激光破岩的计算机模拟研究

激光破岩就是利用激光引起的热应力将岩石在熔化前破裂成小碎屑。高强度激光集中在导热率非常低的岩石上，引起岩石局部温度瞬时升高，这就产生了击碎岩石的局部热应力。近来以使用先进的大功率激光器钻井为中心的研究主要集中在两个方面，一是开发适用于油气井钻井的多束激光破岩技术，其破岩效率比常规旋转钻井和火焰喷射钻井要高；二是开发一种用于油气井完井的激光射孔技术。实验室试验表明，激光束不仅能有效地切削岩石，而且较大地增加所钻岩石的渗透率。     

射孔损害天然裂缝的实验及计算机分析

目前，射孔和完井作业一般都以Ｂｅｒｅａ砂岩这种渗透性岩石的室内实验为基础，对于受天然裂缝导流能力控制，岩石渗透率很低的致密气层来说，这些实验得出的准则并不适用。对这些地层进行射孔常常受到一些条件的限制，关于致密地层中射孔孔眼内流体性能的实验数据很少，裂缝性地层则没有这种数据。需要对裂缝性致密地层射孔的趋肤效应做进一步的了解。在最近的一些论文中描述了新的实验结果，说明了裂缝性致密砂岩样品的射孔效果。     

激光射孔研究获进展

日前,中石化石油工程技术研究院完井研究所完成了万瓦级激光射孔室内模拟试验装置的研制,并进行了系统的激光射孔室内模拟试验。试验结果表明,激光可在岩石内产生一条没有碎片和细粒的洁净孔道,孔道附近热影响区内岩石孔隙度和渗透率得到明显提高,其中砂岩可提高渗透率150%以上。激光射孔技术是完井工程领域一项具有前瞻性的应用基础理论课题,主要是利用大功率激光器,将电能转换成聚     

高能激光产生的高温对岩石性质的影响

高温使岩石结构、岩石强度及弹性发生改变。岩石的热力性质与其矿物性质、密度、熔化温度、孔隙度及渗透率有关。实验室研究使用激光器对不同的饱和度和应力条件下的岩石样品进行激光照射。分别对受激光照射前后的岩心进行研究，定量分析高能激光对岩心孔隙度、渗透率及岩石强度的影响。     

平衡射孔与负压射孔的对比

聚能射孔弹射孔造成的地层伤害会限制井的产能。目前 ,负压射孔已逐渐成为减少这种地层伤害的最常用方法。采用负压射孔的目的是防止完井液中的微粒渗滤到地层 ,但同时人们也认为 ,负压冲击回流能将造成地层伤害的微粒从射孔孔道及其周围岩石中冲刷出来 ,从而形成一个干净、畅通的孔道。为了提供更好的设计指南 ,以满足负压射孔条件的需要 ,有必要了解射孔降低渗透率的机理 ,以及负压是如何克服它的     

超正压射孔技术的应用

由于负压射孔本身存在着一些缺陷和不足，例如，若油藏压力降低或已衰竭，储层渗透率和岩石强度低时，负压射孔的可应用性大大降低，难以在室期的效果。Ｏｒｙｘ能源公司和Ａｒｃｏ公司经过多年的研究分别开发出了利用极高正压射孔的新完井方法，邓采用井眼压力远大于使地层产生裂缝所需的压力进行射孔，这一射孔方法被称为超正压射孔（ＥＯＰ）。对ＥＯＰ的研究以及现场应用结果表明，该方法可以降低地层损害，增加可采储量，提高初     

超正压射孔技术在江汉建26井的应用

众所周知,射孔目的就是在油气层与井筒之间形成一个通道,达到通道流畅,能有效地采出或注入流体。目前使用的聚能射孔弹,在射孔穿孔过程中必然在射孔孔眼周围造成了一个低渗透带,且常常会在孔眼中遗留下射孔碎屑,其结果是造成地层损害。为了消除油气层污染,以前常采用负压射孔工艺来解决。在负压射孔时,井筒内的压力低于地层储层压力,产生有助于清洗射孔通道的压差,以达到清洗井眼的目的。负压射孔机理就是利用负压差使消除孔眼堵塞,从而提高射孔效果。负压射孔技术关键是蓟足够的合理负压进行清洗,同时不使射孔孔眼破裂。但是随着储层压力,渗透率或岩石强度的降低,负压射孔技术也不能完全解决提高射孔效果的问题。特别是对一些因钻井、固井作业污染严惩的井和储层渗透率很低的井不适合采用负压射孔技术。     

采用高能激光进行射孔

常规射孔技术就是要建立一种从油藏通过水泥固封的套管流到井中的流动状态，聚能射孔弹的爆破力量被聚集、强化。形成一小束喷射流，穿透套管和水泥环而进入储层的岩石中。这个过程中，随着金属和碳末挤进射孔通道中，储层岩石的孔隙度和渗透率也随之降低．同时十分细小的粉末也堵住或降低孔喉的尺寸。结果，必须还得又费时又费成本地进行射后作业以减少流动限制。所以，应该开发一种替代的射孔方法，减少或消除对地层的损害。大大提高累积产量和总的经济回报。由油气技术研究院(GTI)领导的研究小组通过把高能激光应用到岩石样本上已经证实：此法不仅可以减轻对邻近地带的渗透率和孔隙度的损害。而且能使砂岩储层孔眼附近的渗透率提高到171％。井下采用这项技术射孔，其它的定向完井和增产措施不会损害储层。本文展示采用高能激光束对砂岩、灰岩和页岩的样本进行射孔的实验方法和结果。把网格形式应用到岩石样本上。在所射的孔道里和附近进行声速和渗透率的测量。此外。在试验前后都要分析岩石的矿物和性质。     

低渗透地层射孔测试联作的最小测试压差

通过将拖曳电力函数用于油田测试数据，提出了确定低渗透地层最小测试压差的公式和方法。最小测试压差不是依赖于地层流体粘度和压缩性，而是为地层孔隙度，渗透率和射孔眼半径的函数。     

高能复合射孔技术及其在低孔低渗储层中的应用研究

高能复合射孔技术将射孔与高能气体压裂解堵融为一体,用导爆索对射孔弹及复合固体推进剂同时点火,射孔弹沿不同相位爆轰射孔,可有效克服常规聚能射孔的穿深浅、无法突破近井污染带、存在压实伤害等缺陷,可有效破除常规聚能射孔在岩石基体中产生的压实带.固体推进剂爆燃产生的高压气体沿射孔孔眼压裂地层,在近井带形成的高导流孔缝网络,可大大提高射孔孔道附近地层的渗透率,大幅度增加渗流面积,改造低渗储层的效果比常规射孔技术更为明显.文中的现场应用效果表明,该技术增产增注效果明显、安全可靠、成本低,对提高低孔低渗油气田产能的效果显著.     

激光钻井:理解激光和岩石相互作用原理

介绍了激光钻井的研究成果,探讨了许多关键性的问题,最终在不同激光条件下进行了每种岩石样品比能的检测,同时还对样品中分裂/熔化区和熔化/蒸发区的界限进行了更精确的测定.用于激光钻井的激光器主要包括:HF(DF)激光器、化学氧化碘激光器、CO2激光器、CO激光器、游离电子激光器、钕钇铝柘榴石激光器.还介绍了包括切削方案、激光系统、能量传输、钻柱和井底钻具组合、钻井液和固控系统在内的激光钻井系统的发展情况.美国天然气技术研究院将继续开发激光钻孔工具,并尽快使其商业化.     

高能复合射孔压裂与负压冲击工艺原理初探

在射孔的同时，利用射孔枪内的可控固体火箭推进剂爆燃产生的高能气体对射孔地层进行压裂，可使目的层形成拉链式的裂缝，提高井筒附近的渗透率；同时，负压冲击得到较深而干净的射孔孔眼无射孔损害，大大降低了流体流入井筒的阻力，提高了油井生产率。     

无损害黏弹性表面活性剂基流体在酸化压裂中的成功应用

无损害黏弹性表面活性剂基流体在墨西哥维拉克鲁斯盆地酸化压裂中应用获得成功。维拉克鲁斯盆地大多数碳酸盐岩地层完井的油井渗透率都很低，并且有很多射孔层段。这些地层的自然渗透率和油藏压力差别很大，生产层的损害分布也不均衡，因而在整个射孔层段进行有效的酸化压裂作业具有很大困难，只能使用特另一l的压裂液以及有效的驱替方法。     

注水水质对油田开发效果影响研究

注水水质是影响注水效果的重要因素,当注入不合格的注入水时,岩石渗透率下降,且下降程度与渗透率大小有关。注入不合格的注入水对低渗透层的伤害程度严重,且对纵向非均质性产生更加严重的影响,使纵向渗透率变异系数增大,最终影响到水驱采收率。试验结果表明,当注入不合格的水引起地层损害后,地层平均渗透率降低,而地层渗透率是影响采收率的重要因素,渗透率越小,采收率越低。     

高能激光对岩性的影响

在钻进中 ,利用激光产生的高温可以提高岩石的孔隙度、渗透率 ,并能降低岩石强度。高温产生微裂缝 ,使胶结物汽化 ,并使黏土脱水。激光相位变化同样影响岩石的渗透率、孔隙度及强度等特性。以上影响取决于激光高温的分布、梯度及矿物特征。     

入井液的快速筛选及地层损害预测系统研究

油气藏在射孔、采油增产施工过程中,所接触的入井液对储层都存在着不同程度的损害,其损害程度是多种因素综合影响的结果.研究出了入井液的快速筛选及地层损害预测系统.该系统包括:入井液的雷诺数与地层渗透率损害率,pH值与地层渗透率损害率,防膨率与地层渗透率损害率,表面张力与油相渗透率损害率,综合因素与地层渗透率损害率关系的回归.经过实例计算表明,入井液的快速筛选及地层损害预测系统能快速预测入井液的各种因素对地层渗透率的伤害,为油气藏在射孔、采油增产施工过程中对入井液的快速筛选提供了依据.     

基于三维地应力的渗透率转换方法

储层渗透率的测量及其储层条件下的转化方式是油藏工程研究的重要内容.随着储层岩石有效应力的增加,储层岩石孔隙半径减小,渗透率降低,地面测量的岩石渗透率比地层条件下的渗透率高.为将地面测量的渗透率应用于油藏工程,须将其换算到储层条件.根据岩石在地面和地层条件下的应力状态,研究了地面一地下渗透率的转换方法,该方法采用三维地应力,克服了仅采用上覆地层压力的不足.胜利油区渗透率覆压实验校正结果表明,仅采用上覆地层压力计算的渗透率转换值,比采用三维地应力计算的渗透率转换值明显偏小.对于中渗透地层,三维地应力的渗透率转换方法与原方法差别不大,对于低渗透地层,基于三维地应力的渗透率转换方法的计算值比原方法增大约10％.     

用自然电位和电阻率测井曲线联合模拟和反演的方法估算地层水电阻率和阿尔奇胶结指数

对地层水饱和度的了解是估算地层中原油的关键。另外，精确地估算渗透率对射孔层段、流体注入层段的选取以及预测产能都非常必要。当岩心测量可用时，对这两个岩石物理参数进行可靠性评估是可能的。然而，这样的测量总不可行，并且倘若可行的话，它们的可信度有时也令人质疑。 本文描述了一种用来估算地层水电阻率（Rw）和阿尔奇胶结指数（m）的新的反演方法。即在水层中联合使用裸眼井原始阵列感应电阻率测量和自然电位（SP）测井。在侵入剖面类似活塞的前提下，进行电阻率和自然电位测量结果的联合反演。在这样做的过程中，储集层被分成岩石物理层来说明地层纵向非均质性。反演结果为侵入地层和原始地层电阻率、侵入半径以及静自然电位（SSP）的值。通过假设薄膜和扩散电位是SSP的主要贡献者来预测地层水电阻率。阿尔奇或者双水公式使得对m值的估计成为可能。 对于在碎屑地层中采集到的两组数据集，我们成功地应用了此联合预测方法。一组数据对应为高渗透率、低含盐浓度地层。第二组则为高渗透率、高含盐浓度地层。反演出的Rw和m值与从Pickett图中获得的值是一致的，由此则确认了预测的可信度。这些值被用来估算含油气地层的含水饱和度。对地层水饱和度的精确估算容许我们应用泥浆滤液侵入的物理特性来预测渗透率。通过逐步修正渗透率值和进行多重泥浆滤液反演模拟，我们匹配裸眼井电阻率测量结果，进而获得对绝对渗透率的预测。相对于大多数有希望层段中的初始估计，纵向非均质地层中预测出的渗透率值有所增加（在25％～85％之间）。本文中描述的方法对探井和评价井中（这里的岩心测量值可能不可用）的岩石物理分析是一种有效的方法。     

西南油气田分公司完成年产15万吨甲醇装置技改

2005年8月17日，美国天然气技术研究所（GTI）应用5．34kW的高功率激光器进行井下射孔应用研究。对1立方英尺的贝雷砂岩进行改善岩石特性和岩石切除效率的试验表明，提高射孔孔道附近的渗透率，不需要采用兆瓦级别的军用激光器。高功率光纤激光器技术上的突破，可建立耐用的非炸药的井下射孔系统。5．34kW Ytterbium高功率激光器最主要的特点是能量转换率达到20％左右，     

三射流射孔技术研究与应用

介绍三射流射孔技术的原理及技术特点.通过特殊的射孔弹布弹方式和对射孔弹起爆时序的控制,可提高射孔穿深和近井地带的孔道导流面积.从精确延时起爆设计、射流汇聚角度设计等方面阐述三射流射孔器的设计及研制.室内试验检测表明,与常规射孔技术相比,射孔穿深增加26％,孔道体积增加32％,流动效率增加15％.地面模拟检测表明,3个射流形成的孔道达到技术要求,枪身各项技术指标达到行业标准,可保证射孔施工的安全性.通过对三射流射孔技术应用效果跟踪,试验井与同区块同地质条件的常规射孔井进行对比,在中渗透率地层平均采液强度提高12％;在高渗透率地层平均采液强度提高15％以上;在中渗透率地层平均注入强度提高14.5％;在高渗透率地层平均注入强度提高17％以上,取得了较好的增产增注效果.现场应用证明三射流射孔技术是一种效果明显、工艺简单、效益显著的射孔技术.