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        致密巖性油藏射孔工藝優(yōu)選實(shí)驗(yàn)研究

        2012-01-25 07:15:54李寬亮周?chē)?guó)信王亞鵬
        關(guān)鍵詞:南泥灣孔深相位角

        李 平,李寬亮,周?chē)?guó)信,王亞鵬,銀 曉

        (延長(zhǎng)油田股份有限公司 南泥灣采油廠開(kāi)發(fā)科,陜西 延安 716000)

        射孔完井是目前比較重要的完井方式,也是增效的重要手段。但由于油藏類(lèi)型的多樣化及油田目前開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀,使常規(guī)射孔的效率低下,甚至難以實(shí)施,因此,探索對(duì)射孔工藝的優(yōu)化改造以提高射孔效率顯得格外重要。合理的射孔完井工藝力求對(duì)地層傷害小,施工工藝簡(jiǎn)易,成本較低,井眼安全可靠。大量的試驗(yàn)中得知,影響油井產(chǎn)能的射孔參數(shù)主要有孔深、相位角、孔密、孔徑[1],選擇合理有效的射孔參數(shù)對(duì)提高油井產(chǎn)能至關(guān)重要。本篇論文報(bào)道了通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)射孔工藝的優(yōu)選,優(yōu)化出適合本油田研究區(qū)塊的射孔參數(shù)組合。

        1 常規(guī)射孔存在的不足

        據(jù)南泥灣常規(guī)射孔投產(chǎn)后的生產(chǎn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)油井產(chǎn)量較低,可能由于以下射孔中存在的主要問(wèn)題造成的。

        ①鉆井液、完井液以及射孔液對(duì)儲(chǔ)層的傷害;

        ②射孔參數(shù)的選取不利于產(chǎn)層釋放最大程度的產(chǎn)能;

        ③延長(zhǎng)組壓裂投產(chǎn),未考慮射孔與壓裂聯(lián)作;

        ④對(duì)儲(chǔ)層物性巖性認(rèn)識(shí)不清,造成儲(chǔ)層破壞。

        2 射孔參數(shù)敏感性分析

        我們選擇了部分區(qū)塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性研究,目前研究區(qū)塊生產(chǎn)鉆井的技術(shù)套管為φ139.7 mm,常使用89、102的射孔槍型。與此相匹配的射孔彈型主要有102、127、1 m彈。因此根據(jù)以上射孔槍彈對(duì)其進(jìn)行了孔深、相位角、孔徑、孔密的敏感性分析,從而優(yōu)選出最佳孔深、相位角、孔徑、孔密。

        2.1 孔深敏感性分析

        根據(jù)孔深敏感性曲線(圖1)可以看出,隨孔深的增加,產(chǎn)率比也不斷增大。在射孔深度未穿透污染帶時(shí),產(chǎn)率比增加幅度較大,當(dāng)射孔深度穿透污染帶時(shí),產(chǎn)率比增加趨勢(shì)大幅度提高。當(dāng)孔密不變時(shí),增加射孔深度,產(chǎn)率比增加的幅度很明顯;當(dāng)孔深不變,增大孔密,尤其是當(dāng)孔深達(dá)到250 mm以上,孔密超過(guò)20孔/m時(shí),產(chǎn)率比增加的幅度已經(jīng)很小了。

        2.2 相位角敏感性分析

        從相位角敏感性曲線(圖2)可以看出,不同相位角對(duì)油井的產(chǎn)能影響較大,60°相位角和90°相位角在孔深增大的同時(shí)產(chǎn)率比也在增大,但到孔深大于0.2m的時(shí)候,兩者的差距拉開(kāi),60°相位角比90°相位角增長(zhǎng)的幅度變大,產(chǎn)率比最大。很明顯,60°相位角效果要優(yōu)于90°相位角。

        2.3 孔徑敏感性分析

        由孔徑敏感性分析曲線(圖3)可以看出,產(chǎn)率比隨孔徑的增大而增大。在相同的射孔槍彈組合下,孔徑不超過(guò)0.01 m情況下,60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比低;孔徑超過(guò)0.01 m情況下,60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比高。當(dāng)孔徑不變時(shí),孔密與產(chǎn)率比才會(huì)正相關(guān)。

        2.4 孔密敏感性分析

        由孔密敏感性曲線(圖4)可以看出,油井產(chǎn)率比隨孔密的增加而增大,在孔密小于20孔/米時(shí),相同的孔密60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比高,在孔密大于20孔/米時(shí),60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比低。但是從套管的安全性考慮,不建議再將孔密加大,在安全范圍之內(nèi),應(yīng)盡量加大孔密以獲得更高的產(chǎn)能。

        3 射孔槍彈優(yōu)選

        南泥灣研究區(qū)塊使用的是φ139.7 mm技術(shù)套管,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況,選擇該套管常用的射孔槍型,即89、102型射孔槍。與此相匹配的射孔彈為89、102、127、1 m 彈。我們對(duì)89與102型射孔槍及相應(yīng)射孔彈性能參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1)。

        圖1 孔深與產(chǎn)率比敏感性分析

        圖2 相位角與產(chǎn)率比敏感性分析

        圖3 孔徑與產(chǎn)率比敏感性分析

        圖4 孔密與產(chǎn)率比敏感性分析

        表1 射孔彈性能參數(shù)表

        從表中可以看出,102射孔槍的外徑比89槍的外徑大,并且穿深較深,可以有效穿透地層污染帶。就射孔孔徑而言,不光影響壓裂施工的注入壓力,而且直接影響支撐劑的尺寸和濃度,壓裂的支撐劑粒徑在0.45 mm-0.9 mm之間,當(dāng)孔徑是支撐劑粒徑的8到10倍最好,可以增大支撐劑濃度且不會(huì)發(fā)生橋堵[2]。故從避免橋堵危險(xiǎn)的角度考慮,射孔時(shí)的孔徑應(yīng)大于10 mm為優(yōu)。從而建議射孔槍型選擇102型射孔槍?zhuān)淇讖椷x取127型射孔彈進(jìn)行高性能深穿透射孔作業(yè)。

        4 射孔參數(shù)組合優(yōu)化

        根據(jù)油層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選擇孔密13、16、20 孔/米,相位角60°、90°。利用射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行南泥灣長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6段的射孔參數(shù)組合優(yōu)化計(jì)算(表2),選擇出產(chǎn)率比最大的射孔參數(shù)組合。

        表2 南泥灣研究區(qū)射孔參數(shù)計(jì)算結(jié)果表

        根據(jù)射孔參數(shù)計(jì)算結(jié)果表明,南泥灣研究區(qū)塊油層采用102槍127彈在20孔/m,孔深253 mm,相位角60°時(shí),產(chǎn)率比最大。兼顧與壓裂協(xié)同效應(yīng),推薦采用該射孔槍彈組合。

        5 結(jié)論

        研究表明孔深、孔密、孔徑、相位角大小對(duì)產(chǎn)率比影響很大,產(chǎn)率比隨孔深、孔密、孔徑增加而增加,但是當(dāng)孔密達(dá)到20孔/m、孔深達(dá)到250 mm時(shí),產(chǎn)率增加的幅度已經(jīng)很小。60°相位角產(chǎn)率比優(yōu)于90°相位角產(chǎn)率。對(duì)于南泥灣致密巖性油藏,建議選擇102槍127彈,20孔/m,孔深253 mm,相位角60°,方可獲得最大產(chǎn)率比。

        [1]李根生,牛繼磊,劉澤凱,等.水力噴砂射孔機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào),2002,26(2):32-33.

        [2]許彬,熊友明,張自印,等.負(fù)壓射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào),2010,12(3):67-68.

        [3]牛超群,張玉金,李振方,等.油氣井完井射孔技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1994:104-119.

        [4]萬(wàn)仁溥,現(xiàn)代完井工程(第二版)[M],北京:石油工業(yè)出版社,2005:124-134.

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