红外光谱法研究高能气体压裂弹燃气安全性

用密闭爆发器模拟高能气体压裂弹在油井中的燃烧过程,用红外光谱分析技术检测燃气成份中的毒性气体,测试了7个不同生产厂的高能气体压裂弹产品的燃气成份,并对特殊产品燃气中产生HCN机理进行了分析.实验表明,在高能气体压裂弹的使用和配方设计中,负氧类物质可导致HCN气体含量增加,正氧类物质可抑制毒性气体的含量.提出抑制燃烧过程产生HCN的措施,为高能气体压裂弹配方设计和安全使用提供了有效的评价途径.     

高能气体压裂联作技术进展

国内高能气体压裂增产技术已经由单一的有壳弹、无壳弹、液体药、可控脉冲等高能气体压裂,进展到与射孔、水力压裂、酸化、化学解堵等技术相联作的综合压裂阶段。分别对高能气体压裂与射孔、水力压裂和化学解堵等联作技术的基本原理、现场试验、作业效果等进行了介绍。高能气体压裂已发展成一种基本成熟的、综合性油气田增产改造新技术。     

高能气体压裂技术及其应用

高能气体压裂是利用火药或火箭推进剂的有规律燃烧来对近井地带产生液力，热物理和热化学作用，从而改善渗流条件，提高油井产量或注入效果的技术。工艺实施的配套设备包括电缆车，仪器车,p-t测试仪，压裂弹，测压器，电缆止动器，旋流冲击洗井器等主要设备和辅助工具。32口井的施工效果表明，工艺成功率100％，有效率81％。高能气体压裂与水力压裂相结合，增油效果比单独水力压裂提高20％，具有广阔的应用前景。     

高能气体压裂技术研究与应用

阐述了水力压裂、高能气体压裂与爆炸压裂技术的不同；详细介绍了高能气体压裂增产增注机理，高能气体在压裂过程中的机械作用、脉冲冲击波作用、热效应和化学作用以及高能气体压裂技术的施工工艺。并对辽河油田进行的７０口高能气体压裂暗增注情况进行了比较和分析。认为高能气体压裂适用于中、高渗透污染油藏，比较适用于中低渗透裂缝较发育的灰岩、砂岩油藏，而对于花岗岩等致密、坚硬型油藏或泥质过多的油藏不太适用。     

高能气体压裂流体漏失量的计算

在考虑流体渗流时的惯性力扣粘性阻力损失的情况下，推出了高能气体压裂过程中流体渗流的偏微分方程扣漏失量的计算公式，并对高能气体压裂形成的多裂缝体系进行了数值模拟，计算出了高能气体压裂过程中流体通过裂缝壁的漏失量，这对有效计算裂缝体积、评价压裂效果和压裂设计是非常重要的。     

高能气体压裂流体漏失量的计算

在考虑流体渗流时的惯性力和粘性阻力损失的情况下 ,推出了高能气体压裂过程中流体渗流的偏微分方程和漏失量的计算公式 ,并对高能气体压裂形成的多裂缝体系进行了数值模拟 ,计算出了高能气体压裂过程中流体通过裂缝壁的漏失量 ,这对有效计算裂缝体积、评价压裂效果和压裂设计是非常重要的。     

高能气体压裂施工工艺及其发展趋势

高能气体压裂技术是一种新型的油气井增产技术,与水力压裂相比具有显著的优点,在国内外都得到了一定的研究和发展。我国已先后在8个油田开展了该技术的现场试验,在施工工艺方面积累了较丰富的经验。本文介绍了高能气体压裂技术现场试验的三种主要施工工艺,并对其发展趋势进行了探讨。     

带电缆防烧装置高能气体压裂串

高能气体压裂普遍存在着严重烧蚀电缆的问题;电缆上窜会造成电缆打结、掉弹、卡弹等事故的发生。介绍的带电缆防烧装置的高能气体压裂串由电缆接头、防烧装置、点火结构、夹层结构和压裂弹构成。压裂串采用防烧杆组件,很好地解决了压裂弹燃烧时产生的高温、高压气体对电缆的严重烧蚀问题;电雷管或者电点火头的导线采用圆形芯棒的端面与弹簧压紧连接,保证了连接的安全可靠;在夹层段采用芯管传火结构,克服了多层多次下井压裂的缺点;避免井下落物发生,减少输送电缆损耗;压裂弹利用点燃主装药的高温燃气通过联通结构,维持峰值压力的持续时间,实现了二次增效。点火结构可靠、安全,点火成功率可达100%。带电缆防烧装置高能气体压裂串先后在呼和诺仁油田、苏德尔特油田、贝16断块等3个区块油田完成了共计12口井45井次的现场试验,取得了良好的效果。     

大港油田高能气体压裂技术的研究和应用

论述了高能气体压裂技术的增产增注机理，介绍了点火器及无壳弹、井筒内燃烧液体火药和层内燃烧液体火药室内研究概况以及选井选层的原则和现场施工工艺。对大港油田高能气体压裂的生产井１１井次、注水井１３井次、探井１３井次共３７井次的效果进行了对比和分析。     

ГOC高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГOC高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂，与其它高能气体压裂相比，其突出特点是燃烧速度可得到有效控制，升压时间增长，产生的裂缝长而宽。简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式。现场试验表明，ГOC高能气体压裂方法具有适用范围广泛，施工成本低，增产效果显著等特点。     

高能复合射孔技术及应用

高能复合射孔技术将射孔与压裂融为一体，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，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以大幅度增加渗流面积，大型地面水泥靶系列检测证实径向裂缝长达2.5m以上。1200多口井的现场应用证实，该技术增产、增注效果显著，安全可靠而且成全低。高能复合射孔技术体系由射孔器材研究及生产技术，地面检测技术，现场作业工艺，现代井下测试技术与大型优化设计分析软件5个方面组成，将引起石油射孔的巨大进步和变革。     

ГОС高能气体压裂技术在油田开发中的应用

ГОС高能气体压裂是用火箭推进剂作燃烧剂，与其它高能气体压裂相比，其突出特点是燃烧速度可得到有效控制，升压时间增长，产生的裂缝长而宽。简要介绍了高能气体压裂的基本原理和裂缝计算公式。现场试验表明，ГОС高能气体压裂方法具有适用范围广泛，施工成本低，增产效果显著等特点。     

子弹复合射孔技术

子弹复合射孔技术解决了现有复合射孔技术存在炸枪、气体利用率低、射孔后气体压裂不理想等问题。与其他复合射孔采用的高能气体压裂方式不同,子弹复合射孔技术利用爆破子弹在完成射孔孔道内爆炸所产生的爆炸冲击波实现近井造缝。阐述了子弹复合射孔技术的技术原理、技术特点、技术指标。试验表明,子弹复合射孔技术能够提高油气井产能,具有很好的推广价值。     

液体药高能气体压裂及其发展方向

文内简述了液体药理论配方优选和液体药点火、燃烧实验研究。通过讨论分析隔离液的不同配方及其实验研究结果，得出了一种易配制、低粘度、稳定性好、对地层无污染的隔离液配方。提出了液体药高能气体压裂选井、选层的条件。解决了液体药现场施工过程中的几个关键问题，并给出了现场试验效果。最后就液体药高能气体压裂的发展方向提出了几点看法。     

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液体药火药高能气体压裂是利用以氧化剂、燃烧剂、溶剂，添加适量的燃烧敏化剂为主要组分，配制成液体状的高能材料，进行油气井增产、增注作业的一种高能气体压裂技术。文章就液体药氧化剂、燃烧剂的选择、液体药的配方，经优化设计计算，找出了适合现场应用的液体药组成；文中还对液体发射药点火和燃烧性能进行了论述，研究了现场井下液体药点火工艺和点火药量。由于液体发射药燃速慢，最高压力仅50～60 MPa，井下装填药可达500～1200 kg，压力持续时间40 s左右。由于其压力持续时间长，因此可以造成宽长裂缝，缝长可达25~50 m，与水力压裂缝长相近。增产比为2.5~5，有效期达6个月以上，特别适用于低渗油气藏致密油层的压裂。文中介绍了液体药现场试验的结果及其取得的地质与经济效益。     

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针对在气藏压裂改造中要求入井液低伤害、加砂规模大、压裂液返排速度快等特点，研制了压裂预前置液。文章分析了压裂改造对地层的污染因素，从众多的表面活性剂中筛选出了几种化学添加剂，经室内实验确定了压裂预前置液的配方，并重点介绍了压裂预前置液的作用机理和其破乳、低滤失性能及降低入井液表(界)面张力助排等特点。通过在白庙气藏的推广应用，预前置液对降低地层伤害、提高返排效率、提高压裂施工效果有着重要意义。     

轴套式射孔压裂复合装置的研究与应用

为了使复合射孔压裂装置的装药结构布置合理 ,提高装药量 ,延长对地层的作用时间 ,增强作用效果 ,研制了轴套式射孔压裂复合装置。这种装置是在常规射孔枪外套装了推进剂药柱 ,利用射孔弹射孔时产生的金属热粒子引燃外套的推进剂药柱 ,药柱在管外燃烧产生大量高温和高压气体 ,对地层实施压裂。其特点是 ,加大了装药量 ,多点引燃 ,起压速度快 ,压力高 ,射孔压裂效果好。辽河油田F5 2 - 4 2井的现场应用表明 ,该井施工前无产量 ,施工后稳定产量在1 6～ 2t/d。     

煤层气井用非离子聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液优选

活性水、瓜胶压裂液是国内煤层气井压裂最常用的压裂液,但活性水压裂液流变性能差,瓜胶压裂液破胶残渣含量高对煤层的伤害大,限制了这两类压裂液在煤层压裂中的应用。为此,针对煤层温度和渗透率低的特点,在分析影响锆冻胶压裂液性能因素的基础上,优选出了适用于煤层气井压裂的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液配方(0.400%PAM+0.035%ZrOCl2)。通过室内试验对优选出的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液的性能进行了评价,结果表明,该压裂液具有耐剪切、滤失量低、易破胶、携砂性能好、无残渣、对煤层伤害低、易返排的特点,适用于低温煤层压裂。      

基于岩心分析的页岩气压裂工艺参数优选

页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。      

川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术

针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以“密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造”为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×104 m3/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500～4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。