射孔优化对油层影响

黄金 巫娜

【摘要】本文主要介绍了射孔完井对油气层的损害情况，重点分析了射孔过程中射孔液、射孔参数、射孔时压差大小等因素对油气层产能的影响，针对此影响，对射孔提出了优化射孔参数、选用与储层配伍的优质射孔液以及采用负压射孔，并确定合理的射孔负压值等技术措施来保护油气层。

【关键词】射孔完井 防止地层损害 射孔参数 射孔器 提高采收率

完井作业是油气田开发工程中的一项十分重要的工序，而射孔完井又是目前国内外最为广泛采用的完井方法，但射孔的同时又易对油气层造成多种损害，降低了射孔通道周围地层的渗透率，导致油气井产量降低。为此将油气层保护技术应用于射孔完井作业中，可极大地减少射孔对油气层的损害，提高油井产量，对稳定原油的产量具有非常重要的意义。

1 射孔对油井产能的影响

射孔完井过程中采用油气层保护技术，使油气层和井筒间产生一条清洁的通道，对提高油气井产量具有明显的效果。调查分析认为，用89型射孔枪射孔后油井产能较低或不能生产的主要原因有： 一是油气层受到了钻井液及射孔液污染，渗透率降低；二是射孔时产生的残渣随着高速运动的气流冲到岩石上，细小的颗粒会进入地层的孔隙中堵塞孔隙，使岩石的孔隙度下降。

2 油气层损害分析

2.1 射孔过程对油气层的损害

聚能射孔弹爆炸后，弹孔外的岩石被压碎和压实，并将岩石碎粒从弹孔区域挤入周围的油气层，在弹孔周围形成压实带，其渗透率远远低于原始地层的渗透率，导致弹孔底端流体的流动阻力增大，弹孔的流量减小，从而降低了油井的产能。此外，若射孔弹性能不良，将造成金属杵堵和套管、水泥环、岩屑等碎屑一起堵塞已经射开的孔眼。

2.2 射孔参数对产能的影响

2.2.1射孔深度

在有钻井污染带的情况下，当射孔穿透深度超过钻井井筒周围的污染带时，可以减小甚至消除钻井污染对油井产能的影响。在有射孔污染的情况下，当射孔穿透深度超过钻井所造成的污染带时，射孔污染对油井的产能仍影响很大，且油井产能随射孔污染程度的加重而降低。因此，只有在保证射孔质量的前提下才能利用加大孔深提高油井产能。

2.2.2射孔密度

在有射孔污染的油井中增加孔密能明显提高油井产能。一般以3 孔/m 、6 孔/m 和12孔/m 的密度射孔，油井的产率为0.70、0.87和1.06。但当射孔密度增加到一定值时，射孔密度对油井产能的影响就很小了。而且，随着射孔密度的增加，套管的强度降低。所以在射孔作业中，应根据油井的条件和其它射孔参数，选择最佳射孔密度。

2.2.3射孔孔径

射孔孔径对油井产能有一定影响，孔径越大，油层和井筒连通的面积越大，有利于油层产能的提高，但它对产能的影响程度低于孔深和孔密。国内一般采用8～12mm 的孔径射孔。而且效果较好。但当孔径达到一定值时，再增加孔径，产能提高不大。但对有积垢或者石蜡沉积的油井，加大孔径，可有效地防止积垢或者石蜡的沉积物堵塞孔眼，如采用19mm或更大孔径射孔，油井产能的提高比较明显。

2.2.4孔眼相位

目前国内通常使用的射孔相位有0°、60°、90°、120°和180°。同一地层，选用不同的相位角，可得到不同的产能。大量的实践证明，在一个圆周上，孔眼相位为0°，油井的产率为0.97，产能最低；相位为90°时，油井的产率为1.10，产能最高。这是因为当射孔密度相同时，射孔中布置的相位越多，油流进入井筒时的流动路径越短，油流在流动过程中的阻力就小，从而油井产能增加。

2.3 射孔液对油气层的损害

射孔液对油气层的损害包括固相颗粒侵入和液相侵入两个方面。较大的固相颗粒会堵塞所射开的孔眼，较小的颗粒，将会堵塞孔隙喉道，使地层流体流动受阻，导致油气层的渗透率降低；射孔液的液相（其矿化度与储层粘土矿物不匹配时） 侵入油气层，将会引起储层内的粘土矿物水化膨胀，当膨胀到一定程度后，分散成更细的颗粒，这些细微的颗粒被流体运移进入孔隙中，使孔隙喉道缩小，导致储层渗透率降低。2.4 正压差射孔对油气层的损害

正压差射孔指射孔时射孔液形成的液柱压力与地层压力之差大于零。在正压差作用下，射孔液经射孔形成的孔眼侵入油气层，将会对油气层造成多种损害，由于正压差的“压持效应”，使已射开的孔眼部分被射孔液中的固相颗粒、破碎的岩石碎屑颗粒和金属残渣所堵塞，阻碍流体流动，直接影响油井的产能。

3 油气层的保护措施

3.1 优化射孔参数

根据各井不同的地层性质和流体情况，同时考虑钻井损害和射孔损害的程度，进行室内射孔模拟实验，确定能够最大提高油井产能的孔深、孔密、孔径和孔眼相位，合理的选择射孔枪、射孔弹的品种和类型。

3.2 选用与储层配伍的优质射孔液

以井底储层岩性和矿物成分为试验基础，用经过精细过滤的与本地区相配伍的水为射孔液基液。射孔液密度可根据钻井工艺要求和井下情况进行调整，以有效地控制井下压力，再加入适量的防止储层中的粘土矿物水化膨胀和分散运移的粘土稳定剂与能抑制地层微粒运移的稳定剂。在此基础上进行射孔液与地层、地层水的配伍性研究，选择适合于储层的射孔液，使储层损害降到最低。

3.3 采用负压射孔，并确定合理的射孔负压值

负压射孔是指采用低密度射孔液或降低液柱高度，使液柱压力低于地层压力。负压射孔在射开地层的瞬间，地层流体涌入井筒，把固体残渣冲入井筒，可以有效的防止产层的堵塞，同时可避免射孔液进入油气层造成损害。其负压值的大小是以清洁孔道所需的最小值来确定的。其值可通过实验方法确定： 选取本地区井底岩心进行模拟负压差射孔，确定一个射孔效率最好的负压值。

4 结束语

射孔完井是被广泛采用的完井方式，射孔过程中的油气层保护是关系到油井产能的主要因素之一。为此，在射孔完井作业时，须采取优化射孔参数、选用与储层配伍的射孔液及负压射孔等技术措施，以减少射孔时对油气层的损害，提高油井产能。

参考文献

[1] 樊世忠，鄢捷年，周大晨，等.钻井完井液及保护油气层技术[M].东营： 石油大学出版社，1996

[2] 牛超群，张玉金，油气井完井射孔技术[M].北京： 石油工业出版社，1994

[3] 张绍槐，罗平亚，保护储集层技术[M].北京：石油工业出版社，1995

作者简介

黄金，男，生于1985年9月1日，试油试采分公司工程技术大队。