商文豪(長城鉆探工程有限公司測井公司,北京 100101)
大斜度井射孔工藝技術及其應用
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主要研究大斜度井射孔工藝技術與應用,介紹了幾種常見的射孔工藝技術,在此基礎上,對大斜度井射孔工藝技術的應用進行了探討。
大斜度井;射孔;工藝
現(xiàn)階段,大部分油田鉆開油氣層之后都采用下套管射孔油氣開采方案,借助套管、水泥環(huán)下到地層一定深度,建立井筒和目的層通道。射孔是石油勘探開發(fā)中非常關鍵的環(huán)節(jié),對后續(xù)生產改造效果也有很大影響,進一步研究大斜度井射孔工藝技術十分必要。
1.1 負壓射孔工藝技術
負壓射孔工藝技術是現(xiàn)階段完井過程中應用最為廣泛的技術,射孔作業(yè)使用低密度射孔液或降低液柱高度,降低井底壓力,清理射孔孔眼和巖石表面射孔彈金屬碎屑,保護壓實帶,保證孔道干凈暢通,避免完井液向地層中的滲漏,減少作業(yè)對地層造成的傷害。負壓一般通過調整井液密度、降低井筒液面高度實現(xiàn)。
1.2 水平井射孔工藝技術
我國普遍采用內定向的水平井射孔槍施工技術,有偏心旋轉、配重塊旋轉兩種作業(yè)形式,能夠實現(xiàn)水平井再射孔、限流壓裂孔、氮氣正壓射孔作業(yè),技術逐漸成熟,發(fā)展為常規(guī)射孔作業(yè)技術。
1.3 超正壓射孔工藝技術
上世紀90年代之后,出現(xiàn)了超正壓射孔工藝技術,使用純氮氣、氮氣-液柱混合加壓、純液柱三種不同方式加壓。氮氣惰性很強,不會影響井下流體的物化性質,并且排放迅速,不會造成作業(yè)現(xiàn)場以及周圍環(huán)境污染,在常規(guī)井、高硫化氫井作業(yè)中都廣泛應用。
1.4 射孔-高能氣體壓裂復合技術
該射孔技術能夠同時進行射孔與氣體壓裂作業(yè),有一體式和分體式兩種射孔設備,近些年還出現(xiàn)了對稱式復合射孔器等新的設備與工藝。一體式復合射孔器根據(jù)是否帶卸壓孔還可以分為兩種,近些年在油氣井增產、注水井注入能力改善方面發(fā)揮著重要作用。復合射孔壓裂彈有聚能射孔彈與固體推進器兩部分結構,射孔作業(yè)射孔彈首先經過槍身、套管、水泥環(huán),并在油氣層形成射孔孔眼,再借助固體推進劑二次爆炸產生高溫氣楔,產生氣體膨脹與尖劈作用,形成徑向、軸向裂縫,多方向延伸,營造網狀多方向微裂縫,改善鉆井產能。
2.1 選取射孔彈
遵循深穿透、大孔徑、高孔密的基本原則,使用射孔優(yōu)化設計軟件對多種射孔彈進行分析,選擇幾種射孔彈備用,比較不同型號射孔彈在常規(guī)射孔工藝中井斜角與產率的關系,經過比較分析,認為DP44RDX-8型射孔彈產率高于DP48RDX-1型射孔彈,優(yōu)先選擇該型號。
2.2 相位角/孔密
相位角對油井產率有較大影響,90°和120°油井產率比較接近并且較高,60°和180°相位角產率較低,0°的不利影響最顯著。常規(guī)射孔180°相位角對油井產能發(fā)揮比較不利,但是對于斜井,180°相位角射孔保證了射孔彈和地層之間平行,射孔彈在油層方向穿深并不比直井射孔小,能夠更充分發(fā)揮油井產能,所以斜井建議優(yōu)先選擇90°和180°相位角,且DP44RDX-8型射孔彈90°和180°相位角射孔,井斜54°時兩個相位角產率相同,綜合考慮其他影響因素,將該臨界值調整為60°,<60°,相位角選擇90°;≥60°,相位角選擇180°。
2.3 孔密/負壓值
在套管強度強敵系數(shù)允許值范圍內,孔密越高越好,但是考慮到已經確定的射孔彈型號,選擇內定向射孔方案,因此孔密最大只能達到12孔/m,而常規(guī)直井射孔密度最大為16孔/m,需對內定向射孔槍進行適當改進,增加孔密至16孔/m。射孔液方面,對水敏感的油田儲層考慮到可能出現(xiàn)射孔液固相堵塞射孔彈道、水敏因素,選擇清水+1.5%NH4Cl+0.06%ABC射孔液配方。設置負壓射孔,能夠有效避免射孔作業(yè)造成的油層和孔眼堵塞,建立清潔的井下液體流動通道。并且設置負壓射孔之后無需再進行誘導油流作業(yè),在保護油層、提高產能和降低生產成本方面優(yōu)勢顯著。斜井射孔負壓射孔作業(yè)核心參數(shù)是負壓值的選取,直接關系到是否能夠形成清潔無傷害的孔眼,負壓射孔要能夠有效移除孔眼周圍壓實帶中的傷害物質,同時不能超過安全限度,避免導致地層垮塌、套管損壞和封隔器錯位。
2.4 管柱深度矯正
斜井段可能存在曲線起伏,跨距偏大,可以選擇雙定位短接的方式矯正深度,精確計算射孔位置。管柱深度大,長度長,單點定位短接深度矯正精確度不高,因此采用雙點矯正方案,兩個定位短接分別進行一次矯正操作。第一次矯正在定位短接進入一定深度后進行,測量定位短接和下接箍的距離以及和射孔器頂部距離,獲得射孔總零長值。射孔器下到預定位置之后開始第二次矯正,測定定位短接和下接箍距離,根據(jù)第一次矯正結果,判斷射孔器當前位置,并進行適當調整。
大斜度井射孔傳保技術對單井改造、提高產能作業(yè)的安全性與效果影響很大,需要選擇合適的傳爆技術,獲得更好的射孔作業(yè)實效,消除質量事故,保證射孔彈道和地層平行,是提高單井產能的關鍵。
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