2023年优化射孔完井工艺调整产液剖面的可行性分析.doc

优化射孔完井工艺调整产液剖面的可行性分析 　1射孔工艺上的可行性 　　随着射孔技术的开展，工艺人员可以将孔密控制在5-70孔/m，穿透深度控制在20-120cm，国内普遍采用小于20孔/m的低孔密，主要是担忧高孔密损害套管。国内外的研究说明：在高达40孔/m的孔密下，N-80和P-110射孔套管与未射孔套管相比，其侧向抗挤压强度降低小于3%。并且在孔密小于52孔/m的情况下，不同的孔密组合使套管的侧向抗挤压强度降低均小于5%。因此说，孔密在40孔/m以下，对套管的影响是可以忽略的。 　　斯仑贝谢在四川磨溪气田2口井的补孔都采用39孔/m的高孔密，Dowell公司2023年在 　　长庆完钻的一口井2次同层段射孔，总孔密也已羟到达30孔/m，并没有对套管造成伤害。 　　此外，国内大庆弹厂和宝鸡厂的射孔枪已羟可以实现40孔/m的孔密，15-800cm的穿深。 　　大庆油田有限责任公司试油试采分公司研究的高能气体压裂-射孔复合技术使穿深到达1m 　　左右。随着射孔技术的开展，射孔调剖的能力会更大，效果更好。 　　根据渗流力学原理，流线在井筒附近集中，压力降主要发生在井筒附近，在不存在任何作业污染的情况下，30%的渗流阻力集中在距井筒1m的狭小区域内，20%的渗流阻力集中在距井筒0.5米的范围内。而在目前的中等油藏污染条件下，上述两项指标分别到达40%和33%。按照目前能够实现的射孔弹穿深，与调节孔密相配合，利用射孔调节渗流阻力的空间是很大的。这说明优化射孔完井工艺技术调整产液剖面在工艺上是可行的。 　　2油藏地质条件的可行性 　　目前油田开发中存在的一个比较突出的问题是层间干扰严重，局部薄差层和表外层动用差或者没有得到动用，厚油层在垂向上动用不均衡，水洗不均匀。我厂钻开的密闭取芯井南5-丁1-检432井水洗状况统计：全井有32.5%的有效厚度未见水，59.9%的有效厚度未水洗。其中高三组水洗状况最好，水洗厚度百分数为73.6%，采出程度为33.2%，高一、高二和高四组采出程度在12.5—16.9%之间，整个高台子油层平均采收率仅为22.2%；葡一和葡二组采出程度平均在19%左右；最差为萨尔图三个油层，采出程度平均仅为7.2%。从有效厚度层水洗状况统计来看，有效厚度在1.0m以下油层，水洗厚度百分数为33.3%，采出程度仅为13.3%。层间渗透率的明显差异为射孔调剖更提供了有效的地质应用条件。 　　总之，在工艺和油藏地质条件上，我们都具备了通过射孔调整产液剖面的客观条件，如果同科学的射孔调剖优化技术相结合，一定会取得成效。通过优化射孔完井工艺调整产液剖面来实现油井产能的最大化，最大限度的减少因提高油井产能而采取的后续油层改造工作量，无疑是在探索一条降低采油工程一次性投资的新途径。 　　国内射孔工艺技术的开展现状 　　目前，在射孔工艺技术方面，国内已形成了适应不同地质条件和井况的一系列技根本满足了油田勘探开发的需要。 　　由于各油田地质条件及认识程度不同，射孔工艺的水平有些差距，如四川油田储性特殊，油层埋藏深、油层压力和温度高，且多数为气井，因此，射孔施工主要以油送为主。 　　大庆油田年施工规模大，居国内之首，拥有的技术水平较高，但由于储层条件不特殊性，因此限制了一局部射孔新工艺的研发和推广。如油管输送式射孔技术非常成但还没有规模应用。 　　1水平井射孔工艺技术 　　1990年底国内在胜利油田完成了第一口水平井射孔。虽然我国水平井射孔技步较晚，但开展很快。国内水平井的射孔完井，射孔器普遍采用内定向，有偏心旋转重旋转两种方式，采用油管输送射孔方式。目前不仅能完成长井段、深井的定向射孔作而且能完成射孔-测试联作、限流压裂射孔、氮气正压射孔等作业。水平井射孔已逐为一项常规射孔作业。 　　2超正压射孔工艺技术 　　超正压射孔是一项射孔完井新技术，是当今射孔完井技术的新突破。它不同于的正压射孔，不是在泥浆压井状况下射孔从而造成对地层的严重污染，而是在使用酸压裂液及其它保护液射孔的同时给地层施加超过地层破裂压力的压力。该技术不仅克聚能射孔所带来的压实污染，且在加大延伸裂缝的同时还与压裂酸化联作，与加砂压作，解决了造缝、解堵、诱喷、防止出砂等一系列问题，改善了完井效果。目前国内正压射孔主要采用加压方式，即氮气加压、氮气和液注混合加压以及纯液注加压。该不仅在常规井中使用，而且还在含硫化氢的井中作用。 　　超正压射孔选井原那么： 　　1〕低渗透率层〔低于10md〕； 　　2〕油藏压力在负压下缺乏以对孔道进行清洗； 　　3〕高流动粘土含量、需要在多个层中产生一条裂缝； 　　4〕具有不同机械和流动特性的地层； 　　5〕存在近井筒损害； 　　6〕防止由于在负压射孔后，裂缝连通较差造成压降； 　　7〕防止在使用负压射孔时，由于不知道结果，进行几天的抽汲； 　　8〕在对位移井进行水力压裂增产处理过程中消除近井筒弯曲。 　　3射孔—测试联作工艺技术 　　该技术是将油管输送射孔〔TCP〕与测试器组合在一起，一次下井可同时完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。它能提供最真实的地层数据，获取动态条件下地层和流体的各种特性参数。我国从二十世纪八十年代引进该项技术，九十年代，联作工艺已在我国各大油田普遍推广。目前国内根本上都采用旁通传压技术进行TCP-测试联作。胜利油田对管柱进行了改良，增加了沉砂筒和缓冲器，使联作成功率进一步提高。针对深井和高压差井，四川设计了高压差旁通传压装置和新型双向、防转减震器，使联作范围进一步扩大。对于有些用单封隔器无法测试的储层，大庆试油试采分公司羟过两年的科研攻关和现场试验应用，已羟形成了一整套跨隔射孔测试联作管柱，目前正在全油田的探井上推广应用，该项工艺的成功，使试油射孔技术前进了一大步，具有重要的意义。 　　4射孔—高能气体压裂复合射孔工艺技术 　　该技术是把射孔和高能气体压裂造缝结合起来，一次下井同时完成射孔和气体压裂两项作业，从而提高射孔有效深度和增加渗流面积。为满足不同井况和地质条件，开发了各具特点、形式多样的复合射孔工艺技术。 　　4.1一体式复合射孔工艺技术 　　按装药方式不同分为内置式和外套式。其中内置式按泄压方式不同可分为通孔泄压和盲孔泄压两种方式。其优点是火药正对地层作用，峰值压力较高。 　　4.2分体式复合射孔工艺技术 　　该技术是将火药悬挂在射孔器下部，按点火方式可分为点火芯管引燃和导爆索直接引燃两种方式。其优点是药量不受井下空间限制、装药量相对较大、作用时间较长、井下压力〔P〕—时间〔T〕过程可控可调。 　　4.3二次增效复合射孔工艺技术 　　该技术是将一体式和分体式两项工艺进行了有机结合，充分发挥其技术优势，提高作用效果。 　　5油管传输多层射孔分级起爆技术 　　由大庆试油试采分公司率先采用的该技术，解决了油管输送式射孔〔TCP〕中长夹层带来的传爆可靠性差、夹层枪本钱高等缺点，提高了一次射孔成功率。羟过实践与摸索，逐渐总结出一套适合于不同井况的多种分级起爆方式，既可满足一般井生产需要，又可到达特殊井的射孔要求。起爆方式主要有分级投棒起爆、投棒—压力复合起爆、压力—压力复合起爆及投棒压力增压起爆等。大庆油田的分级起爆技术目前已实现最大跨距570米，起爆级数到达了11级。吉林测井公司的“TCP负压多级起爆技术〞采用多级同时〔负压〕起爆的方法；在华北油田大多采用分级投棒方式，这些都解决了长夹层带来的种种问题。应用该技术不但节约了本钱，而且因缩短施工周期创造了大量的间接羟济效益，因而具有广阔的应用前景。 　　6射孔—抽油泵联作技术 　　该技术将油管输送射孔与采油或注水管柱结合起来，使射孔完井与新井下抽油泵一趟管柱完成。大庆试采分公司和胜利测井公司已成功地进行了一批井的射孔—抽油泵联作，不仅防止了射孔后压井对地层造成的二次污染，解决了起管柱造成的环保问题，而且见到了增产效果。该技术根据选用的抽油泵的类型采用不同的负压起爆方法。例如杆式泵采用投棒起爆；管式泵可采用油管内加压起爆；螺杆式抽油泵那么采用油管外加压起爆。 　　7全通径射孔技术 　　全通径射孔器由通径点火头、射孔枪、夹层枪、口袋枪或释放枪尾、碎解弹架、低碎屑弹、导爆索等组成。用油管输送到目的层，点火后，点火头内部组件、弹壳、弹架等全部碎解成细屑落入口袋枪或井底口袋，在枪内形成通径，目前通径主要有50mm和60mm。应用该技术射孔后，可以直接投产，并且枪内通径可以满足过油管测试等作业需求。目前该技术已在几个油田成功应用。 　　8定方位射孔技术 　　定方位射孔一方面可最大程度减小在压裂过程中对流体的限制和摩擦力，产生的较宽的裂缝可以允许使用较大尺寸和较高浓度的支撑剂，以及较低浓度、较小损害的液体，提高裂缝的导流能力；另一方面在具有较大应力比照的弱胶结油藏，对准大应力方向进行射孔，可以最大程度增加射孔孔道的稳定性，减少出砂量。另外，可以与地层天然裂缝有效构通。 　　四川测井公司和西南石油学院联合研制的定方位仪于通过局级验收。该仪器采用加速度计作为定向系统，同时采用小直径金属保温瓶和井下自动导向系统，用于射孔段井斜≥2°的井。为了满足直井定方位射孔需要，大庆油田目前也正在进行油管输送和电缆输送定方位仪的研制和试验工作。 　　9电缆输送式射孔带压作业技术 　　电缆输送式射孔带压作业技术通过应用高压大直径防喷系统可实现大直径电缆枪负压射孔。四川油田1999年开始使用102枪在川内一批井进行了电缆输送式射孔带压作业；辽河油田测井公司也于2023年成功地施工了几口高压井。但该项技术施工复杂，施工效率低。 　　10水力喷砂射孔技术 　　上个世纪六十年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐步成熟，美、俄等国相继用它在准备进行水力压裂的地层、聚能射孔效率不高并且地质和技术条件复杂的地层进行射孔，以及在一些特殊条件下使用。这种方法是借助于含有分选好的石英或其它磨料的高压液流进行井下射孔。液流通过喷嘴的速度约150~250m/s，流量约1L/s~6L/s，枪径约80~230mm，枪身用油管下入井中，井口泵为2~8台大功率泵。目前在俄罗斯使用较多，约占其射孔作业的5%。 　　国外射孔新技术的开展状况 　　1点源射孔 　　一般来说，我们对一个层进行压裂增产处理时，常规的射孔方法是把这个层的全部层段进行射孔，然后再进行压裂。在美国得克萨斯南部的Lobo低渗透油藏，采用常规射孔和压裂增产方法后，都没到达预期的产量。为了解决这一问题，工程人员根据该油藏生产测井等的一些结果，提出了一个新的射孔观念，对要水力压裂的层段，只选择对这个层段底部的一个小层段进行射孔，这种方法叫做点源射孔。应用处理说明，该方法比以前全产层射孔的常规作业方法平均少使用55%的支撑剂，新井的初始产量和长期产能也要好于常规增产方法处理的井。另外，点源方法射孔井排出的支撑剂也要少于全层段射孔的井。总之，点源射孔方法减少了射孔、支撑剂以及压裂液等的费用。 　　2连续油管射孔 　　由于连续作业的特点是不起管柱不压井就可以进行作业，可减少井下作业量，提高作业效益，另外它还可以保护油层、减少对油层损害，因此连续油管从过去只用于对井进行清洗的工具，开展到今天在钻井和采油工业的各个领域都可以使用，如钻井、测井、固井、增产、完井、井控、输送工具、打捞工具、测试以及砂控等等。目前连续油管作业技术在美国、英国、加拿大等石油工业技术兴旺的国家已羟成为一项非常成熟的技术，在射孔完井上主要用于水平井和斜井。 　　3 TCP与有杆泵联作技术 　　目前抽油井油管输送射孔技术有了很大开展。该项技术应用负压射孔，射孔后立即投产，完井液与地层不发生相互作用。 　　Agiba石油公司和斯伦贝谢公司开发的TCP有杆泵联作技术在泵上装有点火头和旁通，而不是在油管和枪上装点火头和旁通，这样泵和点火头一体，可单独下井和回收。由于点火头只在要点火时才与射孔枪连接，另外油管柱也不必做很大变动，因此该系统有很高的操作安全性和灵活性。在埃及的Meleiha油田应用该技