袁吉誠

(中國石油川慶鉆探工程公司測井公司, 重慶 400021)

0 引 言

中國低滲透油氣田數(shù)量很多,非常規(guī)油氣資源開發(fā)力度逐步加大,新增產(chǎn)能主要來自于這類儲藏。低滲透油氣藏滲透率低,滲流阻力大,連通性差,不經(jīng)過壓裂酸化改造很難滿足工業(yè)開采要求。在此背景下,以體積改造為中心的各種壓裂酸化技術(shù)特別是水平井壓裂技術(shù)快速發(fā)展,射孔已不再是提高產(chǎn)能的最終手段,而是壓裂酸化前的一個預(yù)處理過程。

在新的油氣開發(fā)形勢下,射孔也在積極配合壓裂作業(yè),已經(jīng)開展的新型射孔技術(shù)研究如水平井泵送橋塞多簇射孔分段壓裂技術(shù)(泵送射孔技術(shù)),以實現(xiàn)水平井多段體積改造的目的;定面射孔技術(shù)控制水力壓裂裂縫走向沿著井筒徑向擴展,以達到最佳的儲層改造效果;雙向定向射孔技術(shù)使兩排射孔方向與儲層最大主應(yīng)力方位成一定夾角,壓裂后使裂縫轉(zhuǎn)向以實現(xiàn)多裂縫從而增加產(chǎn)能等[1]。

與快速發(fā)展的壓裂酸化技術(shù)相比,射孔技術(shù)發(fā)展相對滯后。為加快射孔技術(shù)發(fā)展的步伐,本文提出首先要從思想上樹立射孔為壓裂酸化服務(wù)的觀念,闡述射孔技術(shù)如何發(fā)展并提出相應(yīng)的建議,提出了一些在射孔新技術(shù)研發(fā)中應(yīng)注意的問題,以期能對相關(guān)的射孔新技術(shù)研發(fā)工作有所幫助。

1 射孔為壓裂酸化服務(wù)是中國油氣開發(fā)的必然結(jié)果

以往人們常把射孔比作石油開采的“臨門一腳”,如今這句話已經(jīng)過時,因為油氣開發(fā)的對象發(fā)生了變化。現(xiàn)在的開發(fā)對象是中低滲透油氣儲層和非常規(guī)油氣資源,產(chǎn)能已達油氣總量的75%[2],這個百分比還在逐年增加,其新增產(chǎn)能主要來自低滲透油氣藏和非常規(guī)油氣藏,如鄂爾多斯盆地的低滲透砂巖和致密砂巖、四川盆地的碳酸鹽巖和碎屑巖、重慶涪陵區(qū)塊的頁巖等,油氣增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)將更多地依靠低滲透油氣和頁巖氣的開采。低滲透油氣藏滲流能力低,射孔后必須實施壓裂酸化改造形成并支撐裂縫才能達到工業(yè)產(chǎn)能,射孔后經(jīng)壓裂酸化井所占比例也不斷增加,例如中國油氣當量最大的長慶油田,油氣層普遍具有物性差、低壓、低產(chǎn)的特點,射孔后幾乎都要經(jīng)壓裂酸化改造后才能投產(chǎn);大慶外圍、吉林兩大油田、四川大氣田射孔后也基本上也要經(jīng)壓裂酸化改造。射孔已不是油氣開采的結(jié)果,而是完井的1個預(yù)處理過程或1個環(huán)節(jié),甚至有時連過程和環(huán)節(jié)都算不上,因為噴砂射孔-壓裂、裸眼井壓裂等不用射孔。綜上,壓裂酸化是提高產(chǎn)能的最終手段,成為提高低滲透油氣田產(chǎn)量和可采儲量的技術(shù)關(guān)鍵,受到各國的高度重視,出現(xiàn)了很多低滲透油田壓裂改造的新技術(shù),特別是形成了以體積改造為中心的多種水平井壓裂技術(shù),如限流壓裂、滑套分段壓裂、水力噴射分段壓裂、段內(nèi)多裂縫壓裂、連續(xù)油管拖動壓裂、固井滑套壓裂技術(shù)等[3-4]。

面對壓裂酸化技術(shù)不斷進步和創(chuàng)新的新局面,射孔技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)多關(guān)注壓裂酸化技術(shù),更好地為壓裂酸化創(chuàng)造條件,共同為油氣增產(chǎn)這個大前提服務(wù)。

2 射孔如何為壓裂酸化服務(wù)

2.1 提升現(xiàn)有為壓裂酸化服務(wù)的射孔產(chǎn)品性能和射孔技術(shù)水平

2.1.1 提高深穿透射孔彈的綜合性能

(1) 提高射孔穿深是始終追求的目標。提高射孔彈的穿深性能有利于穿透低滲透儲層污染帶、降低地層破裂壓力、增加溝通和延伸地層裂縫的概率,以提高壓裂酸化效果。對于需要穿透隔夾層采油的一些儲層,深穿透射孔更具有特別重要意義。目前中國在射孔深穿透性能方面已取得了突出成績,射孔彈的API檢測數(shù)據(jù)已達1.54 m,與國外1.76 m的記錄相比,差距在縮小。

(2) 提高射孔穿深的同時要兼顧孔徑。目前研發(fā)多把焦點僅集中在射孔彈的穿深是不全面的,既要注重射孔彈的穿深,還應(yīng)兼顧孔徑,不能用犧牲孔徑提高穿深。根據(jù)模擬試驗結(jié)果,射孔孔徑過小會增大孔眼摩阻,造成施工壓力高,施工難度增大。經(jīng)對普光水平井的射孔優(yōu)化研究,常規(guī)酸化時合適的孔徑應(yīng)大于10 mm[5]。

(3) 等孔徑技術(shù)值得關(guān)注。射孔槍在井下有時不能居中發(fā)射,造成靠近套管的一邊入口孔徑大,遠離套管的一邊由于射流拉長孔徑小,使得壓裂液大多從摩阻小的大孔進入地層,減少了孔眼的有效流通面積,降低了壓裂效果。哈里伯頓公司研發(fā)了等孔徑技術(shù),可將這種偏心效應(yīng)的影響降到10%以下。

(4) 進一步提高自清潔射孔彈性能。射孔彈高速射流在穿透地層的同時產(chǎn)生沖擊載荷也作用在孔眼附近形成壓實帶,壓實帶帶來的傷害程度遠比人們的想象要大。傷害試驗結(jié)果表明,砂巖壓實帶的平均厚度可達3～4 mm,滲透率降幅最高達90%[6],不僅地層難以壓開,而且嚴重影響油氣井產(chǎn)能。

某油田施工案例:射孔后壓不開地層,采用復(fù)合射孔后依然壓不開,最后采用噴砂射孔輕易壓開地層,出油效果也滿意。經(jīng)分析認為,噴砂射孔前地面物模靶的噴砂穿深雖然小于350 mm,但噴砂射孔使用的是磨料射流,對地層采取的是切割射孔,不會產(chǎn)生影響地層滲透率的壓實帶,既有利于降低破裂壓力,也增加了地層流體向井筒的滲流速度和液量。

中國自清潔射孔彈技術(shù)已比較成熟,如中國石油川慶鉆探工程公司測井公司的自清潔射孔彈,與常規(guī)射孔彈產(chǎn)品相比其射孔孔徑增加20%～30%,孔道體積增加200%～230%,且孔道干凈,無巖屑、金屬粉末等固相阻塞物。環(huán)境掃描電鏡對射孔孔道附近微觀結(jié)構(gòu)分析表明,射孔孔道周邊的微裂縫較為發(fā)育,呈現(xiàn)巖石單顆粒斷裂性破壞,是改善壓實傷害的有效、方便手段,應(yīng)加大推廣力度。自清潔射孔彈在應(yīng)力條件下的射孔穿深與普通射孔彈相當,國外同類產(chǎn)品的射孔穿深能提高44%,希望能再進一步提高射孔穿深指標。

2.1.2 提高常規(guī)射孔工藝與壓裂酸化聯(lián)作水平

射孔與壓裂酸化聯(lián)作不僅使二者聯(lián)系更加緊密,而且是改善壓裂效果和提高工效的有力手段。

(1) 用射孔-壓裂酸化-測試聯(lián)作代替常規(guī)射孔-測試聯(lián)作。低滲透油氣藏通常要經(jīng)壓裂酸化后才能得到儲層真實產(chǎn)能,射孔后的測試意義不大。對于多薄層儲藏,爭取開展2層射孔-壓裂酸化-測試聯(lián)作,以提高施工效率。

(2) 雙向定向射孔與壓裂聯(lián)作。雙向定向射孔使2排射孔方向與儲層最大主應(yīng)力方位成一定夾角,壓裂后使裂縫轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)多裂縫從而增加產(chǎn)能。

(3) 斜井定向射孔與壓裂聯(lián)作。定向射孔是成熟工藝,但一般是2次管柱作業(yè)。隨著斜井、叢式井數(shù)量的增多,應(yīng)更加注重提高套管斜井壓裂效果的聯(lián)作技術(shù),其方法是在射孔管柱到位并完成定向后進行定向射孔,射孔后立即進行加砂壓裂改造[7]。

2.1.3 提高復(fù)合射孔和爆燃壓裂有效性和安全性

氣體壓裂是壓裂酸化的另一種表現(xiàn)形式,也是水力壓裂的一種補充。隨著低滲透油氣田增加,復(fù)合射孔和爆燃壓裂在低滲透油氣田(含水平井)的應(yīng)用以及在油氣田后期挖潛改造方面應(yīng)用逐漸增多,這2項技術(shù)在以下4個方面應(yīng)該得到加強和提高。

(1) 采用多種燃速火藥進行復(fù)合射孔的方法值得推廣。中國石油大學(華東)采用高、低兩級燃速火藥將其串聯(lián)使用,利用高燃速火藥爆燃壓開地層,隨后低燃速火藥長時間低速燃燒,既降低了地層破裂壓力,又提高了壓裂效果[8]。西安通源石油科技股份有限公司的三級裝藥復(fù)合射孔在多個油田已成功應(yīng)用。應(yīng)進一步加強裂縫起裂、裂縫延伸、火藥爆燃后裂縫持續(xù)延伸、裂縫終止全過程基礎(chǔ)研究。

(2) 作為壓裂預(yù)處理措施的復(fù)合射孔火藥應(yīng)有所改進。低滲透儲層在聚能射孔彈的壓實作用下容易造成地層難以壓開,采用內(nèi)置式復(fù)合射孔作為水力壓裂的預(yù)處理措施已經(jīng)成為認可的降低破裂壓力措施,遼河油田在這方面取得了較好的壓裂效果[9]。

對于高破裂壓力地層進行降低破裂壓力作業(yè),不應(yīng)采用一成不變的復(fù)合藥,應(yīng)研究專用降低破裂壓力火藥,如上述(1)所述的高燃速火藥,并對藥量進行優(yōu)化以便發(fā)揮更好的破壓效果。

(3) 提高爆燃壓裂效果和安全性的新方法。為追求更好的壓裂效果,甲方往往要求增加爆燃壓裂藥量,但這樣無疑會增加安全風險。建議采用逐級點火爆燃的方法,再增加火藥有效作用時間,從而在提高壓裂效果的同時降低安全風險。需要解決的技術(shù)關(guān)鍵在于裝于兩級火藥之間的毫秒級可調(diào)延時點火裝置、后級火藥的防殉爆措施、后級火藥的點火系統(tǒng)保護等。

(4) 復(fù)合射孔和爆燃壓裂軟件需要完善和提高。美國StimGun復(fù)合射孔軟件需要輸入地層、井筒、射孔器、火藥等100多個參數(shù),計算出20多條預(yù)測曲線。中國軟件研發(fā)進展緩慢,存在適應(yīng)儲層的范圍小、預(yù)測的參數(shù)少、產(chǎn)能預(yù)測不夠準確等不足,對內(nèi)裝多級火藥、內(nèi)外裝藥加下掛藥等多級復(fù)合的軟件設(shè)計更為欠缺。對于爆燃壓裂,近年來爆燃壓裂發(fā)展較快,但軟件設(shè)計沒有跟上,有時憑經(jīng)驗施工,導(dǎo)致卡井、損傷套管等工程事故偶有發(fā)生。為了做到合理、科學施工,應(yīng)在復(fù)合射孔和爆燃壓裂軟件設(shè)計上投入更多力量。建議開展跨油田、跨專業(yè)合作。

2.2 射孔新技術(shù)改進和創(chuàng)新

2.2.1 開展射孔新工藝與壓裂酸化聯(lián)作研究

每一項射孔新工藝出現(xiàn),都應(yīng)考慮與壓裂酸化聯(lián)作,以利產(chǎn)能最大化。

(1) 三射流射孔技術(shù)與壓裂酸化聯(lián)作。大慶油田開展了三射流射孔技術(shù)研究,該技術(shù)是采用1組3個共面聚焦的射孔彈,上部和下部射孔彈先行發(fā)射,疏松地層后,位于中間位置的射孔彈延遲引爆,產(chǎn)生大于普通射孔穿深的孔道,從而改善近井地帶導(dǎo)流能力,增加產(chǎn)能及稠油井開發(fā)效果[10]。鑒于目前中國以低滲透油氣藏為主,建議該項技術(shù)能與壓裂酸化聯(lián)作,以擴大其使用范圍。

(2) 復(fù)合射孔與驅(qū)砂聯(lián)作。傳統(tǒng)的方法是在火藥或射孔彈的前艙加砂,但如此少的砂量即使擠入地層也不可能起到支撐裂縫的作用。目前的思路是在復(fù)合射孔管柱中攜帶較多砂量,復(fù)合射孔的同時將壓裂砂驅(qū)趕到已射開地層中,完成對地層裂縫的有效支撐。

2.2.2 在吸收國外新技術(shù)的基礎(chǔ)上進行改進創(chuàng)新

泵送射孔雖然已是國外頁巖氣開發(fā)的最成熟技術(shù),但也有作業(yè)環(huán)節(jié)多、時間長、費用高等不足,國外也在頁巖氣開發(fā)中增加了裸眼+襯管+多級壓裂等新工藝的比例,在泵送射孔技術(shù)的應(yīng)用中進行了一些改進并形成了新的思路。

(1) 泵送射孔技術(shù)的改進。①泵送定向射孔技術(shù)。在泵送射孔中,如能實現(xiàn)定向發(fā)射使射孔方向與壓裂裂縫的走向相一致,可降低破裂壓力,增加儲層有效泄流面積,達到增產(chǎn)的目的。中國石油川慶鉆探工程公司測井公司和西安通源石油科技股份有限公司分別在電子選發(fā)和機械選發(fā)上完成了可定向泵送選發(fā)射孔器的開發(fā)。②定面射孔技術(shù)。定面射孔器內(nèi)3發(fā)射孔彈為1簇,射孔方向形成扇面,有助于破碎巖石降低地層破裂壓力,壓裂時有助于裂縫向井筒徑向擴展,且近井地帶裂縫走向可控,避免段與段之間壓裂裂縫的串通,提高了縫網(wǎng)系統(tǒng)的完善程度,從而提高產(chǎn)能。該項技術(shù)主要用于泵送射孔技術(shù)中,2013年起在吉林油田得到了很好的應(yīng)用[11]。建議將該項技術(shù)應(yīng)用到直井中,理論上直井更有利于裂縫向井筒徑向擴展,應(yīng)用中應(yīng)注意針對不同儲層特征進行定面結(jié)構(gòu)如孔徑、孔深、角度、方位等設(shè)計,并開展儲層適應(yīng)性、裂縫形成機理研究。

(2) 泵送射孔技術(shù)新思路。連續(xù)油管可用于輸送橋塞和射孔器進行多級壓力改造,較之泵送射孔工藝快速、安全。①連續(xù)油管輸送噴砂射孔壓裂。中國石油川慶鉆探工程公司提出工藝管柱采用連續(xù)油管輸送橋塞和噴射器,拖動管柱完成多簇噴砂射孔及射孔后的光套管壓裂[12]。②連續(xù)油管輸送選發(fā)射孔壓裂。中國石油川慶鉆探工程公司測井公司正在研究采用連續(xù)油管輸送完成坐橋塞和分級電點火射孔,各級射孔器的點火電源可來自連續(xù)油管的內(nèi)穿電纜或自帶電源。

(3) 一種電纜輸送射孔-橋塞封隔-套管壓裂的直井分段壓裂工藝。傳統(tǒng)的電纜橋塞分段壓裂技術(shù)是先電纜常規(guī)射孔,然后單段壓裂,再下橋塞封堵,直到完成多層壓裂。該工藝最大不足是壓裂完成后須鉆塞,不僅增加了作業(yè)程序和時間,而且會對產(chǎn)層造成2次污染。受到泵送射孔技術(shù)的啟發(fā),中國石油勘探開發(fā)研究院提出利用空心橋塞單向流動、配合可溶球自溶的優(yōu)點實現(xiàn)直井分壓后不鉆塞投產(chǎn)工藝,該工藝不使用封隔器、滑套、水力錨等工具,采用電纜輸送1次下井完成坐橋塞和射孔2項作業(yè),然后投球、壓裂即可。其優(yōu)點是施工級數(shù)多,投產(chǎn)后管柱為全通徑等,如將定面射孔技術(shù)結(jié)合到該項工藝中去,或能取得更好效果。

2.3 對射孔技術(shù)進一步發(fā)展的建議

2.3.1 開展以射孔效能檢測為中心的基礎(chǔ)研究

(1) 模擬地層環(huán)境的地面檢測。有可模擬地層環(huán)境高溫高壓試驗條件的單位,應(yīng)進一步開展針對具體巖性、地層條件進行射孔槍、射孔彈、井筒和儲層響應(yīng)參數(shù)研究和測試,了解和掌握射孔系統(tǒng)在儲層條件下的性能;開展射孔效能綜合試驗平臺建設(shè),研制和配備一批模擬地層環(huán)境的射孔效能專用試驗裝置、巖心分析設(shè)備和流動測試設(shè)備,完善評價方法;研究定面射孔和三射流射孔等新工藝對壓裂后裂縫走向的影響機理,開展地層條件下射孔流動效能測試評價,了解射孔參數(shù)對后期增產(chǎn)改造效果的影響,進行射孔作業(yè)管柱安全評估等,確保射孔技術(shù)的先進性、可靠性、安全性。需要強調(diào)的是應(yīng)根據(jù)鉆井巖心資料盡快研究、制造可模擬地層條件的流動效率測試靶,以進行高溫高壓下射孔穿深檢測和流動效率測試工作。

(2) 井下作業(yè)監(jiān)測。①復(fù)合射孔、爆燃壓裂井下射孔監(jiān)測。鑒于已經(jīng)取得的檢測數(shù)據(jù)太少,應(yīng)盡可能多用p—t儀監(jiān)測復(fù)合射孔和爆燃壓裂壓力、溫度變化趨勢,特別應(yīng)針對多級復(fù)合射孔作業(yè)進行監(jiān)測,以便對射孔后的地質(zhì)效果進行評價,進而改進火藥設(shè)計并對軟件進行完善和補充。②射孔爆炸載荷響應(yīng)井下測試與分析。在超高溫超高壓射孔完井中常面臨射孔管柱彎曲斷裂、管柱遇卡、射孔后套管變形等一系列復(fù)雜工程情況。中國石油川慶鉆探工程公司測井公司研發(fā)的超高溫超高壓井射孔動態(tài)特征測試分析系統(tǒng)可完成射孔瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集和分析,進行射孔沖擊載荷作用下射孔管柱、套管等動態(tài)響應(yīng)等研究,建議推廣應(yīng)用,多發(fā)揮這套測試分析系統(tǒng)的作用。

在實驗室模擬研究、井下監(jiān)測、壓裂后產(chǎn)能的綜合分析基礎(chǔ)上,應(yīng)加強對射孔新產(chǎn)品、新工藝的效能評價,并對射孔作業(yè)過程進行有限元數(shù)學建模,開發(fā)和完善射孔優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng),指導(dǎo)下一步的射孔施工。

2.3.2 加強射孔彈的井下穿深檢測技術(shù)研究

當射孔后壓不開地層時,甲方通常會對施工方射孔彈的穿深提出質(zhì)疑,施工方僅能向甲方提供API檢測數(shù)據(jù),無法提供井下射孔穿深數(shù)據(jù)。不了解地層實際穿深,射孔優(yōu)化設(shè)計就失去了重要依據(jù)。模擬地層超高溫超高壓(150 ℃,105 MPa)條件下的打靶測試表明,國內(nèi)外超高溫射孔彈的四川砂巖靶穿深一般不超過350 mm,在更高溫度和壓力條件下的井下射孔穿深應(yīng)該更低。主要問題在于甚至無法判斷射孔是否穿過了水泥環(huán)以及穿過水泥環(huán)的比例有多少。此外,一種射孔彈不可能適應(yīng)各種巖性,只有充分掌握不同巖性的井下射孔穿深數(shù)據(jù),才能設(shè)計出有針對性的射孔彈。從這個角度,有了地層穿深檢測技術(shù),就掌握了射孔彈研發(fā)的主動權(quán)。目前國外已經(jīng)有了采用聲波探測原理探測地層穿孔深度的儀器。

2.3.3 研究適應(yīng)不同油氣儲層特點的降低破裂壓力措施

目前已有的降低破裂壓力措施很多,如超深穿透射孔、重復(fù)射孔、復(fù)合射孔、定向射孔、定面射孔、酸洗作業(yè)等,三射流技術(shù)能降低壓實帶的影響,也有可能降低破裂壓力。但是,不同的低滲透儲層有不同的特點,各油田要對特定儲層進行起裂機理研究,并結(jié)合壓裂施工曲線,找出一套適合儲層特點的降低破裂壓力方法。

2.3.4 多專業(yè)配合開展射孔效能評價工作

射孔不僅要服務(wù)于壓裂酸化,還要與油田地質(zhì)等多專業(yè)緊密配合,通過可模擬地層條件的測試靶試驗,結(jié)合產(chǎn)能評價需求開展低滲透儲層射孔效能評價工作,為射孔優(yōu)化設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。在進行射孔效能評價工作中,需要地質(zhì)部門提供詳細的地質(zhì)資料如巖性、泥質(zhì)膠結(jié)情況、孔隙度、飽和度、滲透率等才有可能制造出符合地層地質(zhì)條件的流動效率測試靶,進而進行高壓下射孔彈流動效率檢測甚至壓裂、酸化后測試靶的流動效率檢測;需要鉆采工程部門提供地層壓力、地層溫度、彈性模量、泊松比、套管鋼級、套管壁厚等參數(shù)以便確定施工方案和降低破裂壓力措施;需要井下作業(yè)部門提供壓裂施工曲線、裂縫長度、寬度等監(jiān)測數(shù)據(jù)和最終產(chǎn)能數(shù)據(jù),反過來評估射孔效能評價方法的合理性、準確性,探討射孔對破壓的影響規(guī)律,完善單井的射孔優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。

2.3.5 關(guān)注中遠期研究項目

應(yīng)加強對一些中遠期研究項目的關(guān)注,如套管外爆燃壓裂、層間爆炸增產(chǎn)技術(shù)等。層間爆炸是通過水力壓裂將乳膠狀爆燃藥壓入油層裂縫后引爆的技術(shù),中國早在10多年前就已經(jīng)提出開展該項技術(shù)研究的設(shè)想,限于當時的技術(shù)條件,項目一直沒有找到突破口。2007年,中國兵器工業(yè)第204研究所對該項技術(shù)有了較為全面、具體的描述,包括液體火藥的選擇、井下精確投放、降濾失壓裂、點火技術(shù)等[13]。近來,液體火藥的研制、點火以及井內(nèi)作業(yè)等已有突破,還應(yīng)重點解決火藥在層間的斷爆問題。如果該項技術(shù)能夠研發(fā)成功,必將對低滲透油氣田改造發(fā)揮重要作用。

3 射孔為壓裂服務(wù)中應(yīng)注意的問題

3.1 端正態(tài)度

有2種態(tài)度都是要擯棄:一種是與己無關(guān)的態(tài)度,認為射孔技術(shù)人員只管上井開炮,壓裂與己無關(guān),對其不聞不問;一種是對射孔持悲觀態(tài)度,認為隨著壓裂酸化地位的提高,射孔會越來越說不起話。

射孔雖然不再是完井的最終手段,但是關(guān)系到實現(xiàn)壓裂酸化效果最大化的重要環(huán)節(jié)。射孔產(chǎn)品的性能、射孔工藝的選擇都與壓裂酸化的效果直接相關(guān),而且利用火藥的獨特優(yōu)勢還可以解決常規(guī)壓裂酸化不能解決的問題。

3.2 多學習壓裂酸化方面的知識

不了解壓裂酸化方面的知識談不上為壓裂酸化服好務(wù)。

(1) 學習和射孔直接相關(guān)的壓裂知識,如泵送射孔后是怎樣壓裂的,壓裂中出現(xiàn)砂堵是如何解決的;射孔-壓裂-測試中采用什么樣的井下工具、施工流程怎樣等作為學習的突破口。

(2) 重點學習低滲透油藏壓裂技術(shù)。低滲透油藏壓裂技術(shù)涉及壓裂地質(zhì)研究、壓裂液和支撐劑優(yōu)選、壓裂工藝優(yōu)化設(shè)計、壓裂工具準備、壓裂施工設(shè)計以及壓裂裂縫監(jiān)測、壓裂產(chǎn)能評估等方面的知識[14]。建議從學習(水平井)投球打滑套多級分段壓裂技術(shù)開始,該技術(shù)應(yīng)用最廣,涉及的工具最具代表性,在此基礎(chǔ)上逐步擴大壓裂知識面。

(3) 采用多種方式學習和交流。建議多舉辦低滲透油藏壓裂技術(shù)講座,利用開會、施工的間隙與壓裂人員進行交流,詢問一些平時不解的問題,特別是了解壓裂本身遇到的困難,以便啟發(fā)解決問題的思路。

3.3 多思考如何發(fā)揮火藥獨特功能

火藥是射孔的獨門利器,在了解和熟悉壓裂酸化工藝和工具的基礎(chǔ)上,協(xié)助解決壓裂酸化本身難以解決的問題。

(1) 協(xié)助解決固井滑套打開后難以壓開地層的問題。隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)規(guī)模不斷擴大,誕生了一種新型的壓裂技術(shù)——固井滑套水平井多級壓裂技術(shù)。固井滑套與套管一起下井之后注水泥固井,然后對其進行開關(guān)操作,再進行選擇性壓裂和封堵作業(yè)。它不僅減少了射孔作業(yè),而且不需要封隔器和橋塞,成為國外大公司重點研發(fā)的技術(shù)。但是,在中國引進該技術(shù)施工中出現(xiàn)了破裂壓力明顯高于區(qū)塊平均值的問題。那么,能否用火藥助其一臂之力？

(2) 協(xié)助實現(xiàn)投球打滑套不限級功能。投球打滑套多級分段壓裂技術(shù)的一個不足是節(jié)流問題。級數(shù)越多,管柱下部球座的孔徑越小,節(jié)流越嚴重,直接制約了施工排量和壓裂規(guī)模。川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司發(fā)明了一種不限級數(shù)的投球滑套[15]。該滑套技術(shù)核心是利用火工品點火后推動活塞,打開壓裂通道,同時活塞動作后能擠壓生成筒生成球座,為投球關(guān)閉滑套做好準備。該設(shè)計配合其他裝置使分段級數(shù)不受井筒內(nèi)徑限制,從而實現(xiàn)無限級改造。雖然該專利中使用的火工品是聚能射孔彈而不是火藥,讓人覺得有點“外行”,但是搞壓裂工具的人能想到用火工品解決工具問題是多么難能可貴,值得深思。

(3) 套管外火藥壓裂運用。西安通源石油科技股份有限公司設(shè)計了一種能實現(xiàn)套管外火藥壓裂的開孔滑套,該滑套能在開孔后實現(xiàn)對地層的氣體壓裂,現(xiàn)已完成地面試驗。

此外,多思考用火藥技術(shù)解決一些工程問題,如火藥開孔裝置設(shè)計用于溝通油套便于反循環(huán)洗井清砂、管柱卡死時能否利用火藥力幫助解卡等。

4 結(jié)束語

(1) 射孔為壓裂酸化服務(wù)是大勢所趨,射孔界要從對壓裂漠不關(guān)心轉(zhuǎn)變到壓裂需要做什么,再轉(zhuǎn)變到能為壓裂酸化做什么。但凡有了一項射孔新技術(shù)、新構(gòu)思或新想法都應(yīng)與壓裂酸化聯(lián)系起來。

(2) 要明確射孔為壓裂酸化服務(wù)不是降低了射孔的地位,而是向射孔提出了更高的要求,需要射孔技術(shù)人員懂得更多,在為壓裂服務(wù)中做得更好。

(3) 本文雖然對射孔如何為壓裂服務(wù)作了較為詳細的表述, 但這僅僅只是一個開始,希望射孔技術(shù)人員進一步發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力,為中國低滲透油氣田和非常規(guī)油氣資源的開發(fā)做出更大貢獻。

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