国内油田相继进入开发后期,提高单井产量成为油田热点,射孔技术、压裂技术、酸化技术等不断推陈出新。最近,气体推进成缝增产技术在部分油田引起不小的反响。现对气体推进成缝技术进行简单介绍。
技术原理气体推进成缝增产技术,是在常规的射孔枪身外安装袖套式推进剂药柱(药柱成分主要为特定的发射药或火箭固体推进剂,并且内含支撑剂)。射孔时,射孔弹引爆后产生很强的金属流,穿过枪管、袖套药柱、套管进入地层,在穿过袖套药柱的同时,引燃围绕在枪身上的推进剂药柱,药柱燃烧瞬时产生大量的高温高压气体进入地层,冲击射孔孔眼压实带,将射孔压实带消除,同时将支撑剂射入射孔孔道内,对孔眼产生较强的冲刷,使射孔深度增加,并形成多条径向裂缝,对近井区域产生辐射状径向多裂缝体系,从而改善近井带地层渗透性,达到生产井增产、水井增注的目的。
所用材料和配套器材。气体推进成缝技术使用固体推进剂和配套器材,与射孔同时施工。固体推进剂包括成气剂、支撑剂,配套器材包括扶正器和挡环。
技术优势该技术的独特优势主要体现在以下几个方面。
首先,对射孔压实带的清除作用。当射孔弹爆炸时,射流和爆炸冲击波将外置药柱引燃,瞬时产生大量高能气体,高能气体冲击射孔孔眼压实带,将射孔压实带消除。这对于提高近井带的渗透性具有重要意义。
其次,对近井地带的酸化、酸洗作用。由于火药或推进剂燃烧后的主要产物氯化氢、氮气、二氧化碳和水等,遇水很容易形成酸液,对地层有一定的酸化作用,并且由于温度和压力的催化作用,使得对地层的化学作用增强。
最后,酸洗和造缝的结合作用。由于聚能气体的煞熳饔茫谀康牟阄谎箍嗵蹙断蛄逊欤断蚍斐こ?米,酸液可渗入油层径向范围比单一的酸化或化学解堵剂效果要好很多。
对套管影响合理的装药量和火药、炸药的恰当配比,是气体推进成缝技术成功的关键。根据多次地面打靶试验及井下电视检测套管损伤分析报告,气体推进成缝技术在装药量设计合理时,对套管不会造成损坏。
首先,射孔枪引爆后,射孔弹金属射流依次击穿成缝器、套管、水泥环,进入地层,然后引爆成缝器药柱。从整个过程可以看出:射孔弹爆轰和成缝器爆燃有个时间间隔,射孔弹金属射流以微秒级速度进入地层射开孔,成缝器以毫秒级速度爆燃形成了高密度的气体能量,聚能气体瞬间通过射孔孔眼由高压区向低压区的地层推进,在地层形成多条径向裂缝,在近井带地层形成多条通道,使套管内的能量迅速释放,同时有效地增加了近井带流体的渗流面积,改变地层渗流条件。
其次,气体推进成缝器药柱能量不会超过套管的承受能力。
气体推进成缝器爆燃时,高压气体作用于套管管壁和已经射穿的孔道。在固井质量良好的情况下,作用于管壁的压力迅速传递至水泥环和井壁,使套管、水泥环、井壁紧密地结合在一起,迫使气体压力迅速进入射孔孔道。因此气体成缝技术对套管的影响主要表现在对水泥环的影响,而不是对套管的损坏。
因为气体成缝器爆燃瞬间使套管向外轻微扩张,水泥环发生轻微变形,由于套管和水泥环弹性模量不同,套管和水泥环之间会形成一个微小的间隙。在装药量设计合理的情况下,气体压裂对水泥环会有一定轻微的形变影响,而不会对套管造成变形伤害。通过测井曲线和套压法验窜,这个微小间隙不会导致流体串层。