李 平，李寬亮，周國(guó)信，王亞鵬，銀 曉

(延長(zhǎng)油田股份有限公司 南泥灣采油廠開(kāi)發(fā)科，陜西 延安 716000)

射孔完井是目前比較重要的完井方式，也是增效的重要手段。但由于油藏類型的多樣化及油田目前開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，使常規(guī)射孔的效率低下，甚至難以實(shí)施，因此，探索對(duì)射孔工藝的優(yōu)化改造以提高射孔效率顯得格外重要。合理的射孔完井工藝力求對(duì)地層傷害小，施工工藝簡(jiǎn)易，成本較低，井眼安全可靠。大量的試驗(yàn)中得知，影響油井產(chǎn)能的射孔參數(shù)主要有孔深、相位角、孔密、孔徑［1］，選擇合理有效的射孔參數(shù)對(duì)提高油井產(chǎn)能至關(guān)重要。本篇論文報(bào)道了通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)射孔工藝的優(yōu)選，優(yōu)化出適合本油田研究區(qū)塊的射孔參數(shù)組合。

1 常規(guī)射孔存在的不足

據(jù)南泥灣常規(guī)射孔投產(chǎn)后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)油井產(chǎn)量較低，可能由于以下射孔中存在的主要問(wèn)題造成的。

①鉆井液、完井液以及射孔液對(duì)儲(chǔ)層的傷害;

②射孔參數(shù)的選取不利于產(chǎn)層釋放最大程度的產(chǎn)能;

③延長(zhǎng)組壓裂投產(chǎn)，未考慮射孔與壓裂聯(lián)作;

④對(duì)儲(chǔ)層物性巖性認(rèn)識(shí)不清，造成儲(chǔ)層破壞。

2 射孔參數(shù)敏感性分析

我們選擇了部分區(qū)塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性研究，目前研究區(qū)塊生產(chǎn)鉆井的技術(shù)套管為φ139.7 mm，常使用89、102的射孔槍型。與此相匹配的射孔彈型主要有102、127、1 m彈。因此根據(jù)以上射孔槍彈對(duì)其進(jìn)行了孔深、相位角、孔徑、孔密的敏感性分析，從而優(yōu)選出最佳孔深、相位角、孔徑、孔密。

2.1 孔深敏感性分析

根據(jù)孔深敏感性曲線(圖1)可以看出，隨孔深的增加，產(chǎn)率比也不斷增大。在射孔深度未穿透污染帶時(shí)，產(chǎn)率比增加幅度較大，當(dāng)射孔深度穿透污染帶時(shí)，產(chǎn)率比增加趨勢(shì)大幅度提高。當(dāng)孔密不變時(shí)，增加射孔深度，產(chǎn)率比增加的幅度很明顯;當(dāng)孔深不變，增大孔密，尤其是當(dāng)孔深達(dá)到250 mm以上，孔密超過(guò)20孔/m時(shí)，產(chǎn)率比增加的幅度已經(jīng)很小了。

2.2 相位角敏感性分析

從相位角敏感性曲線(圖2)可以看出，不同相位角對(duì)油井的產(chǎn)能影響較大，60°相位角和90°相位角在孔深增大的同時(shí)產(chǎn)率比也在增大，但到孔深大于0.2m的時(shí)候，兩者的差距拉開(kāi)，60°相位角比90°相位角增長(zhǎng)的幅度變大，產(chǎn)率比最大。很明顯，60°相位角效果要優(yōu)于90°相位角。

2.3 孔徑敏感性分析

由孔徑敏感性分析曲線(圖3)可以看出，產(chǎn)率比隨孔徑的增大而增大。在相同的射孔槍彈組合下，孔徑不超過(guò)0.01 m情況下，60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比低;孔徑超過(guò)0.01 m情況下，60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比高。當(dāng)孔徑不變時(shí)，孔密與產(chǎn)率比才會(huì)正相關(guān)。

2.4 孔密敏感性分析

由孔密敏感性曲線(圖4)可以看出，油井產(chǎn)率比隨孔密的增加而增大，在孔密小于20孔/米時(shí)，相同的孔密60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比高，在孔密大于20孔/米時(shí)，60°相位角比90°相位角產(chǎn)率比低。但是從套管的安全性考慮，不建議再將孔密加大，在安全范圍之內(nèi)，應(yīng)盡量加大孔密以獲得更高的產(chǎn)能。

3 射孔槍彈優(yōu)選

南泥灣研究區(qū)塊使用的是φ139.7 mm技術(shù)套管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況，選擇該套管常用的射孔槍型，即89、102型射孔槍。與此相匹配的射孔彈為89、102、127、1 m 彈。我們對(duì)89與102型射孔槍及相應(yīng)射孔彈性能參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1)。

圖1 孔深與產(chǎn)率比敏感性分析

圖2 相位角與產(chǎn)率比敏感性分析

圖3 孔徑與產(chǎn)率比敏感性分析

圖4 孔密與產(chǎn)率比敏感性分析

表1 射孔彈性能參數(shù)表

從表中可以看出，102射孔槍的外徑比89槍的外徑大，并且穿深較深，可以有效穿透地層污染帶。就射孔孔徑而言，不光影響壓裂施工的注入壓力，而且直接影響支撐劑的尺寸和濃度，壓裂的支撐劑粒徑在0.45 mm－0.9 mm之間，當(dāng)孔徑是支撐劑粒徑的8到10倍最好，可以增大支撐劑濃度且不會(huì)發(fā)生橋堵［2］。故從避免橋堵危險(xiǎn)的角度考慮，射孔時(shí)的孔徑應(yīng)大于10 mm為優(yōu)。從而建議射孔槍型選擇102型射孔槍，射孔彈選取127型射孔彈進(jìn)行高性能深穿透射孔作業(yè)。

4 射孔參數(shù)組合優(yōu)化

根據(jù)油層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇孔密13、16、20 孔/米，相位角60°、90°。利用射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行南泥灣長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6段的射孔參數(shù)組合優(yōu)化計(jì)算(表2)，選擇出產(chǎn)率比最大的射孔參數(shù)組合。

表2 南泥灣研究區(qū)射孔參數(shù)計(jì)算結(jié)果表

根據(jù)射孔參數(shù)計(jì)算結(jié)果表明，南泥灣研究區(qū)塊油層采用102槍127彈在20孔/m，孔深253 mm，相位角60°時(shí)，產(chǎn)率比最大。兼顧與壓裂協(xié)同效應(yīng)，推薦采用該射孔槍彈組合。

5 結(jié)論

研究表明孔深、孔密、孔徑、相位角大小對(duì)產(chǎn)率比影響很大，產(chǎn)率比隨孔深、孔密、孔徑增加而增加，但是當(dāng)孔密達(dá)到20孔/m、孔深達(dá)到250 mm時(shí)，產(chǎn)率增加的幅度已經(jīng)很小。60°相位角產(chǎn)率比優(yōu)于90°相位角產(chǎn)率。對(duì)于南泥灣致密巖性油藏，建議選擇102槍127彈，20孔/m，孔深253 mm，相位角60°，方可獲得最大產(chǎn)率比。

［1］李根生，牛繼磊，劉澤凱，等.水力噴砂射孔機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，26(2):32－33.

［2］許彬，熊友明，張自印，等.負(fù)壓射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，12(3):67－68.

［3］牛超群，張玉金，李振方，等.油氣井完井射孔技術(shù)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1994:104－119.

［4］萬(wàn)仁溥，現(xiàn)代完井工程(第二版)［M］，北京:石油工業(yè)出版社，2005:124－134.