StimGun高能复合射孔技术在低渗、污染严重储层中的应用

2013-12-11崔小虎刘宵塔里木油田开发事业部

化工管理 2013年24期

关键词：石渣聚氯乙烯乙炔

崔小虎刘宵（塔里木油田开发事业部）

一.主要研究内容及成果

1.研究难点

（1）如何采用更为经济、安全的射孔增产手段，来提高老油井的增产效果。

（2）如何通过改进射孔技术，提高射孔的穿透深度、解除地层污染、改善孔道附近地层的渗透率,提高老井的增产效果及贡献率。

（3）解决常规射孔对地层产生的二次污染，提高射孔后的完善系数。

2.主要研究内容

（1）目前老井措施挖潜的现状分析。结合地质及井下作业，分析应用射孔技术进行措施挖潜存在的问题，并提出解决问题的措施。

（2）StimGun高能复合射孔技术与国内复合射孔的对比分析、增产机理、工艺技术特点、施工工艺、适用范围研究。

（3）StimGun高能复合射孔技术现场应用情况及效果分析。

3.创新点与技术水平

（1）StimGun高能复合射孔技术射孔后表皮系数一般在-1.13—0.53,较常规射孔后的表皮系数2.0降低了73.5%-156.5%；措施有效率100%，增油效果较常规射孔提高30.4%-76.1%。

（2）StimGun高能复合射孔技术与常规射孔相比，穿透及延缝扩缝深度在2.5m以上，较常规射孔提高了100%-200%。

（3）针对低渗及污染严重地层增产难题，该技术与常规射孔技术相比，除聚能射孔弹对地层作功外，又增加了1级火药作功，解除了因射孔产生的地层二次污染，提高了射孔的效果，属国内领先。

（4）该技术从增产机理上，具有先进的造缝机理。比常规射孔增加了高能气体对地层的气体压裂、延缝及扩缝，形成多径向裂缝，并反向冲洗井筒附近污染带，确保从油藏至井筒的流动畅通无阻，大幅度改善了近井地带渗流效率，解决老井大幅增产难题，并证明该技术是增产增注方面最经济、安全、有效的，属国内领先。

（5）首次解决了常规射孔技术射穿双层套管后的穿透深度短、增产效果差的难题，属国内领先。

（6）StimGun高能复合射孔技术与常规酸化压裂相比，安全风险大幅度降低，作业成本降低了50%以上。

（7）StimGun高能复合射孔采用外装药方式，射孔器承压能力为105-140MPa；推进剂药套适用于温度=＜160℃，液柱压力=＜140MPa的油气井中；具有井下高速记录仪，每秒记录10*104个数据点，能记录井筒内高速发生的动态活动。

（8）StimGun高能复合射孔技术与其他复合射孔相比，能实现带封隔器作业，大大提高高能复合气体对地层的作用效果。

二.StimGun高能复合射孔技术研究

1.老井措施挖潜的现状分析

目前开发的老油井占总开井数的近70%，老井的产量占据了开发年产量很大的比例，年措施挖潜作业在200井次以上，采用常规射孔技术很难实现老井的增产难题，因此需要引进先进的射孔工艺。

2.该技术与国内复合射孔对比研究

目前StimGun技术与国内复合射孔技术的主要优势如下：

（1）安全有效性高。该技术技术在施工作业前，通过输入地层和井况参数，由计算机模拟计算，对下井工具进行优化。在保证安全的同时，使得高能气体的压裂效果最好。

（2）具有可评估性。该技术通过引入井下高速记录仪以及Pulsfrac软件，能对施工全过程进行效果评价。

（3）适用范围广。该技术能够带封隔器作业，极大地扩大了该技术的适用范围，并且能够保证高能气体产生的能量绝大部分进入射孔孔道，对射孔孔眼进行压裂。

3.该技术增产工艺原理

StimGun高能复合射孔是针对改善射孔孔眼及附近地层的流动效率而发展起来的一项新技术。该技术为射孔和高能气体压裂联合作业，在射孔的同时进行高能气体压裂，一次施工可完成射孔和高能气体压裂两道工序。射孔孔眼形成后，火药燃烧产生的高温高压气体以很快的速度冲击射孔孔眼，对近井地层进行机械、物理、化学和热力学作用，在射孔孔眼周围形成多径向裂缝，从而沟通了地层的天然裂缝，改善了油气流动通道，达到以下效果：

（1）对改造射孔压实带、解除射孔的二次污染。

（2）火药燃烧生成的气体对地层产生脉冲加载，当其作用力超过岩石破裂压力时，井筒周围的地层便产生多条不受地层最小主应力控制的裂缝。

（3）火药气体的作用降低了原油粘度和油／水界面的表面张力。

4.该工艺技术特点

（1）先进的造缝机理.

A、高能气体压裂火药燃速较快，升压时间为毫秒级，峰值压力较高，能量传递较快，因而不受地层岩石应力影响，可形成径向放射状多条裂缝，裂缝长度2.5m以上。

B、动态脉冲高压气体能击穿并净化射孔孔道，启动并延伸与井筒垂直的裂缝，沟通地层的天然裂缝。

C、可以有效地穿透近井地带的污染带，并反向冲洗井筒附近污染带，确保从油藏至井筒的流动畅通无阻。

（2）先进的数据记录和处理手段。

井下高速记录仪时间分辨能力达到约10毫秒或达到每秒100000个数据点，能通过软件及记录数据科学指导和优化施工作业。

（3）施工作业的全程控制及优化。

（4）能和多种射孔工艺相结合，适用范围广。

（5）大幅度降低射孔后的表皮系数73.5%-156.5%。利影响。其中，以湿法乙炔进行聚氯乙烯生产中，所产生的电石渣中，不仅含有大量的碱性水分，同时也具有较高的COD值，因此，进行电石渣的处理也一直是聚氯乙烯生产中的一个研究重点。以电石渣浆中乙炔气体回收技术进行电石渣处理应用，是在对于聚氯乙烯生产中传统电石渣处理技术的缺点与局限性分析基础上，由太原某化工企业所设计的电石渣浆中乙炔回收装置，通过进行聚氯乙烯生产中所产生电石渣的处理应用实现的，如下图3所示，即为该装置进行电石渣浆中乙炔回收的工艺流程示意图。

该技术在聚氯乙烯生产中的应用实现，不仅进行电石渣浆中乙炔气体的回收率比较高，并且能够进行回收处理的数量也比较大，对于减少聚氯乙烯生产中的电石消耗以及避免乙炔造成的大气污染等都有积极作用和意义，提高了聚氯乙烯生产的经济效益与环境效益。

此外，在进行聚氯乙烯生产中，乙炔浓硫酸清净技术也是进行聚氯乙烯生产应用的新技术。由于进行聚氯乙烯生产中，乙炔清净是聚氯乙烯生产的重要工艺环节，而由于目前聚氯乙烯生产中所采用的电石法多是次氯酸钠进行乙炔清净实现，该工艺进行聚氯乙烯生产中乙炔清净使用，虽然具有技术成熟、稳定等应用特征，但是实际应用中需要通过补充大量的新鲜水以进行乙炔降温实现，因此生产过程中会产生大量的含有次氯酸钠的废水，容易对于生产造成较大压力。而浓硫酸进行乙炔清净是通过使用质量分数为98%的浓硫酸，通过浓硫酸中的强脱水性以及强氧化性，对于粗乙炔中水分进行吸收后，进行粗乙炔中的硫化氢以及磷化氢气体的氧化处理，以形成单质硫和磷酸、二氧化硫等，实现乙炔的清净目的。该工艺技术进行乙炔清净应用中，仅是产生废硫酸和少量废水，可以循环应用到乙炔产生工艺环节中，对于传统乙炔清净技术中的问题能够很好的进行避免，具有较为突出的应用优势。