StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)在低滲、污染嚴(yán)重儲(chǔ)層中的應(yīng)用

崔小虎 劉宵（塔里木油田開發(fā)事業(yè)部）

一.主要研究?jī)?nèi)容及成果

1.研究難點(diǎn)

（1）如何采用更為經(jīng)濟(jì)、安全的射孔增產(chǎn)手段，來(lái)提高老油井的增產(chǎn)效果。

（2）如何通過(guò)改進(jìn)射孔技術(shù)，提高射孔的穿透深度、解除地層污染、改善孔道附近地層的滲透率,提高老井的增產(chǎn)效果及貢獻(xiàn)率。

（3）解決常規(guī)射孔對(duì)地層產(chǎn)生的二次污染，提高射孔后的完善系數(shù)。

2.主要研究?jī)?nèi)容

（1）目前老井措施挖潛的現(xiàn)狀分析。結(jié)合地質(zhì)及井下作業(yè)，分析應(yīng)用射孔技術(shù)進(jìn)行措施挖潛存在的問題，并提出解決問題的措施。

（2）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)與國(guó)內(nèi)復(fù)合射孔的對(duì)比分析、增產(chǎn)機(jī)理、工藝技術(shù)特點(diǎn)、施工工藝、適用范圍研究。

（3）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果分析。

3.創(chuàng)新點(diǎn)與技術(shù)水平

（1）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)射孔后表皮系數(shù)一般在-1.13—0.53,較常規(guī)射孔后的表皮系數(shù)2.0降低了73.5%-156.5%；措施有效率100%，增油效果較常規(guī)射孔提高30.4%-76.1%。

（2）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)與常規(guī)射孔相比，穿透及延縫擴(kuò)縫深度在2.5m以上，較常規(guī)射孔提高了100%-200%。

（3）針對(duì)低滲及污染嚴(yán)重地層增產(chǎn)難題，該技術(shù)與常規(guī)射孔技術(shù)相比，除聚能射孔彈對(duì)地層作功外，又增加了1級(jí)火藥作功，解除了因射孔產(chǎn)生的地層二次污染，提高了射孔的效果，屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

（4）該技術(shù)從增產(chǎn)機(jī)理上，具有先進(jìn)的造縫機(jī)理。比常規(guī)射孔增加了高能氣體對(duì)地層的氣體壓裂、延縫及擴(kuò)縫，形成多徑向裂縫，并反向沖洗井筒附近污染帶，確保從油藏至井筒的流動(dòng)暢通無(wú)阻，大幅度改善了近井地帶滲流效率，解決老井大幅增產(chǎn)難題，并證明該技術(shù)是增產(chǎn)增注方面最經(jīng)濟(jì)、安全、有效的，屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

（5）首次解決了常規(guī)射孔技術(shù)射穿雙層套管后的穿透深度短、增產(chǎn)效果差的難題，屬國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

（6）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)與常規(guī)酸化壓裂相比，安全風(fēng)險(xiǎn)大幅度降低，作業(yè)成本降低了50%以上。

（7）StimGun高能復(fù)合射孔采用外裝藥方式，射孔器承壓能力為105-140MPa；推進(jìn)劑藥套適用于溫度=＜160℃，液柱壓力=＜140MPa的油氣井中；具有井下高速記錄儀，每秒記錄10*104個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，能記錄井筒內(nèi)高速發(fā)生的動(dòng)態(tài)活動(dòng)。

（8）StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)與其他復(fù)合射孔相比，能實(shí)現(xiàn)帶封隔器作業(yè)，大大提高高能復(fù)合氣體對(duì)地層的作用效果。

二.StimGun高能復(fù)合射孔技術(shù)研究

1.老井措施挖潛的現(xiàn)狀分析

目前開發(fā)的老油井占總開井?dāng)?shù)的近70%，老井的產(chǎn)量占據(jù)了開發(fā)年產(chǎn)量很大的比例，年措施挖潛作業(yè)在200井次以上，采用常規(guī)射孔技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)老井的增產(chǎn)難題，因此需要引進(jìn)先進(jìn)的射孔工藝。

2.該技術(shù)與國(guó)內(nèi)復(fù)合射孔對(duì)比研究

目前StimGun技術(shù)與國(guó)內(nèi)復(fù)合射孔技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)如下：

（1）安全有效性高。該技術(shù)技術(shù)在施工作業(yè)前，通過(guò)輸入地層和井況參數(shù)，由計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，對(duì)下井工具進(jìn)行優(yōu)化。在保證安全的同時(shí)，使得高能氣體的壓裂效果最好。

（2）具有可評(píng)估性。該技術(shù)通過(guò)引入井下高速記錄儀以及Pulsfrac軟件，能對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。

（3）適用范圍廣。該技術(shù)能夠帶封隔器作業(yè)，極大地?cái)U(kuò)大了該技術(shù)的適用范圍，并且能夠保證高能氣體產(chǎn)生的能量絕大部分進(jìn)入射孔孔道，對(duì)射孔孔眼進(jìn)行壓裂。

3.該技術(shù)增產(chǎn)工藝原理

StimGun高能復(fù)合射孔是針對(duì)改善射孔孔眼及附近地層的流動(dòng)效率而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。該技術(shù)為射孔和高能氣體壓裂聯(lián)合作業(yè)，在射孔的同時(shí)進(jìn)行高能氣體壓裂，一次施工可完成射孔和高能氣體壓裂兩道工序。射孔孔眼形成后，火藥燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體以很快的速度沖擊射孔孔眼，對(duì)近井地層進(jìn)行機(jī)械、物理、化學(xué)和熱力學(xué)作用，在射孔孔眼周圍形成多徑向裂縫，從而溝通了地層的天然裂縫，改善了油氣流動(dòng)通道，達(dá)到以下效果：

（1）對(duì)改造射孔壓實(shí)帶、解除射孔的二次污染。

（2）火藥燃燒生成的氣體對(duì)地層產(chǎn)生脈沖加載，當(dāng)其作用力超過(guò)巖石破裂壓力時(shí)，井筒周圍的地層便產(chǎn)生多條不受地層最小主應(yīng)力控制的裂縫。

（3）火藥氣體的作用降低了原油粘度和油／水界面的表面張力。

4.該工藝技術(shù)特點(diǎn)

（1）先進(jìn)的造縫機(jī)理.

A、高能氣體壓裂火藥燃速較快，升壓時(shí)間為毫秒級(jí)，峰值壓力較高，能量傳遞較快，因而不受地層巖石應(yīng)力影響，可形成徑向放射狀多條裂縫，裂縫長(zhǎng)度2.5m以上。

B、動(dòng)態(tài)脈沖高壓氣體能擊穿并凈化射孔孔道，啟動(dòng)并延伸與井筒垂直的裂縫，溝通地層的天然裂縫。

C、可以有效地穿透近井地帶的污染帶，并反向沖洗井筒附近污染帶，確保從油藏至井筒的流動(dòng)暢通無(wú)阻。

（2）先進(jìn)的數(shù)據(jù)記錄和處理手段。

井下高速記錄儀時(shí)間分辨能力達(dá)到約10毫秒或達(dá)到每秒100000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，能通過(guò)軟件及記錄數(shù)據(jù)科學(xué)指導(dǎo)和優(yōu)化施工作業(yè)。

（3）施工作業(yè)的全程控制及優(yōu)化。

（4）能和多種射孔工藝相結(jié)合，適用范圍廣。

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（5）大幅度降低射孔后的表皮系數(shù)73.5%-156.5%。利影響。其中，以濕法乙炔進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)中，所產(chǎn)生的電石渣中，不僅含有大量的堿性水分，同時(shí)也具有較高的COD值，因此，進(jìn)行電石渣的處理也一直是聚氯乙烯生產(chǎn)中的一個(gè)研究重點(diǎn)。以電石渣漿中乙炔氣體回收技術(shù)進(jìn)行電石渣處理應(yīng)用，是在對(duì)于聚氯乙烯生產(chǎn)中傳統(tǒng)電石渣處理技術(shù)的缺點(diǎn)與局限性分析基礎(chǔ)上，由太原某化工企業(yè)所設(shè)計(jì)的電石渣漿中乙炔回收裝置，通過(guò)進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)中所產(chǎn)生電石渣的處理應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的，如下圖3所示，即為該裝置進(jìn)行電石渣漿中乙炔回收的工藝流程示意圖。

該技術(shù)在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，不僅進(jìn)行電石渣漿中乙炔氣體的回收率比較高，并且能夠進(jìn)行回收處理的數(shù)量也比較大，對(duì)于減少聚氯乙烯生產(chǎn)中的電石消耗以及避免乙炔造成的大氣污染等都有積極作用和意義，提高了聚氯乙烯生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

此外，在進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)中，乙炔濃硫酸清凈技術(shù)也是進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)應(yīng)用的新技術(shù)。由于進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)中，乙炔清凈是聚氯乙烯生產(chǎn)的重要工藝環(huán)節(jié)，而由于目前聚氯乙烯生產(chǎn)中所采用的電石法多是次氯酸鈉進(jìn)行乙炔清凈實(shí)現(xiàn)，該工藝進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)中乙炔清凈使用，雖然具有技術(shù)成熟、穩(wěn)定等應(yīng)用特征，但是實(shí)際應(yīng)用中需要通過(guò)補(bǔ)充大量的新鮮水以進(jìn)行乙炔降溫實(shí)現(xiàn)，因此生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含有次氯酸鈉的廢水，容易對(duì)于生產(chǎn)造成較大壓力。而濃硫酸進(jìn)行乙炔清凈是通過(guò)使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，通過(guò)濃硫酸中的強(qiáng)脫水性以及強(qiáng)氧化性，對(duì)于粗乙炔中水分進(jìn)行吸收后，進(jìn)行粗乙炔中的硫化氫以及磷化氫氣體的氧化處理，以形成單質(zhì)硫和磷酸、二氧化硫等，實(shí)現(xiàn)乙炔的清凈目的。該工藝技術(shù)進(jìn)行乙炔清凈應(yīng)用中，僅是產(chǎn)生廢硫酸和少量廢水，可以循環(huán)應(yīng)用到乙炔產(chǎn)生工藝環(huán)節(jié)中，對(duì)于傳統(tǒng)乙炔清凈技術(shù)中的問題能夠很好的進(jìn)行避免，具有較為突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，聚氯乙烯生產(chǎn)新技術(shù)是針對(duì)傳統(tǒng)的聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)中存在的高污染以及高能耗、低效率問題，專門開發(fā)設(shè)計(jì)的降低聚氯乙烯生產(chǎn)能耗與污染情況，提高生產(chǎn)綜合效益的方法技術(shù)，具有突出的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值作用。