多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)在塔里木油田的研究應(yīng)用

1、38多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)在塔里木油田的研究與應(yīng)用李強(qiáng)①宋中華鐘家維單全生歐如學(xué)劉昆塔里木油田公司開發(fā)事業(yè)部摘要塔里木油田的油（水）井經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)，由于受到鉆井、井下作業(yè)及增產(chǎn)措施等因素影響，導(dǎo)致油（水）井近井地帶污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響油井產(chǎn)能及注水效果。常規(guī)射孔技術(shù)無(wú)法解決油（水）井近井地帶污染問(wèn)題，因此研發(fā)了多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)，該技術(shù)可以一次同時(shí)完成聚能射孔和兩次火藥壓裂等三道工序，從而使射孔孔道壓實(shí)帶破碎，在孔眼周圍形成多條徑

2、向和垂直裂縫，溝通地層的天然裂縫，達(dá)到深穿透近井地層污染帶，改善近井區(qū)域地層導(dǎo)流能力的目的，最終提高油井產(chǎn)能。該技術(shù)能有效的改善射孔孔眼及近井帶地層的流動(dòng)條件，盡可能的增大井筒周圍的滲流面積，降低射孔表皮系數(shù)，提高油井產(chǎn)能。關(guān)鍵詞多級(jí)脈沖深穿透兩級(jí)火藥裝藥脈沖壓力壓力控制1前言塔里木油田在低滲油藏開發(fā)過(guò)程中，無(wú)論生產(chǎn)井還是注水井，在生產(chǎn)之前，普遍采取壓裂、酸化等方法進(jìn)行油層改造。但是，壓裂、酸化作業(yè)因其自身固有的缺陷，在應(yīng)用過(guò)程中有一定

3、的局限性。例如，水力壓裂雖然壓力持續(xù)作用時(shí)間長(zhǎng)，可以在地層中產(chǎn)生較長(zhǎng)的裂縫，但由于它的瞬間峰值壓力不高，因此裂縫的數(shù)量較少，而對(duì)于提高近井帶地層的滲流能力，多裂縫效果更好，并且水力壓裂、酸化壓裂成本太高，工藝繁雜。此外，壓裂、酸化容易對(duì)地層造成二次污染，不利于保護(hù)產(chǎn)層。為了妥善解決這一矛盾，提出了多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)。2多級(jí)脈沖深穿透射孔技術(shù)簡(jiǎn)介多級(jí)脈沖射孔工藝技術(shù)是一種全新的射孔工藝，區(qū)別于以往其他任何射孔方法，是一項(xiàng)射孔與小型壓裂

4、相結(jié)合的新射孔技術(shù)，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。過(guò)去，無(wú)論負(fù)壓、正壓或平衡壓力射孔，在穿孔瞬間，井筒內(nèi)的壓力是靜液柱壓力，而多級(jí)脈沖射孔技術(shù)，利用多級(jí)火藥裝藥技術(shù)和射孔技術(shù)的合理組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)火藥裝藥的順序燃燒，連續(xù)產(chǎn)生3個(gè)脈沖峰值壓力，動(dòng)態(tài)壓力作用于孔道地層。射孔成孔后利用多級(jí)火藥燃燒產(chǎn)生高壓燃?xì)?，隨著一級(jí)火藥燃燒，產(chǎn)生脈沖壓力作用于孔道與地層，進(jìn)行解堵、造縫，隨著壓力下降又形成負(fù)壓，再次沖洗孔道，隨后二級(jí)火藥燃燒，再次形成脈沖壓力作用于孔

5、道和地層，進(jìn)行延縫和擴(kuò)縫；以達(dá)到解堵、造縫、延縫、擴(kuò)縫的目的，改善近井帶地層滲流條件，從而增加油井的產(chǎn)能。40圖3三級(jí)裝藥在Φ50發(fā)動(dòng)機(jī)的pt曲線該試驗(yàn)說(shuō)明三級(jí)裝藥具有不同的燃燒速度，可以順序產(chǎn)生不同的壓力峰值。2.3藥量的設(shè)計(jì)根據(jù)地層破裂壓力和套管、槍體的承壓指標(biāo)，確定井筒內(nèi)的峰值壓力，根據(jù)設(shè)計(jì)的峰值壓力參數(shù)，控制兩級(jí)火藥的總裝藥量。根據(jù)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)壓力計(jì)算原理，由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)壓力公式得出峰值壓力為：Pmax=(ρCμ1

6、SS1)1(1r)（3）上式中，ρ為槍體內(nèi)裝藥的密度，C為裝藥的特征速度，S為槍體內(nèi)裝藥的總表面面積，S1為槍體孔眼的總面積之和，R為裝藥的壓力指數(shù)，μ1為裝藥的燃速系數(shù)。2.4動(dòng)態(tài)壓力作用過(guò)程多級(jí)脈沖射孔器在井下引爆時(shí)，可以近似地看作是一個(gè)在密閉容器中發(fā)生的伴隨產(chǎn)生大量的高溫、高壓氣體的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其反應(yīng)的容器即為射孔槍。在反應(yīng)初期，根據(jù)理想狀態(tài)下的氣態(tài)方程中P、V、T的關(guān)系式，可以看出射孔槍內(nèi)部的剩余空間，對(duì)壓力的產(chǎn)生具有一定的調(diào)