zhǎng)的裂縫體系，并伴隨大量的熱化學(xué)作用于地裂縫體系，并伴隨大量的熱化學(xué)作用于地層，以提高地層滲透性能，解除地層堵塞，層，以提高地層滲透性能，解除

3、地層堵塞，達(dá)到提高油井產(chǎn)量、水井增注的目的。達(dá)到提高油井產(chǎn)量、水井增注的目的。 該技術(shù)是對(duì)多種不同燃速的火藥、或同一種燃燒火藥進(jìn)行該技術(shù)是對(duì)多種不同燃速的火藥、或同一種燃燒火藥進(jìn)行優(yōu)化匹配優(yōu)化匹配( (加裝延時(shí)器加裝延時(shí)器) )，使火藥有序燃燒，形成多個(gè)高壓脈沖，使火藥有序燃燒，形成多個(gè)高壓脈沖波（多個(gè)峰值壓力），對(duì)地層實(shí)施多次連續(xù)高壓脈沖波沖擊波（多個(gè)峰值壓力），對(duì)地層實(shí)施多次連續(xù)高壓脈沖波沖擊造縫過(guò)程三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理 首先在射孔層段產(chǎn)生第一級(jí)高壓脈沖波，其壓力首先在射孔層段產(chǎn)生第一級(jí)高壓脈沖波，其壓力是地層破裂壓力的是地層破裂壓力的1.51.5-2.0-2.0倍，快速起裂壓開(kāi)地層，

4、形倍，快速起裂壓開(kāi)地層，形成成3 3-8-8條裂縫，后續(xù)脈沖波（等于地層破裂壓力）連條裂縫，后續(xù)脈沖波（等于地層破裂壓力）連續(xù)補(bǔ)充能量，對(duì)地層再實(shí)施續(xù)補(bǔ)充能量，對(duì)地層再實(shí)施2 2-3-3次高壓沖擊波加載壓次高壓沖擊波加載壓裂，促使裂縫快速延伸，以進(jìn)一步延伸地層裂縫，裂，促使裂縫快速延伸，以進(jìn)一步延伸地層裂縫，從而在地層形成較長(zhǎng)的多裂縫體系。從而在地層形成較長(zhǎng)的多裂縫體系。增產(chǎn)機(jī)理實(shí)驗(yàn) 名稱 峰 壓 (106Pa) 加壓速率 (107Pa/s) 脈沖時(shí)間 (ms) GF1 13 0.6 900 GF2 95 140 9 GF3 200 10,000 1 實(shí)驗(yàn)E 250 430 裂縫特性 裂縫條數(shù)

5、取決于峰值壓力及升壓速率兩個(gè)因素裂縫條數(shù)取決于峰值壓力及升壓速率兩個(gè)因素 三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理1、氣動(dòng)力產(chǎn)生多條造縫（3-5條）增產(chǎn)機(jī)理2、水力振蕩：壓擋液注井筒內(nèi)多次上下運(yùn)動(dòng)；3、高溫?zé)幔?0000千卡熱量；4、化學(xué)作用：燃燒產(chǎn)物CO2 在高壓下溶于原油，降低粘度和表面張力。三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理造縫特點(diǎn)總裝藥量大：總裝藥量大：（單一脈沖的（單一脈沖的1-21-2倍）；倍）；作用時(shí)間長(zhǎng)：作用時(shí)間長(zhǎng)：（單一脈沖的（單一脈沖的2-32-3倍）；倍）；機(jī)械振動(dòng)多：機(jī)械振動(dòng)多：對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)次數(shù)增加；對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)次數(shù)增加；套管損傷?。禾坠軗p傷小：多脈沖中每個(gè)脈

6、沖藥量少，對(duì)套管多脈沖中每個(gè)脈沖藥量少，對(duì)套管損傷更小。損傷更小。施工工層段：1860.0-1875.0m ，套管無(wú)明顯變化三、技術(shù)原理三、技術(shù)原理四、施工工藝四、施工工藝1、電纜輸送四、施工工藝四、施工工藝2、油管傳輸五、適用范圍五、適用范圍1 1、砂巖、碳酸鹽巖；、砂巖、碳酸鹽巖； 2 2、注水壓力高的井；、注水壓力高的井； 3 3、原有射孔質(zhì)量不好的井；、原有射孔質(zhì)量不好的井；4 4、壓裂時(shí)降低地層破裂壓力；、壓裂時(shí)降低地層破裂壓力；5 5、消除污染，解堵：、消除污染，解堵：固相顆粒堵塞污染固相顆粒堵塞污染 化學(xué)性質(zhì)不配伍引起的污染化學(xué)性質(zhì)不配伍引起的污染射孔過(guò)程擠壓成孔形成的壓實(shí)帶污染

7、射孔過(guò)程擠壓成孔形成的壓實(shí)帶污染 近年來(lái)開(kāi)發(fā)出多脈沖氣動(dòng)力造縫技術(shù)模擬軟件，該軟件近年來(lái)開(kāi)發(fā)出多脈沖氣動(dòng)力造縫技術(shù)模擬軟件，該軟件可根據(jù)施工井的儲(chǔ)層特征、射孔參數(shù)、油井參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，可根據(jù)施工井的儲(chǔ)層特征、射孔參數(shù)、油井參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，從而選出適合的火藥類型及施工藥量。從而選出適合的火藥類型及施工藥量。六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)1、軟件模擬六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)2、施工工藝進(jìn)一步完善 由原來(lái)的單一油管傳輸、地面投棒施工工藝發(fā)展到油管傳由原來(lái)的單一油管傳輸、地面投棒施工工藝發(fā)展到油管傳輸和電纜傳輸兩種施工工藝。輸和電纜傳輸兩種施工工藝。3、產(chǎn)品更豐富、適用范圍更廣 該技術(shù)已能滿足儲(chǔ)層深度該技術(shù)

8、已能滿足儲(chǔ)層深度500-5000500-5000米、儲(chǔ)層溫度米、儲(chǔ)層溫度40-15040-150的各種不同儲(chǔ)層需要的藥型種類及組合。的各種不同儲(chǔ)層需要的藥型種類及組合。七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 20122012年以來(lái)，我公司先后在長(zhǎng)慶油田、吉林油年以來(lái)，我公司先后在長(zhǎng)慶油田、吉林油田、南陽(yáng)油田、華北油田施工近田、南陽(yáng)油田、華北油田施工近10001000口井，施工口井，施工井井98%98%達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了良好的增產(chǎn)效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了良好的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益，受到了客戶的廣泛認(rèn)可和好評(píng)。和經(jīng)濟(jì)效益，受到了客戶的廣泛認(rèn)可和好評(píng)。井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工前施工前施

9、工后施工后注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)楊19-201221-12277.507.520羅32-381706-17091717-171911.0510.525盤(pán)33-261920-192610.509.020盤(pán)43-222092-20982074-208011.0710.025柳90-301928-193210.5010.517姚012-242422-24282417-242114.51012.030旗011-272034-20422028-203313.0013.018塞405-272130-2

10、1322122-212812.5512.020馮64-711276-12789.009.014老井注水井多脈沖氣動(dòng)力造縫降壓增注效果表（1）：七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工前施工前施工后施工后注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)郭49-1062276-228211.0811.025元1061822-182510.5010.515新73-1001989-199511.069.523新57-1062010-201412.0012.020新77-962070-2076

11、11.5611.510新73-1002013-201910.50815新77-911923-1928.5115918新57-1071934-19411301321新51-971958-195285825陽(yáng)58-482310-231614.808.720陽(yáng)56-472265-22711109.020新49-1062017-202314014.07新75-1002003-200913.0012.520新73-981920-19289.509.518新泌562160-2173.62502560H13-121999.5-2017.222.0122.245七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況老井注水井多脈沖

12、氣動(dòng)力造縫降壓增注效果表（2）：井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果王98-43井1205-1215達(dá)到配注塬97-352644-26522666-2676達(dá)到配注杏250-231254-1259達(dá)到配注塬98-32510-2516達(dá)到配注丹105-21497-1500 1488-1494達(dá)到配注塬92-172710-2726達(dá)到配注塬108-043670-2679未達(dá)到配注王48-0151514-1522達(dá)到配注塬104-52656-2663達(dá)到配注王9-1111258-1268達(dá)到配注塬37-912638-26442611

13、-2617達(dá)到配注王52-0111496-1504達(dá)到配注塬44-192824-2830達(dá)到配注山037-521911-1918達(dá)到配注塬90-212802-28072788-2794達(dá)到配注高42-201885-1890達(dá)到配注塬95-452581-2587達(dá)到配注高42-221739-1742達(dá)到配注塬85-252855-2845達(dá)到配注王398-91339-1405達(dá)到配注地221-582638-2644達(dá)到配注河1-21357-1362未達(dá)到配注地175-112708-27142715-2720達(dá)到配注城31-131225-1227達(dá)到配注地213-742609-2616達(dá)到配注里12

14、-71674-1676達(dá)到配注地221-742521-2531達(dá)到配注陳298-2962259-2264達(dá)到配注地227-822570-25732575-2581達(dá)到配注里3-911574-1576達(dá)到配注塬97-472626-26322634-2638達(dá)到配注河376672-676達(dá)到配注塬100-92632-2640達(dá)到配注河371-1543-546達(dá)到配注塬97-492632-2672達(dá)到配注河348-1516-518達(dá)到配注塬85-272670-2680達(dá)到配注楊47-111054-1057達(dá)到配注地239-862548-2554達(dá)到配注新水井多脈沖氣動(dòng)力造縫施工效果（1）：七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)

15、用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果井號(hào)井號(hào)施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果楊46-121017-1019達(dá)到配注地225-822609-2619達(dá)到配注楊41-91134-1144達(dá)到配注地235-682860-2870達(dá)到配注楊44-14A1035-1038達(dá)到配注塬103-452543-25482531-2536達(dá)到配注席21-431125.5-1123達(dá)到配注塬103-482587-2589.5達(dá)到配注席21-421128-1129達(dá)到配注塬115-332610-26022591-2581達(dá)到配注鐮34-341381-13871376-

16、1378達(dá)到配注塬51-872693-2703達(dá)到配注席23-431198-1199達(dá)到配注塬51-852598-2608達(dá)到配注席22-431126-1129達(dá)到配注塬53-872634-2644達(dá)到配注楊40-151958-960達(dá)到配注地171-132695-2703達(dá)到配注定50-0481892-18951897-1900達(dá)到配注塬51-892660-2670達(dá)到配注定50-0521950-19541955-1959達(dá)到配注塬63-852688-2698達(dá)到配注化53-411342-1348達(dá)到配注塬121-292576-2588達(dá)到配注席24-441198-1200達(dá)到配注安156-

17、712426-24362404-2393達(dá)到配注化55-411345-1351達(dá)到配注安156-652276-2288達(dá)到配注塬59-352647-2655未達(dá)到配注安82-161566-1569達(dá)到配注塬101-352514-2521達(dá)到配注胡3071792-1795達(dá)到配注塬89-432738-2752達(dá)到配注胡241-371577-1580達(dá)到配注地197-392656-26662637-2642達(dá)到配注胡310-141596-1599達(dá)到配注黃126-1192452-24572470-2472達(dá)到配注新水井多脈沖氣動(dòng)力造縫施工效果（2）：七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

18、七、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況華北采油五廠爆燃?jí)毫呀舛录夹g(shù)穩(wěn)油控水華北采油五廠爆燃?jí)毫呀舛录夹g(shù)穩(wěn)油控水 本報(bào)訊本報(bào)訊 （通訊員王新成（通訊員王新成 苑順倉(cāng)）截至苑順倉(cāng)）截至4月月20日，華北油田采油五廠經(jīng)過(guò)日，華北油田采油五廠經(jīng)過(guò)爆燃?jí)毫呀舛录夹g(shù)后恢復(fù)生產(chǎn)的爆燃?jí)毫呀舛录夹g(shù)后恢復(fù)生產(chǎn)的5口油井從去年口油井從去年9月開(kāi)始已累計(jì)產(chǎn)油月開(kāi)始已累計(jì)產(chǎn)油2635.7噸，噸，措施后效果良好。其中，效果最好的晉措施后效果良好。其中，效果最好的晉93-19井累計(jì)增油井累計(jì)增油1462.2噸。噸。 隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，要對(duì)低效生產(chǎn)井進(jìn)行挖潛，而壓裂費(fèi)用高的難隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，要對(duì)低效生產(chǎn)井進(jìn)行挖潛，而壓裂費(fèi)用高的難題，一直困擾著采油廠。這個(gè)廠引進(jìn)壓裂成本相對(duì)較低的爆燃?jí)毫呀舛录夹g(shù)，