射孔参数对注水井流动效率的影响

为了研究射孔参数对注水井流动效率的影响，从单因素分析和多因素综合分析两方面研究各因素对注水井流动效率的影响规律。单因素分析表明，当射孔孔眼未穿透污染带时，注水井流动效率影响因素的相对重要度顺序为：孔眼深度、孔眼密度、压实损害程度、孔眼直径、相位角、地层非均质性、压实厚度；射孔孔眼穿透污染带时，相对重要度顺序为：孔眼密度、孔眼深度、压实损害程度、地层非均质性、压实厚度、相位角、孔眼直径。多因素正交分析给出了孔眼未穿透污染带、孔眼穿透污染带及有射孔压实、无钻井污染的理想射孔完井3种情况下的流动效率与各影响因素的定量关系式，可应用于射孔完井方案优化设计。图5表3参13     

聚能射孔孔道损害带分析

射孔孔眼周围损害带是影响原油产量的重要原因之一,损害带使孔眼的渗透性降低,利用实验手段和分析方法,研究聚能射孔孔眼周围损害渗透率变化的特点,使人们对原油从孔眼流出过程中流体流动状态分布有了新的认识,对射孔器的研制开发及射孔优化设计具有重要的参考价值。     

射孔压实带研究

聚能射孔弹射孔后产生射孔孔道 ,同时形成射孔压实带 ,压实带是射孔损害最重要的组成部分 ,严重影响油井产能。用实验手段对压实带进行了研究 ,实验用靶为标准贝雷砂岩靶 ,在APIRP4 3(第五版 )标准中第四章的标准实验条件下进行负压射孔 ,并进行流动测试。射孔流动实验后对靶体做了核磁共振、扫描电镜、电子探针、粒度分析等实验。结果证实 ,压实带区域颗粒接触紧密 ,孔隙连通性变差 ,小碎屑大量增加 ;由孔道入口到顶端压实带颗粒直径有增大的趋势 ,表明射孔损害程度降低 ;压实带中未发现爆轰残留物 ,杵体的主要成份为铜的氧化物。研究工作不仅进一步认识了压实带 ,并对聚能射孔弹的研制、射孔参数的优化设计提供了指导     

不同类型射孔弹射孔伤害参数测定实验研究

利用微渗透率仪定量测定了不同射孔弹（常规ＹＤ８９－１弹、大孔径ＹＤ１２７－４弹、深穿透ＢＨ５４ＲＤＸ
－１弹）、不同渗透率（１ｍＤ、１０ｍＤ、１００ｍＤ、１０００ｍＤ）岩心条件下射孔孔眼周围压实带厚度和压实带渗透率。研
究结果表明,较低渗透率的贝雷岩心射孔时会产生微裂缝,进而导致压实带渗透率增大;中高渗透率贝雷岩心射孔
时压实带渗透率明显降低。岩心渗透率为１ｍＤ时射孔压实厚度在１０～１２ｍｍ之间、岩心渗透率为１０ｍＤ时射孔
压实带厚度在１０～１４ｍｍ之间、岩心渗透率为１００ｍＤ时射孔压实厚度在１２～１６ｍｍ之间、岩心渗透率为１０００ｍＤ
时射孔压实厚度在１４～１８ｍｍ之间。     

射孔水平井产能预测方法

为了预测射孔水平井的产能,在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上,引入了三径向流模型,采用等值渗流阻力法,建立了孔眼未射穿污染带和孔眼射穿污染带2种情况下射孔水平井产能预测模型,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井水平段长度等因素对产能的影响,流动机理更加符合油藏实际。利用所建立的产能预测模型进行参数敏感性分析,结果表明,射孔水平井产能随着孔深、孔径、孔密、相位、水平井水平段长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,对水平井水平段长度、孔深、孔密、压实损害程度的敏感性较大,对相位、孔径、压实带厚度的敏感性较小;孔眼射穿污染带时产能指数对射孔参数的敏感性比孔眼未射穿污染带时低。工程设计时,应尽量增加水平井水平段长度、孔深、孔密,避免过高的压实损害程度。     

负压射孔的电模拟实验装置及其实验研究

本文提出了一种新的电模拟实验装置及其实验方法。装置解决了对孔眼周围射孔压实带和井壁周围钻井污染带的模拟。在负压射孔条件下,不存在射孔碎屑将孔眼堵死的情况,射孔排布稳定可靠。装置按负压射孔条件下的参数设计,运用数理统计方法安排实验,对射孔深度、孔径、孔密、压实带厚度、压实带损害程度、布孔角度、射孔格式、污染程度、污染深度等九个影响因素开展研究,具有实验次数少,数据处理简便等优点。所得回归公式可预报这九个因素对油井产量的影响,经渗流理论推演,结果可适用于任何均质油藏。     

大尺寸砂岩靶射孔孔道损伤评价

射孔高速金属射流穿透油气层的同时也在孔眼附近形成压实带,造成油气层的孔隙度和渗透率损伤,严重影响油气井产能。当前对于射孔效果的检验主要基于地面水泥靶、钢靶或小尺寸砂岩靶进行实验,无法真实评价原位地层条件下的射孔效果、流动效率,对于射孔孔道压实损伤机理认识不足,缺乏定量评价手段。针对上述问题,研发了模拟原位地层条件下的大型射孔物理模拟装置及实验技术,基于稳态气流注入技术的岩心自动扫描系统点测砂岩靶上任意点的渗透率以及纵、横波速,结合微CT、扫描电镜等手段实现对射孔砂岩损伤程度定量评价。结果表明：对比混凝土靶的射孔数据,砂岩靶穿深急剧下降且不存在明显的裂纹,不同弹型射孔穿深下降幅度为17%～40%,温度对射孔深度无明显影响;射孔孔道径向表现为破碎带、过渡带、压实带及原状带等4个区域,平均压实带厚度17.10～79.95 mm,压实损伤率12%～63%;孔道内壁受剪胀作用,孔隙度、渗透率增加,压实区域受塑性挤压,大幅降低喉道直径,导致孔隙度、渗透率显著下降。本文研究成果对于明确射孔孔道损伤机理、指导射孔参数设计优化具有借鉴意义。     

射孔压实带研究

该文用实验手段对射孔压实带进行了研究,实验所用的靶体为标准贝雷砂岩靶,在API RP43（第五版）标准中第四章的实验条件下进行负压射孔,并进行流动测试,射孔流动实验后对靶体做了核磁共振,扫描电镜,电子探针,粒度分析等实验,实验结果表明压实带区域颗粒接触紧密,孔隙连通性变差,小碎屑大量增加,由孔道入口到顶端压实带颗粒直径有谱大的趋势,表明射孔损害程度降低,压实带中未发现爆轰残留物,杵体的主要成分为铜的氧化物,通过以上研究对压实带有了进一步的认识。     

水平井射孔孔眼分布方式优化分析

利用二维有限元的方法,根据热流场与渗流场的相似性,模拟水平井射孔完井后井筒及其周围流体流动的变化情况。在考虑井筒压降的情况下,研究射孔孔眼分布对水平井产能和井筒内流体流速剖面的影响。分析的孔眼分布类型有：沿井筒孔眼呈均匀分布、孔眼间距呈递增的等差数列分布、孔眼间距呈递减的等差数列分布、孔眼呈正态分布四种。分析结果有助于优化水平井射射孔孔眼分布来获取最大的水平井产能或均匀的渗流剖面。     

射孔油井产能计算模型研究

针对油井射孔后产能计算困难的问题,在认真分析近井地带渗流情况的基础上,将油井射孔渗流区域等效为带有污染带的折算裸眼油井,使油井井筒在油层部位的体积等于所有射孔孔眼的渗流体积和原井眼在油层部位体积之和,污染带圆筒体积等于原射孔弹爆炸后形成的挤压性压实带体积之和。建立了该等效模式的渗流和压力分布数学计算模型,编制了应用软件。利用该模型研究了射孔的挤压性压实带厚度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼半径对油井IPR曲线的影响,并利用灰色关联理论定量分析了各个参数对油井产能的影响程度。     

氮气正压射孔技术在吐哈油田的应用

氮气正压射孔是在油管传送负压射孔的基础上，利用氮气膨胀能和射孔弹爆炸能，使孔眼周围形成微裂缝，消除压实带，提高射孔效率的早期增产新技术，１９９６￣１９９９年，该技术先后在吐哈油田试验应用１９次，取得了良好效果。     

吐哈氮气正压射孔技术促进油田高效开发

氮气正压射孔是一种增产新技术，作业时在射孔打开油气层之前向井筒注入高压液氮或氮气，使井底压力达到高于地层压力，利用氮气膨胀能及射孔弹爆炸能使孔眼周围形成微裂缝，从而实现消除压实带、改善浸入带、提高射孔效率的功效。氮气正压射孔还利用水击作用使孔眼周围产生微裂缝，高压氮气继续对微裂缝产生扩孔作用。射孔后井口控制放压形成大负压差，地层流体在生产时对裂缝及射孔孔道产生清洗作用，增强了负压射孔清孔的作用，可减轻对储层的伤害。有效改善近井地带油气高效流动，以利提高单井油气产量。     

水平井变密度射孔优化设计模型

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。图5参14     

有限元方法在射孔完井中的应用

本文探讨了有限元方法在射孔研究中的应用,较详细的论述了射孔有限元数学模型的建立及数值求解方法。数学模型考虑了孔深、孔径、孔密、相位、格式、污染深度、污染程度、压实带厚度、压实程度、井筒半径、边界半径、地层垂向与径向渗透率比值、井底压力、边界压力、生产压差等十四个参数对射孔井产率比、表皮系数的影响。利用网格敏感度分析方法保证了数值计算的收敛性和精度。举例说明了有限元法所得出的射孔岩心靶流动规律,和分析了射孔参数对PR的影响。     

用热流场模拟渗流场在射孔完井中的应用

用热流场模拟射孔完井渗流场,建立了射孔完井热流和裸眼完井热流有限元三维模型。用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。根据该模型,研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比等,为研究射孔完井优化设计、产能预测等提供了新方法,对射孔完井评价也具有实际的指导意义。     

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文章用热流场模拟射孔完井渗流场,建立了射孔完井热流和裸眼井热流有限元二维（２Ｄ）模型,根据该模型,文中分析了理想情况裸眼完井模型的渗流速度场分布,得到了其模型出口处的线流量（Ｑｒ）,为射孔完井模型出口处线流量（Ｑｐ）提供了比较基准。同时文中研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度及产能比与孔深、孔密的关系等,从这些研究中,对射孔完井得到了一些新认识,如孔眼内     

射孔完井水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏-水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解.运用该模型对影响水平井产量的射孔参数进行分析,结果表明水平井射孔段长度、射孔密度、射孔深度和射孔孔眼直径都是影响水平井产能的重要因素.增大射孔段长度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼直径都可以明显提高水平井的产能.水平井射孔时应穿透钻井污染带,否则对水平井的产能会造成很大影响.     

射孔完井水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏一水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的射孔参数进行分析,结果表明水平井射孔段长度、射孔密度、射孔深度和射孔孔眼直径都是影响水平井产能的重要因素。增大射孔段长度、射孔深度、射孔密度和射孔孔眼直径都可以明显增加水平井的产能。水平井射孔时应穿透钻井污染带,否则对水平井的产能会造成很大影响。     

水平井均匀流入剖面下的射孔密度分布确定的新方法

水平井生产时,由于水平井段井筒流动摩阻的存在,使得水平井筒各处相对地层的压力差不相同,从而造成沿水平井筒供液能力的不同,通过改变水平井段上、下游射孔密度分布,调节总的流动阻力,降低因井筒流动摩阻所造成的水平井段中、底部采出程度偏低,改善产液剖面,实现油层均匀供液,提高水平井开发效果.文中将水平井射开井段划分为若干个小段,将多孔介质渗流压降和射孔孔眼附加压降进行迭加,根据达西沿程阻力公式导出了水平井不同射开井段处射孔密度分布递推公式.新方法应用表明靠近水平井段下游端处的射孔密度要低,靠近上游端处的射孔密度要大,这样才能保证流体均匀流入.     

射孔参数优化设计

射孔参数主要包括射孔密度、孔眼直径、孔眼深度和射孔相位。从理论模型入手,对可能的射孔方案用有限元方法进行产能预测,对各个方案满足目标和约束条件的情况做优化评价,从中找出最优射孔参数,使所选择的射孔参数能够达到最大产能比,且套管和油层的损害最小。