射孔技术及脉冲射孔在东濮油田的应用

郭海涛

摘 要：对于低渗透油井及污水回注井，普通射孔方式已经很难满足生产的需求，因此需要一种新型的射孔方式来解决储层低渗透的问题。本文介绍目前射孔方式及选择原则，同时介绍了脉冲射孔的工作原理，其利用炸药的微秒级爆速和火药的毫秒级燃速差来实现先射孔后气体压裂，实现超正压射孔。从其在东濮油田的应用情况来看，取得了良好的应用效果。

关键词：射孔技术;脉冲射孔;低渗透油藏

1 基本情况

东濮油田的开发未来要向渗透油藏发展，低渗透油藏渗透率不高，产液量少，完钻一口井成本较高。且随着东濮油田开发的不断深入，原油在生产过程中含水量不断上升，综合含水率达90%以上，污水的处理又称为一大难题。目前的解决方法是污水回注，但污水回注量不高，注水压力上升的问题也亟待解决。为解决以上问题，本文提出了利用提升射孔技术增加油层的渗透率[1]。

射孔的基本原理是在炸药爆炸后达到7000-8000m/s的速度，形成2000-5000℃高温、高压冲击波，产生约30000MPa的压力。岩石受到高温、高压射流冲击变形、破碎和压实。贝雷砂岩靶试验结果表明，这种冲击压实的损害厚度约为6.4-12.7 mm，渗透率仅为原始渗透率的20%左右[2，3]，贝雷砂岩靶的试验结果，若低渗储层则更为严重。因此射孔时，应根据不同的地质结构和不同的井矿选择合适的射孔方式;同时把合理的选择射孔器和射孔工艺做到很好的结合，来降低射孔孔眼堵塞，提高油气流动效率，以提高单井产能。

2 射孔方案的選择原则

主要考虑储集层类型、井筒条件、作业目标措施、射孔器材性能指标，以及在保证安全作业前提下，采用何种方案进行射孔等。

2.1 射孔器的选择原则

2.1.1 依据井筒客观结构

根据井筒管柱结构和尺寸大小及不同的储层结构和射孔的目的等，在满足射孔器胀径（≤5mm）条件下，采用最大外径射孔器（射孔枪），遵循射孔枪与套管的匹配原则。

2.1.2 依据不同的储层条件

依据储层条件不同主要分为以下集中情况：①高孔高渗疏松砂岩储层：这类储层射孔后一般需要进行防砂措施后生产，因此这类储层适用大孔径、高孔密、穿深小的防砂射孔或低碎屑射孔器;②中等孔渗固结砂岩储层：这类储层渗透率相对较小，适用深穿透或双复增效等射孔器;③低渗透致密砂岩储层：适用双复增效、深穿透、多级脉冲等射孔器，可选用定方位等。

2.2 输送方式的选择原则

射孔输送方式分为油管输送和电缆输送两种。

2.2.1 电缆输送选择原则

电缆输送射孔一般应满足以下要求：①井斜不超过35°，射孔液能控制井筒压力平衡;②考虑到电缆承受拉伸能力，一般要求井深<3500m;③套管无变形、无油帽，原油粘度低;④通井、刮管作业必须通过油层底界10m;⑤射孔层段低于20m，下井次数低于5次的井。

2.2.2 油管输送选择原则

电缆输送射孔一般应满足以下要求：①井斜超过35°的井;②地层压力高，或需进行定方位、负压、全通径、超正压射孔的井;③气层井或高气油比的井;④低于1m的薄层及射孔层较厚，一般大于20m的井;⑤射孔井段套管有变形，电缆输送射孔有困难的井。

3 超正压多脉冲深穿透复合射孔技术

3.1 技术原理

将聚能射孔和高能气体压裂技术融为一体，利用炸药的微秒级爆速和火药的毫秒级燃速差来实现先射孔后气体压裂，实现超正压射孔，利用多级火药装药合理组合，形成多级脉冲复合射孔压裂技术，实现燃气对地层的多级压力脉冲，延长作用时间，增加延缝半径。对地层近井区域产生机械作用、物理化学作用和热力学作用，达到增产增注的目的。

3.2 超正压多脉冲深穿透复合射孔在东濮油田应用效果

脉冲射孔技术在东濮油田应用10口井，其中5口油井，5口污水回注井。

3.2.1 脉冲射孔在油井上的应用

P18X49该井生产沙三中段，平均孔隙度19.2%，平均空气渗透率为93×10-3μm2，表现为低渗。射孔应用FN102枪，127弹脉冲射孔。自2012年9月8日生产以来，该井一直保持较高的产液量和产油量，到目前为止该井平日日液8.6m3，平均日油7.2t，综合含水16.3%，效果显著。

3.2.2 脉冲射孔在水井上的应用

PO6-26-497和GO8-33-209均为污水回注井，投产采用脉冲射孔，应用FN102枪，127王弹，同时配套三寸油管。GO6-26-497配注500m3，初期日注528m3，目前配注800m3，日注975m3。GO8-33-209配注1000m3，初期日注960m3，目前日注1200m3。应用脉冲射孔后两口井均可达到日注千方。

4 结论

从目前东濮油田射孔应用效果来看，普通射孔方式可以解决目前应用需求。但低孔、低渗的油藏不能达到要求。从2012年多脉冲射孔应用效果可以看出，多脉冲射孔应用可以解决低孔低渗油藏的问题，可以提高油的单井产能。同时，多脉冲射孔应用在污水回注井当中也取得了良好的应用效果。

参考文献：

[1]王树强，陈琼等.多级脉冲深穿透射孔技术[J].石油钻采工艺，2005（27）：42-44.

[2]李东传，唐国海，孙新波，等.射孔压实带研究[J].石油勘探与开发，2000（5）：112-114.

[3]黄风雷，孙新波，罗小娟等.贝雷砂岩射孔损害区核磁共振实验研究[J].北京理工大学学报，1999（s1）：33-37.