聚能射孔损害带研究

在实验室条件下对贝雷砂岩进行射孔试验,并分别对射孔后的贝雷砂岩进行酸化、压裂工艺处理,利用扫描电镜(SEM)图像分析、铸体薄片粒度分析、核磁共振(NMR)实验分析和工业X-CT技术分别对未射孔的贝雷砂岩、射孔后的贝雷砂岩、射孔后酸化的贝雷砂岩、射孔后压裂的贝雷砂岩进行测试分析.定量或定性地分析了射孔对砂岩靶体的损害及酸化、压裂对射孔损害的解除作用.     

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     

实验室条件下聚能射孔损害带研究

在实验室条件下对贝雷砂岩进行射孔试验,并分别对射孔后的靶体进行酸化、压裂工艺处理,利用核磁共振和工业X-CT技术分别对未射孔的靶体、射孔后的靶体、射孔后酸化的靶体、射孔后压裂的靶体进行测试.定量分析了射孔对砂岩靶体的损害及酸化、压裂对射孔损害的解除作用.     

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。     

聚能射孔弹在不同砂岩上的射孔效果研究

在实验室条件下，用同种聚能射孔弹在3种不同砂岩上进行负压射孔，然后进行流动测试。通过实验结果的对比分析，揭示了同种聚能射孔弹在不同砂岩上形成的孔道体积、损害程度不同，而组成砂岩的颗粒、胶结物性质的差异是造成这种现象的主要原因。通过研究对聚能射孔弹在不同砂岩上产生的射孔损害有了进一步的认识，希望为射孔优化设计提供理论依据。     

选择射孔系统优化井底生产动态

全文阐述了在不同条件下对贝雷砂岩及Castlegate砂岩岩心进行一系列的实验测试得出的结果。实验室试验选用的是在原地应力下井眼附近区域内射孔完井时的物理模型。优化混凝土凝固测试是为了确定聚能射孔器对储集层生产能力的特征，而不是确定聚能射孔弹的特征，能指导有效提高井底向井流体流动的产出情况。     

优化射孔技术在百色油田的应用

解志恒，张继果．优化射孔技术在百色油田的应用．测井技术，１９９５，１９（３）：２０８～２１９针对百色油田第三系砂岩储层那读组、百色岗组的地质特点的技术现状，开展了射孔参数优选的理论和实验研究。详细介绍了射孔液、负压射孔、射孔枪弹和射孔参数的优化设计和无法进行完井试验的情况下如何进行较为科学的射后效果评价。指出了在现场建立简易射孔靶以进行枪弹性能试验的重要性，１９９３年１０月至１９９４年７月在百色油田推广应用上述优化射孔技术，优化射孔３５口井，取得良好效果，平均流动效率从０．３６５４提高到０．８８４３，平均表皮系数从１１．０１５４下降到１．６０９，仅补孔作业２７口井净增原油１０２２．４８ｔ，有效地恢复和改善了百色油田百岗组、那续组砂岩储层的生产能力。     

正压和负压射孔的比较

本文通过对贝雷砂岩心分别使用正压和负压射孔进行测试，并在扫描电镜下观察颗粒及颗粒破损程度，结果显示负压与正压射孔的颗粒是相似的，与正压射孔测试比较，负压射孔的颗粒更细，原生颗粒变小。说明合理地选择负压，可得到更好的流体动态。     

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。     

复合射孔压裂效果评价方法研究进展

复合射孔压裂效果评价是复合射孔技术的重要组成部分。为适应不同条件油气层复合射孔压裂的要求,经过10多年发展,先后形成了地面混凝土靶射孔试验、室内砂岩靶模拟压裂试验、室内模拟射孔压裂试验、数值模拟等一系列复合射孔压裂能力效果分析评价方法,提高了优化设计水平和施工效果;通过合理控制高能气体峰值压力,保护了油层套管、水泥环。复合射孔压裂研究和效果评价方法在不断发展和完善,应充分结合油气层特点,开展模拟围压的复合射孔压裂试验、数值模拟以及试验及井下监测结合研究。     

跨隔射孔测试联作技术研究及应用

论述了跨隔射孔测试联作工艺技术的原理、管柱结构和现场应用情况。它的井下管柱采用双封隔器结构,射孔枪接在两个封隔器之间,用油管把测试工具和射孔枪送入井下并对准油层,负压射孔后立即进行地层测试,录取地层资料,实现射孔和测试的连续施工。应用这项技术能够解决油气井任意选层射孔测试联作的技术难题,减少打、钻桥塞作业,减少井筒储存影响,实现负压射孔,有效地防止井喷,确保安全生产和环境保护。研制开发了双通道剪销封隔器、电子压力计保护托筒等一批新型井下工具。解决了射孔弹爆炸瞬间产生的巨大震动和压力波对井下工具及仪表的冲击破坏问题。     

爆轰与聚能射流下射孔枪和套管的应力强度耦合仿真分析

为了探明聚能射孔爆轰冲击载荷下套管的力学性能,在LS-DYNA软件中建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型,应用ALE算子分离算法,实现爆轰、药型罩固流转化、侵彻套管和射孔枪的大变形与流固耦合仿真,分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度、套管和射孔枪强度的影响。结果表明,射孔枪射孔孔径为18.7 mm,套管射孔孔径为7.7 mm,穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量;射孔枪各孔相连125 mm宽带内,最小应力774 MPa,接近材料屈服强度,高爆轰压力作用下发生了“胀枪”;对比单射孔弹射穿套管,3枚射孔弹所用时间减少了8 μs,最大应力增加了260 MPa,并且套管应力值超过材料屈服强度范围(较单枚增加了2.5 mm的圆环),爆轰重叠区域中心的套管应力也提高了739 MPa,说明爆轰波弹间的叠加加重了对套管的伤害。研究结果为射孔枪安全优化设计和爆轰冲击下套管的力学性能分析提供了技术指导和新思路。     

油气层保护技术在射孔完井作业中的实践与应用

射孔作为一种完井方法特别适用于多层系、薄互层、层间差异大、油层压力低的油气层完井，它能完全分隔和选择性地射开不同压力、不同物性的油气层，避免层间干扰且具备实施分层注采和选择性增产措施的条件，此外还可防止井壁坍塌。文中从射孔损害机理出发，分析总结了现场射孔、替喷测试过程中保护油气层的具体方法，提出了建立合理的射孔压差和采用与地层配伍的完井射孔液以及超正压射孔与增产联作技术来保护或解除射孔所产生的损害。     

裂缝性气藏射孔完井优化设计

用有限元法建立了某构造香二段裂缝性气藏射孔完井的有限元渗流模型，模型中包含地层物性参数及其孔眼结构参数，即包含生产压差、地层原始渗透率、钻井伤害带渗透率、压实带渗透率、裂缝渗透率以及孔深、孔密、相位角和布孔方式等，在分析中可以任意调整射孔结构参数，对裂缝性气藏射孔进行优化设计。文中分析了裂缝面附近渗流压力场以及裂缝面附近孔眼内的流速，得出了孔眼穿过裂缝和孔眼未穿过裂缝时，孔眼内流速的定量变化曲线。同时，分析了理想情况下，孔密分别为16、18和40孔/m时，该裂缝性气藏产量随生产压差的变化关系，并确定出香二段合理的生产压差为15 MPa，为香二段裂缝性气藏的射孔完井提供了理论依据。     

四川盆地元坝地区陆相储层高破裂压力成因与技术对策

四川盆地元坝地区处于强应力场环境中,其陆相储层破裂压力梯度为0.026~0.037MPa/m,已成为制约该区完井、储层压裂改造效果的主要技术难题。为此,在深入研究储层高破裂压力的地质成因和工程作用对破裂压力影响的基础上,探索试验了降低施工作业井口压力的技术措施和方法:以近最大水平主应力方向作为射孔方位,同时采用长井段、大孔径、高孔密、深穿透射孔(含喷砂射孔、补充射孔)来降低压裂造缝压力;采用酸损伤(酸泡、酸洗)技术来解除储层污染和降低岩石强度;采用加重酸液增加液柱压力和大内径管柱配合低阻性酸液或压裂液体系以降低施工摩阻。现场应用实践表明,单独或组合采用这些工艺技术措施,就能有效地降低施工作业的井口压力,实现储层酸压或加砂压裂改造作业。该试验研究成果可供类似地区借鉴。     

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文章对鄂北塔巴庙地区低压低渗透岩样进行了大量的渗透率试验，获得了盒1段、山1段和太原组岩样的孔隙度、水平渗透率和垂向渗透率的试验结果，为有限元模型中产能预测提供了试验数据。用三维空间有限元法对鄂北塔巴庙地区低压低渗气层进行了大量的射孔完井渗流场模拟研究。分析了射穿污染带深度150 mm的射孔完井，模型参数中可以改变射孔深度、孔径、孔密以及相位角等几何参数，详细分析了大量的射孔孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场以及孔眼内的压力降曲线，获得了低压低渗气层的射孔参数优化结果。根据研究结果，推荐用Φ177.8 mm套管完井，测试层段采用YD-127枪1 m超深弹，孔径13.4 mm，射孔密度20孔/m，相位角采用90°右旋布孔，以及得出了合理的负压设计参数，为鄂北塔巴庙地区气田低压低渗气层提供了最优射孔方案。同时，对于鄂北塔巴庙地区气田低压低渗气层全井段，既要保证最大产量，又要保证射孔孔眼稳定性，最佳理论生产压差建议为10.8 MPa。     

基于遗传算法的计数式全通径压裂滑套优化设计

如何合理设计内滑套结构参数，使得内滑套结构强度较高的同时，压裂球推动内滑套运动所需压力较大，是计数式全通径压裂滑套设计的难点之一。为节约设计时间与成本，采用Plackett-Burman 设计筛选影响压裂球推动内滑套运动所需压力的显著因子，利用响应曲面法建立显著因子与多响应之间的回归方程并判定方程的有效性，将多目标优化问题转化为单目标优化问题并确定合适的目标函数，基于遗传算法寻找最优结构参数。基于Ls-dyna 模拟压裂球推动内滑套运动过程，结果表明，优化后压裂球推动内滑套运动所需压力由4.8 MPa 提高到7.2 MPa，运动过程中的最大应力由992 MPa 增大到1 036 MPa， 但仍小于材料的许用应力。进行了内滑套样机室内模拟实验，优化后压裂球推动内滑套运动所需压力由5.1 MPa 提高到了7.6 MPa，表明Plackett-Burman 设计、响应曲面法及遗传算法相结合用于优化内滑套结构参数是有效的。     

胜利油田水平井完井技术现状及发展趋势

近年来胜利油田的水平井完井技术有了较大的发展,已由过去单一的固井射孔完井技术逐步发展成为一套适合多种油藏类型、保护油气层、提高水平井产能及采收率的综合工艺技术,具有完善程度高、完井成本低、防止油层二次污染、提高油井产能及油层采收率的优点。同时,对短半径侧钻水平井、分支水平井、大位移水平井等特殊水平井完井技术进行了深入地研究和大胆地尝试,并获得了成功。阐述了目前水平井完井技术的不足,指出了今后胜利油田水平井完井技术将向保护油气层、优化水平井井段及射孔长度,优化防砂方式及防砂工艺等方向发展。     

聚能子弹射孔技术在欢西油田开发中的应用

聚能子弹射孔技术是在聚能射孔技术,特别是复合射孔技术基础上研发的,是复合射孔技术的延伸和发展。除了具有复合射孔技术射孔、造缝、消除压实带、清洗孔道四个作用外,该项技术子弹在弹道末端爆破,减小套管损伤,其爆破可产生大于70MPa的爆轰波,使得地层产生更长更多的裂缝。2009年在欢西油田选取3个区块6口井进行了聚能子弹射孔试验,取得了良好效果,日产液增加7．9倍,日产油增加6．8倍,平均单井日增液30．8t。