射孔優(yōu)化對油層影響

黃金 巫娜

【摘要】本文主要介紹了射孔完井對油氣層的損害情況，重點分析了射孔過程中射孔液、射孔參數(shù)、射孔時壓差大小等因素對油氣層產(chǎn)能的影響，針對此影響，對射孔提出了優(yōu)化射孔參數(shù)、選用與儲層配伍的優(yōu)質(zhì)射孔液以及采用負壓射孔，并確定合理的射孔負壓值等技術(shù)措施來保護油氣層。

【關(guān)鍵詞】射孔完井 防止地層損害 射孔參數(shù) 射孔器 提高采收率

完井作業(yè)是油氣田開發(fā)工程中的一項十分重要的工序，而射孔完井又是目前國內(nèi)外最為廣泛采用的完井方法，但射孔的同時又易對油氣層造成多種損害，降低了射孔通道周圍地層的滲透率，導(dǎo)致油氣井產(chǎn)量降低。為此將油氣層保護技術(shù)應(yīng)用于射孔完井作業(yè)中，可極大地減少射孔對油氣層的損害，提高油井產(chǎn)量，對穩(wěn)定原油的產(chǎn)量具有非常重要的意義。

1 射孔對油井產(chǎn)能的影響

射孔完井過程中采用油氣層保護技術(shù)，使油氣層和井筒間產(chǎn)生一條清潔的通道，對提高油氣井產(chǎn)量具有明顯的效果。調(diào)查分析認為，用89型射孔槍射孔后油井產(chǎn)能較低或不能生產(chǎn)的主要原因有： 一是油氣層受到了鉆井液及射孔液污染，滲透率降低；二是射孔時產(chǎn)生的殘渣隨著高速運動的氣流沖到巖石上，細小的顆粒會進入地層的孔隙中堵塞孔隙，使巖石的孔隙度下降。

2 油氣層損害分析

2.1 射孔過程對油氣層的損害

聚能射孔彈爆炸后，彈孔外的巖石被壓碎和壓實，并將巖石碎粒從彈孔區(qū)域擠入周圍的油氣層，在彈孔周圍形成壓實帶，其滲透率遠遠低于原始地層的滲透率，導(dǎo)致彈孔底端流體的流動阻力增大，彈孔的流量減小，從而降低了油井的產(chǎn)能。此外，若射孔彈性能不良，將造成金屬杵堵和套管、水泥環(huán)、巖屑等碎屑一起堵塞已經(jīng)射開的孔眼。

2.2 射孔參數(shù)對產(chǎn)能的影響

2.2.1射孔深度

在有鉆井污染帶的情況下，當射孔穿透深度超過鉆井井筒周圍的污染帶時，可以減小甚至消除鉆井污染對油井產(chǎn)能的影響。在有射孔污染的情況下，當射孔穿透深度超過鉆井所造成的污染帶時，射孔污染對油井的產(chǎn)能仍影響很大，且油井產(chǎn)能隨射孔污染程度的加重而降低。因此，只有在保證射孔質(zhì)量的前提下才能利用加大孔深提高油井產(chǎn)能。

2.2.2射孔密度

在有射孔污染的油井中增加孔密能明顯提高油井產(chǎn)能。一般以3 孔/m 、6 孔/m 和12孔/m 的密度射孔，油井的產(chǎn)率為0.70、0.87和1.06。但當射孔密度增加到一定值時，射孔密度對油井產(chǎn)能的影響就很小了。而且，隨著射孔密度的增加，套管的強度降低。所以在射孔作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)油井的條件和其它射孔參數(shù)，選擇最佳射孔密度。

2.2.3射孔孔徑

射孔孔徑對油井產(chǎn)能有一定影響，孔徑越大，油層和井筒連通的面積越大，有利于油層產(chǎn)能的提高，但它對產(chǎn)能的影響程度低于孔深和孔密。國內(nèi)一般采用8～12mm 的孔徑射孔。而且效果較好。但當孔徑達到一定值時，再增加孔徑，產(chǎn)能提高不大。但對有積垢或者石蠟沉積的油井，加大孔徑，可有效地防止積垢或者石蠟的沉積物堵塞孔眼，如采用19mm或更大孔徑射孔，油井產(chǎn)能的提高比較明顯。

2.2.4孔眼相位

目前國內(nèi)通常使用的射孔相位有0°、60°、90°、120°和180°。同一地層，選用不同的相位角，可得到不同的產(chǎn)能。大量的實踐證明，在一個圓周上，孔眼相位為0°，油井的產(chǎn)率為0.97，產(chǎn)能最低；相位為90°時，油井的產(chǎn)率為1.10，產(chǎn)能最高。這是因為當射孔密度相同時，射孔中布置的相位越多，油流進入井筒時的流動路徑越短，油流在流動過程中的阻力就小，從而油井產(chǎn)能增加。

2.3 射孔液對油氣層的損害

射孔液對油氣層的損害包括固相顆粒侵入和液相侵入兩個方面。較大的固相顆粒會堵塞所射開的孔眼，較小的顆粒，將會堵塞孔隙喉道，使地層流體流動受阻，導(dǎo)致油氣層的滲透率降低；射孔液的液相（其礦化度與儲層粘土礦物不匹配時） 侵入油氣層，將會引起儲層內(nèi)的粘土礦物水化膨脹，當膨脹到一定程度后，分散成更細的顆粒，這些細微的顆粒被流體運移進入孔隙中，使孔隙喉道縮小，導(dǎo)致儲層滲透率降低。2.4 正壓差射孔對油氣層的損害

正壓差射孔指射孔時射孔液形成的液柱壓力與地層壓力之差大于零。在正壓差作用下，射孔液經(jīng)射孔形成的孔眼侵入油氣層，將會對油氣層造成多種損害，由于正壓差的“壓持效應(yīng)”，使已射開的孔眼部分被射孔液中的固相顆粒、破碎的巖石碎屑顆粒和金屬殘渣所堵塞，阻礙流體流動，直接影響油井的產(chǎn)能。

3 油氣層的保護措施

3.1 優(yōu)化射孔參數(shù)

根據(jù)各井不同的地層性質(zhì)和流體情況，同時考慮鉆井損害和射孔損害的程度，進行室內(nèi)射孔模擬實驗，確定能夠最大提高油井產(chǎn)能的孔深、孔密、孔徑和孔眼相位，合理的選擇射孔槍、射孔彈的品種和類型。

3.2 選用與儲層配伍的優(yōu)質(zhì)射孔液

以井底儲層巖性和礦物成分為試驗基礎(chǔ)，用經(jīng)過精細過濾的與本地區(qū)相配伍的水為射孔液基液。射孔液密度可根據(jù)鉆井工藝要求和井下情況進行調(diào)整，以有效地控制井下壓力，再加入適量的防止儲層中的粘土礦物水化膨脹和分散運移的粘土穩(wěn)定劑與能抑制地層微粒運移的穩(wěn)定劑。在此基礎(chǔ)上進行射孔液與地層、地層水的配伍性研究，選擇適合于儲層的射孔液，使儲層損害降到最低。

3.3 采用負壓射孔，并確定合理的射孔負壓值

負壓射孔是指采用低密度射孔液或降低液柱高度，使液柱壓力低于地層壓力。負壓射孔在射開地層的瞬間，地層流體涌入井筒，把固體殘渣沖入井筒，可以有效的防止產(chǎn)層的堵塞，同時可避免射孔液進入油氣層造成損害。其負壓值的大小是以清潔孔道所需的最小值來確定的。其值可通過實驗方法確定： 選取本地區(qū)井底巖心進行模擬負壓差射孔，確定一個射孔效率最好的負壓值。

4 結(jié)束語

射孔完井是被廣泛采用的完井方式，射孔過程中的油氣層保護是關(guān)系到油井產(chǎn)能的主要因素之一。為此，在射孔完井作業(yè)時，須采取優(yōu)化射孔參數(shù)、選用與儲層配伍的射孔液及負壓射孔等技術(shù)措施，以減少射孔時對油氣層的損害，提高油井產(chǎn)能。

參考文獻

[1] 樊世忠，鄢捷年，周大晨，等.鉆井完井液及保護油氣層技術(shù)[M].東營： 石油大學(xué)出版社，1996

[2] 牛超群，張玉金，油氣井完井射孔技術(shù)[M].北京： 石油工業(yè)出版社，1994

[3] 張紹槐，羅平亞，保護儲集層技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995

作者簡介

黃金，男，生于1985年9月1日，試油試采分公司工程技術(shù)大隊。