連續油管噴砂射孔技術發展方向探索

張樸

摘 要：近年來連續油管噴砂射孔分段壓裂技術是為了解決逐層壓裂的技術難題，在研究連續油管水力噴射壓裂技術機理的基礎上，利用伯努利原理，連續多層段完成壓裂和水利射孔，實現水力封隔，不需要另外進行機械封隔。現階段連續油管噴砂射孔技術方面已經設計研制了相應的水力噴射分層壓裂的井下作業工具，并且也通過了噴嘴耐磨性測試和射穿套管實驗證明。文章則主要針對連續油管噴砂射孔技術的發展方向進行相應的探索研究。

關鍵詞：連續油管；噴砂射孔技術；壓裂；井下工具

引言

連續油管技術的應用于90年代初開始，現階段仍舊處于開發和研究的初級發展階段。作為一項正處于石油天然氣勘測開發蓬勃發展中的技術，已經在全球范圍內應用于鉆井、修井、洗井、氮氣舉升和增產等許多領域。近年來，隨著連續油管技術的進一步發展，大管徑連續油管車的引進，大大增加了連續油管噴砂射孔壓裂技術的可行性。連續油管噴砂射孔壓裂技術是應用水利噴砂射孔、水力壓裂以及水力隔離等多種工藝于一體的綜合型技術，較之常規的水力壓裂技術，連續油管噴砂射孔技術可以更加準確的造縫、簡化井下作業程序、無需機械封隔、降低作業風險等，適用于薄層、多產層的直井逐層壓裂改造。低滲透油田作為我國石油產業穩定發展的重要資源，連續油管噴砂射孔技術對其具有非常重要的意義。

1 水力噴射原理

水利噴砂射孔技術的發展方向是集水利噴砂射孔技術和水力噴射壓裂技術于一體的水力噴射壓裂技術，它的水動力學的基本原理是，在進行水利噴砂射孔之后，通過兩套泵壓系統分別向連續油管和同時環空泵入壓裂流體完成的噴射壓裂技術。

水利噴砂射孔技術是通過地面上的壓裂車將有一定濃度的混合磨料經過液體加壓，通過油管泵送到井下，經過加壓后的混合磨料液體通過噴射工具的噴嘴，將其擁有的高壓勢能轉換為動能，形成高速射流，磨料液體通過這種方式做功射穿套管和進井的地層，從而打出一定深度和直徑的孔眼。水利噴砂射孔比較常規的聚能炮彈射孔，它沒有形成壓實帶污染，能夠減輕近井簡地帶的應力集中，能夠相應的提高近井簡地帶的滲透率，穿透近井簡污染帶，伴隨著泄油面積的增大，有助于降低生產中的壓降，增大滲流速度，相應的提高了未污染地層流向井簡中的量度，從而提高整個油井的產量。

水利噴砂射孔完成之后，由于高速混合流體的沖擊作用，使射孔孔道的頂端產生了許多的微裂縫，這些微裂縫降低了地層起裂的壓力。射流的繼續作用會使噴射管道中增壓，同時向環空壓力的疊加超過破裂壓力后將地層壓迫。環空流體在經過高速射流后進入射孔通道和裂縫中，使得那些微裂縫能夠充分的擴展，裂縫形成后，高速流體繼續噴射進入裂縫和孔道中，每一個射孔通道就形成了一個“射流泵”。在射流出口的附近，流體的壓力最低，速度最高，并且不會流向其他地方，環空流體則在這種壓差作用下被吸入到地層，用來維持裂縫的繼續延伸。只要整個系統中的連續油管和噴射工具不受到損害，就可以實現不用封隔器實現上下分隔，還可以快速多次重復作業，從而縮短作業的周期。

2 水力噴射壓裂技術特點

水利噴砂射孔技術中的射孔壓裂一體化，能夠非常精確的控制穿透裂縫的位置和方位，并且不需要通過封隔器和橋塞等物理設備，便可以實施非常有效的分段壓裂。水利噴砂射孔技術的應用采用雙流道作業方式，這種工作方式的環空壓力低，能夠在套管強度較低的場合下有效的工作，這也就增強了套管的使用時間，能夠實現井底壓裂液特性的瞬間調制，例如泡沫特性、支撐劑濃度和化學濃度等，雙流道作業方式也可以靈活控制，在同一口井內，每段裂縫都可以進行定制大小的功能，并且可以采用不同的方式壓裂。

噴砂射孔技術的適應性廣，能夠在裸眼水平井等多種井況中進行作業，井底破裂壓力低，作業過程中的無效裂縫少，并且采用分段作業的方式，減小了作業的規模，縮短了作業周期，所以相應的降低了作業的成本。

3 噴砂射孔技術的適用條件

伴隨著近年來油田開采難度的加大，這就更加強調應用技術的有效性和經濟性。

3.1 低滲透底層水平井作業：低滲透油藏水平井的后續改造是水平井實施的主要難點，這就要求使用能夠準確放置裂縫，有效的實施分段作業和射孔壓裂一體的噴砂射孔技術。

3.2 老油田薄差油層開發：為挖潛剩余油保持穩產，井筒中分散的多個薄差層開采要求能精確定位，適應大跨距分層作業的低成本的壓裂技術。

3.3 老井增產改造的安全施工：水利噴砂射孔壓裂技術具有環空壓力與井底壓力低的特點，可應用于套管與井筒剩余強度有限的老井增產改造，確保井筒安全。

3.4 特殊完井方式對作業技術的要求：裸眼完井、襯管完井、尾管完井等特殊完井方式，使封隔器、橋塞等工具增大了作業難度以及成本，所以本技術能夠更好的適應這些特殊的完井方式。

3.5 低滲透未動用儲量的經濟開采：一般需要壓裂，而且由于產能和產量有限要求壓裂的成本更低，所以低成本的壓裂技術更加適合這種經濟開采。

4 結束語

連續油管水力噴砂射孔技術是近年來剛剛發展起來的一種新型的壓裂技術，它借助了特殊的噴射壓裂工具，從而達到對地層任意位置都可以定點定位壓裂改造的目的，具有許多物理設備不具備的作業靈活性，并能夠縮短工作周期，減小作業規模，降低作業成本等有點，并且適用于許多傳統壓裂方式不適合的作業條件，是現階段石油產業非常看好的一個新技術，但該技術仍舊處于起步階段，所以它也有許多亟待解決的難題，需要工作人員在不斷的努力中進行改造。

參考文獻

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