黃金 巫娜

【摘要】本文主要介紹了射孔完井對(duì)油氣層的損害情況，重點(diǎn)分析了射孔過(guò)程中射孔液、射孔參數(shù)、射孔時(shí)壓差大小等因素對(duì)油氣層產(chǎn)能的影響，針對(duì)此影響，對(duì)射孔提出了優(yōu)化射孔參數(shù)、選用與儲(chǔ)層配伍的優(yōu)質(zhì)射孔液以及采用負(fù)壓射孔，并確定合理的射孔負(fù)壓值等技術(shù)措施來(lái)保護(hù)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(kāi)發(fā)工程中的一項(xiàng)十分重要的工序，而射孔完井又是目前國(guó)內(nèi)外最為廣泛采用的完井方法，但射孔的同時(shí)又易對(duì)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(hù)技術(shù)應(yīng)用于射孔完井作業(yè)中，可極大地減少射孔對(duì)油氣層的損害，提高油井產(chǎn)量，對(duì)穩(wěn)定原油的產(chǎn)量具有非常重要的意義。

1 射孔對(duì)油井產(chǎn)能的影響

射孔完井過(guò)程中采用油氣層保護(hù)技術(shù)，使油氣層和井筒間產(chǎn)生一條清潔的通道，對(duì)提高油氣井產(chǎn)量具有明顯的效果。調(diào)查分析認(rèn)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(shí)產(chǎn)生的殘?jiān)S著高速運(yùn)動(dòng)的氣流沖到巖石上，細(xì)小的顆粒會(huì)進(jìn)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(guò)程對(duì)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(shí)，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(shí)帶，其滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原始地層的滲透率，導(dǎo)致彈孔底端流體的流動(dòng)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(kāi)的孔眼。

2.2 射孔參數(shù)對(duì)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(dāng)射孔穿透深度超過(guò)鉆井井筒周圍的污染帶時(shí)，可以減小甚至消除鉆井污染對(duì)油井產(chǎn)能的影響。在有射孔污染的情況下，當(dāng)射孔穿透深度超過(guò)鉆井所造成的污染帶時(shí)，射孔污染對(duì)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(dāng)射孔密度增加到一定值時(shí)，射孔密度對(duì)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(qiáng)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(duì)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(duì)產(chǎn)能的影響程度低于孔深和孔密。國(guó)內(nèi)一般采用8～12mm 的孔徑射孔。而且效果較好。但當(dāng)孔徑達(dá)到一定值時(shí)，再增加孔徑，產(chǎn)能提高不大。但對(duì)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(guó)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(shí)踐證明，在一個(gè)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(shí)，油井的產(chǎn)率為1.10，產(chǎn)能最高。這是因?yàn)楫?dāng)射孔密度相同時(shí)，射孔中布置的相位越多，油流進(jìn)入井筒時(shí)的流動(dòng)路徑越短，油流在流動(dòng)過(guò)程中的阻力就小，從而油井產(chǎn)能增加。

2.3 射孔液對(duì)油氣層的損害

射孔液對(duì)油氣層的損害包括固相顆粒侵入和液相侵入兩個(gè)方面。較大的固相顆粒會(huì)堵塞所射開(kāi)的孔眼，較小的顆粒，將會(huì)堵塞孔隙喉道，使地層流體流動(dòng)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(chǔ)層粘土礦物不匹配時(shí)） 侵入油氣層，將會(huì)引起儲(chǔ)層內(nèi)的粘土礦物水化膨脹，當(dāng)膨脹到一定程度后，分散成更細(xì)的顆粒，這些細(xì)微的顆粒被流體運(yùn)移進(jìn)入孔隙中，使孔隙喉道縮小，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低。2.4 正壓差射孔對(duì)油氣層的損害

正壓差射孔指射孔時(shí)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(huì)對(duì)油氣層造成多種損害，由于正壓差的“壓持效應(yīng)”，使已射開(kāi)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?jiān)氯?，阻礙流體流動(dòng)，直接影響油井的產(chǎn)能。

3 油氣層的保護(hù)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(shí)考慮鉆井損害和射孔損害的程度，進(jìn)行室內(nèi)射孔模擬實(shí)驗(yàn)，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(chǔ)層配伍的優(yōu)質(zhì)射孔液

以井底儲(chǔ)層巖性和礦物成分為試驗(yàn)基礎(chǔ)，用經(jīng)過(guò)精細(xì)過(guò)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(jìn)行調(diào)整，以有效地控制井下壓力，再加入適量的防止儲(chǔ)層中的粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移的粘土穩(wěn)定劑與能抑制地層微粒運(yùn)移的穩(wěn)定劑。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行射孔液與地層、地層水的配伍性研究，選擇適合于儲(chǔ)層的射孔液，使儲(chǔ)層損害降到最低。

3.3 采用負(fù)壓射孔，并確定合理的射孔負(fù)壓值

負(fù)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(fù)壓射孔在射開(kāi)地層的瞬間，地層流體涌入井筒，把固體殘?jiān)鼪_入井筒，可以有效的防止產(chǎn)層的堵塞，同時(shí)可避免射孔液進(jìn)入油氣層造成損害。其負(fù)壓值的大小是以清潔孔道所需的最小值來(lái)確定的。其值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定： 選取本地區(qū)井底巖心進(jìn)行模擬負(fù)壓差射孔，確定一個(gè)射孔效率最好的負(fù)壓值。

4 結(jié)束語(yǔ)

射孔完井是被廣泛采用的完井方式，射孔過(guò)程中的油氣層保護(hù)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(shí)，須采取優(yōu)化射孔參數(shù)、選用與儲(chǔ)層配伍的射孔液及負(fù)壓射孔等技術(shù)措施，以減少射孔時(shí)對(duì)油氣層的損害，提高油井產(chǎn)能。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊世忠，鄢捷年，周大晨，等.鉆井完井液及保護(hù)油氣層技術(shù)[M].東營(yíng)： 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(hù)儲(chǔ)集層技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995

作者簡(jiǎn)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(duì)。