StimGun技术（增效复合射孔）介绍
一、StimGun技术（增效复合射孔）概述
StimGun技术（增效复合射孔）是指利用电缆或者油管
等工具将射孔枪及其外套的推进剂筒输送到井下射孔层
段，射孔枪起爆后，射流引燃外套的推进剂筒，推进剂高
速燃烧产生高能气体，高能气体进入射孔孔道并在射孔孔
眼周围形成多径向裂缝，从而沟通了地层的天然裂缝，改
善了油气流动通道。
（a）射孔弹发射（图1）外套式复合射孔器
（b）推进剂燃烧（c）射孔后孔眼和裂缝情况
（图2）复合射孔器工作过程
StimGun技术（增效复合射孔）是利用射孔弹炸药和推进剂的燃速差来实现先射
孔后压裂的，聚能射孔弹装的炸药爆速是微秒级；外套推进剂由固体氧化剂炸药制成，其爆速是毫秒级，所以一次点火，就能瞬间完成射孔和高能气体压裂。
（图3）射孔、推进剂燃烧、复合射孔、水力压裂P-T图
二、StimGun技术与目前国内复合射孔技术的差别
我国于20世纪80年代初开始对复合射孔技术进行研究，到目前为止，已经在一些油田进行了运用，但由于对于该技术的机理缺乏研究，以及相应的研究手段和试验手段的限制，都没有解决复合射孔技术关键的技术难题，目前国内复合射孔技术与StimGun 技术的主要差别有以下几点：
1、安全性。影响高能气体压裂效果因素包括压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间三个主要因素。在进行高能气体压裂施工时，要在保证套管不受伤害的前提下，尽量提高地质效果。国内的复合射孔技术不能根据井的具体井况和地层参数对推进剂药量以及推进剂所放位置进行优化设计，这就不能保证高能气体压裂效果最好。容易造成装药量过大，对套管和管柱造成损伤；或者装药量过小，不能充分激发裂缝。StimGun 技术在施工作业前，通过输入地层和井况参数，由计算机模拟计算，对下井工具进行优化。在保证安全的同时，使得高能气体的压裂效果最好。
2、可评估性。国内的复合射孔技术不能对影响高能气体压裂效果的压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间等参数进行测量和记录。StimGun技术通过引入井下高速记
录仪以及Pulsfrac 软件，施工前，能够根据地层参数和井况模拟出井下高能气体压裂P-T 曲线；在施工过程中，通过井下高速记录仪测量和记录相关参数；施工后，可以对模拟P-T 曲线进行验证，对施工效果进行评价。
3、适用范围。国内的复合射孔都不能带封隔器作业，这就极大地限制了复合射孔的使用范围。同时，不带封隔器作业使得高能气体产生的能量很大一部分用于对井液挤压做功，没能进入射孔孔道，从而不能充分激发裂缝。而StimGun 技术能够带封隔器作业，极大地扩大了该技术的适用范围，并且能够保证高能气体产生的能量绝大部分进入射孔孔道，对射孔孔眼进行压裂。
三、StimGun 技术的优势
1、先进的造缝机理
推进剂筒燃烧产生的高能气体压裂对地层的作用有四种：热作用、化学作用、水力作用和机械作用。但其主要作用是机械作用。高能气体压裂火药燃速较快，升压时间为毫秒级，峰值压力较高，能量传递较快，因而不受地层岩石应力影响，可形成径向放射状多条裂缝。StimGun 技术利用推进剂筒燃烧产生的动态脉冲高压气体击穿并净化射孔孔道，在射孔孔眼形成多径向裂缝，启动并延伸与井筒垂直的裂缝，沟通地层的天然裂缝。同时，该技术能够可以有效地穿透近井地带的污染带，并反向冲洗井筒附近污染带，确保从油藏至井筒的流动畅通无阻。
2、先进的数据记录和处理手段 外套式推进剂筒在井中的燃烧是一项快速的氧化反应，导致气态能源快速释放，如图所示：
（图4）推进剂能量释放示意图
井
推进
膨胀的气化“气泡”
井中的液体
运动
井筒中的高速、高能量变化情况极为复杂。推进剂工具或射孔枪或二者组合的点火，几百毫秒的时间内开始发生一系列活动。包含的活动如下：
·工具的燃烧，
·井筒中液体的压缩
·井中压力波的传播
·井筒的膨胀
·射孔孔眼中的节流
·射孔孔道周围岩石破裂
·射孔孔眼周围新裂缝的形成
·液体高速流入这些裂缝导致裂缝延伸
·高速泄漏进入岩层
这些活动不会按照顺序发生，但在时间上可能会重叠并会发生激烈的相互作用。
为了预测工作成效并确保在各种条件下成功操作，这种复杂的过程必须用带有大量详细资料的数学模型所计算。这就是PulsFrac TM模型软件的作用。PulsFrac™使用所有合格等式调节相互作用程序的动态联系的数值解合并上面提到的所有工序过程。输出为图形和易于解释并易于指导施工设计的报告。
（图5）PulsFrac™模型图
（图5）PulsFrac™软件模型及输入输出界面
（图6）PulsFrac™输入屏幕和输出屏幕示意图
PulsFrac™软件以过去30年的国防工业的研究和石油工业应用为基础，通过精确的理论数学模型、实验室试验和现场数据进行比较和不断的校正使得计算和模拟结果的精确度更高。高速/高冲击存储记录仪的使用已经使设计的模型非常接近实际作业。
井下高速记录仪时间分辨能力达到约10毫秒或达到每秒100000个数据点，能测
量和记录井筒内高速发生的动态活动。
（图7）井下高速记录仪
PulsFrac™模型软件以及井下高速记录仪器的运用，使得我们能够对施工作业前和
施工作业工程中的发生的数据进行记录和处理，从而科学指导和优化施工作业。
3、施工作业的全程控制及优化
StimGun技术已经形成了一整套的控制及优化措施，能够最大限度地保证施工作业达
到最佳的效果。
在施工作业前，首先收集施工井的主要地层参数和井况，根据用户的需要，对施工作
业作出初步评价。该评价主要包括:
①采用StimGun技术是否可行？②采用StimGun技术风险评估（水泥环和套管的损伤、电缆损伤、工具落井等）。
②采用什么样的工具和输送方式，使用效果最佳？接下来，利用PulsFrac™软件进行初步建模，此数学模型综合考虑裂缝长度、裂缝数量、可能的峰值压力以及套管损伤、封隔器承载等，对下井工具进行优化，输出模拟计算结果。
模拟计算结果主要包括:
①PulsFrac™模型输出
②计算机模拟效果曲线
③推进剂筒位置、长度
④压力峰值、压裂长度及压裂效果
⑤推荐射孔枪型、射孔弹型。
在施工作业过程中，井下高速记录仪不仅能够承受推进剂活动相关的高速冲击，而且还能在极高的压力和速率下记录和存储数据。
施工作业完成后，把井下高速记录仪所记录的数据和施工前的计算机模拟结果进行比较，对施工效果进行评价；同时对数学模型进行不断地完善，使得软件能够适应该地层的特点，模拟计算结果和实际结果比较接近。
4、可以和多种射孔工艺相结合，适用范围广。
StimGun技术可以和现在使用的各种射孔工艺相结合。从传输方式上来说，StimGun 射孔器可以通过电缆、油管、钻杆、连续油管等方式输送下井作业。并且能够和超正压工艺、酸化联作等工艺相结合，综合超正压工艺和酸化联作工艺的优点，对于射孔孔眼的压裂、造缝、裂缝的延伸等，效果显著，从而实现油气井的增产。StimGun技术实现了带封隔器作业，极大地扩大了该技术的适用范围。
StimGun技术的主要应用可总结如下：
①作为油气井的增产工具
②作为压裂或酸化处理前的预处理措施，以提高注入能力，降低裂缝的迂曲度（可大大改善水力压裂的效果）。
③在一定条件下，可以取代水力压裂，作为增产措施。
附件1：Stimgun施工作业需要的技术参数
附件2：器材准备情况
塔里木第二勘探公司测井分公司
2005年12月
StimGun技术（增效复合射孔）介绍 一、StimGun技术（增效复合射孔）概述 StimGun技术（增效复合射孔）是指利用电缆或者油管 等工具将射孔枪及其外套的推进剂筒输送到井下射孔层 段，射孔枪起爆后，射流引燃外套的推进剂筒，推进剂高 速燃烧产生高能气体，高能气体进入射孔孔道并在射孔孔 眼周围形成多径向裂缝，从而沟通了地层的天然裂缝，改 善了油气流动通道。 （a）射孔弹发射（图1）外套式复合射孔器 （b）推进剂燃烧（c）射孔后孔眼和裂缝情况 （图2）复合射孔器工作过程 StimGun技术（增效复合射孔）是利用射孔弹炸药和推进剂的燃速差来实现先射
孔后压裂的，聚能射孔弹装的炸药爆速是微秒级；外套推进剂由固体氧化剂炸药制成，其爆速是毫秒级，所以一次点火，就能瞬间完成射孔和高能气体压裂。 （图3）射孔、推进剂燃烧、复合射孔、水力压裂P-T图 二、StimGun技术与目前国内复合射孔技术的差别 我国于20世纪80年代初开始对复合射孔技术进行研究，到目前为止，已经在一些油田进行了运用，但由于对于该技术的机理缺乏研究，以及相应的研究手段和试验手段的限制，都没有解决复合射孔技术关键的技术难题，目前国内复合射孔技术与StimGun 技术的主要差别有以下几点： 1、安全性。影响高能气体压裂效果因素包括压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间三个主要因素。在进行高能气体压裂施工时，要在保证套管不受伤害的前提下，尽量提高地质效果。国内的复合射孔技术不能根据井的具体井况和地层参数对推进剂药量以及推进剂所放位置进行优化设计，这就不能保证高能气体压裂效果最好。容易造成装药量过大，对套管和管柱造成损伤；或者装药量过小，不能充分激发裂缝。StimGun 技术在施工作业前，通过输入地层和井况参数，由计算机模拟计算，对下井工具进行优化。在保证安全的同时，使得高能气体的压裂效果最好。 2、可评估性。国内的复合射孔技术不能对影响高能气体压裂效果的压力上升时间、峰值压力大小、压力持续时间等参数进行测量和记录。StimGun技术通过引入井下高速记
1、聚能射流jet 聚能装药的爆轰能量使药型罩压垮并朝轴向汇聚而形成的高温、高速金属流。 2、杵体slug 聚能装药爆炸时由药型罩外层形成的低速、无穿孔能力的杵状物。 3、自然炸高stand-off 聚能装药药型罩大端面与枪或壳体内壁间的垂直距离。 4、射孔器perforator 用于射孔的爆破器材及其配套件的组合体。 5、射孔弹perforating charge 用于油气井射孔的由炸药及壳体、药型罩等构成的组合体。 6、聚能式射孔器jet-perforator 利用聚能效应产生射流完成射孔作业的射孔器，分为有枪身和无枪身两大类。 7、子弹式射孔器bullet gun 利用火药发射金属子弹完成射孔作业的射孔器。 8、射孔枪perforating gun block 射孔施工中，用于承载射孔弹的密封承压发射体，一般由枪身、枪头、枪尾和密封件等组成。 9、多次使用射孔枪reusable gun 枪身可重复使用的射孔枪。 10、一次使用射孔枪expendable gun 枪身不可重复使用的射孔枪。 11、可回收式射孔枪retrievable gun 一次使用和多次使用的射孔枪总称为可回收式射孔枪（国外仅指一次使用射孔枪）。
12、喷火孔port 多次使用射孔枪的枪身上预先加工好供射流穿过的通孔。 13、孔塞port plug 多次使用射孔枪喷火孔的封堵件。 14、盲孔scallop 射孔枪枪身上供射流通过的未贯通的孔。 15、弹架charge strip 射孔器中固定射孔弹的专用支架。 16、聚能射孔弹shaped charge 具有聚能效应的射孔弹。 17、无杵堵射孔弹slug-free shaped charge 在规定的条件下不在射孔孔道中产生坚实杵体的射孔弹。 18、有枪身射孔弹charge for hollow steel carrier 必须装入射孔枪内使用的射孔弹。 19、无枪身射孔弹strip charge 自身壳体可以承受压力和温度额射孔弹。 20、传爆药饼booster 传爆序列中用于增大雷管或导爆索的爆轰波的输出，起爆主炸药的轴状传爆药。 21、传爆管detonator 传爆序列中用于传递雷管或导爆索爆轰能量的火工品。 22、聚能切割器jet cutter 利用聚能效应进行切割作业的切割器，由聚能切割弹和雷管等组成。23、药型罩liner 紧贴在药柱聚能穴上能形成射流的衬套。按使用材料分为以下三种：
复合射孔技术综述 刘玉莉201272246刘莎丽201272090 近年来,随着油田开发的深入发展,开采难度不断增加,对射孔工艺的要求也越来越高。为了追求更好的开发效果和更大的经济效益,复合射孔技术在国内外得到了较为广泛的应用。复合射孔技术是近几年兴起的一项集射孔与高能气体压裂于一体的高效射孔技术。能够一次完成射孔和高能气体压裂两道工序,做到在射孔的同时对近井地层进行高能气体压裂,改善近井地层导流能力,提高射孔完井效果。 1复合射孔技术原理及特点 1.1技术原理 复合射孔技术的工艺原理是在射孔枪内，将射孔弹与燃烧特性不同的复合固体推进剂有机结合，射孔弹聚能射流先行打开泄压孔并在地层中形成孔道，枪内爆炸与燃烧产生的有序高能气体通过泄压孔沿着射孔孔道向地层加载，不但对射孔压实带进行了改造，提高孔道的渗透性，还能使射孔孔道以裂缝的形式向前延伸扩展，形成多方位裂缝，孔缝结合提高了射孔作用半径，从而达到改善产层与井眼之间连通性，增加射流面积，使地层破裂压力降低，达到改造储层的效果[1-3]。 1.2 技术特点 施工设计采用匹配产品开发的优化设计系统软件，根据地层特点，并在保证井筒安全的前提下优化设计枪、弹、药匹配，及最优的装药量设计。为了充分 发挥该技术的优势，FracGun复合射孔器（图1）优化泄压孔结构，并装配了新型破碎堵片，增加射孔弹炸高，提高了气体泄流速率和做功能力，提高了射孔穿深，并降低了堵片对井底的污染。孔缝结合深度实现超穿深2.5 m以上。 图1 复合射孔器示意图 通过调节高能复合固体推进剂的爆燃特性和装药量，能够通过控制复合固体推进剂爆燃的瞬间差及压力-时间历程，实现井下环空压力、造缝数量、裂缝长度的有效控制。该技术可以对不同地层、不同污染形式的射孔造缝状态优化，有效地提高地层与井筒的沟通程度，从而大幅度提高油气井近井地带的渗流性能。由于岩石孔缝结合的导流通道，穿透了近井污染带，可大幅度提高地层的渗透性。1.3复合射孔适应的地层 复合射孔适应的地层为储层物性较差的井层；储层具有一定的产能，受污染较严重的井层；探井的预压裂，以观察储层情况，确定是否需要水力压裂需水力压裂的井，先进行复合射孔可达到复合压裂的效果，较单纯水力压裂效果要更好。 适用范围为：①砂硬地层；②低渗透油藏；③低孔隙度油藏；④原油结蜡较
马西地质构造特征及试气工艺 摘要：本文分析了马西气田位地质构造特征，总结了马西气田的勘探试气情况，对地层压力、温度、产量、渗透性等基本参数进行了归纳，对目前的试气技术进行分析，剖析试气过程中存在的问题，并提出了解决办法，为以后该地区更好地完成试气工作打好基础。 关键词：马西气田地质特征试气技术存在问题解决方法 一、马西气田概况 1.马西气田地理概况 马西气田位于柴达木盆地北缘地区，属北缘块断带马海大红沟凸起区马海-南八仙背斜带，距大柴旦镇直线约63.4km，行政区隶属青海省海西州大柴旦镇。地面为戈壁和盐渍地，属封闭内陆盆地干旱荒漠区。地面平均海拔2876m左右。气候干燥寒冷、少雨多风，日温差变化大。年平均气温为20℃，该区风季为2～5月份，多为西北风，最大风力8～9级。 2.马西气田地层概况 马西地区在早第三纪开始接受沉积，共发育上干柴沟组（n1）、下干柴沟组上段（e32）、下干柴沟组下段（e31）、路乐河组（e1+2）等多套地层，不同区域地层缺失程度不同，沉积厚度大致800～2600m。受古构造格局控制，东部马东斜坡构造区缺失路乐河组 （e1+2），路乐河组（e1+2）及下干柴沟组下段（e31）自西向东逐层超覆。马西地区第三系地层齐全。
二、马西气田试气技术 马西地区试气主要工艺流程为： 搬迁安装—井口试压—替泥浆—通井—刮削—井筒试压—测射联作射孔—抽汲或自喷求产—关井测压力恢复—压井起钻—封堵。有些井需要压裂措施改造，然后再求产。 1.流程安装 马西地区试气时如产气则井口压力较高，根据井控实施细则的相关要求，试气流程必须采用三级节流流程，使压力逐级递减，防止油嘴前后压差太大而造成事故。三级节流后安装中压或高压三相分离器，后面再接垫圈流量计和临界速度流量计测气流程。 地面流程保温采用化学注入泵保温系统，对产气井的井口及流程冻堵问题有一定作用，避免了明火解冻方法，但保温效果不理想。 2.射孔 实践证实马西地区试气射孔为mfe测射联作射孔、油管传输负压射孔，应用射孔弹最佳为stimgun复合射孔技术，该技术在射孔的同时产生高能气体对地层起小型压裂改造作用。 马西4井第2层应用复合射孔技术后，自喷日产气31965m3，日产水66.3m3，应用效果比较好。 3.测试 马西地区地层测试方式常采用mfe测射联作，在起到负压射孔的同时，可在地下关井求取压力恢复资料。 4.求产
、StimGun （增效复合射孔）介 绍 概述 StimGun 技术（增效复合射孔）是指利用电缆或者油管 等工具将射孔枪及其外套的推进剂筒输送到井下射孔层 段，射孔枪起爆后，射流引燃外套的推进剂筒，推进剂高 速燃烧产生高能气体，高能气体进入射孔孔道并在射孔孔 眼周围形成多径向裂缝，从而沟通了地层的天然裂缝，改 善了油气流动通道。 留 II （图1）外套式复合射孔器 »- J M rw （a ）射孔弹发射 - * -… -■ 鼬3 £ 11 1- A ■氏 ■ ■ （b ）推进剂燃烧 （C ）射孔后孔眼和裂缝情况 （图2）复合射孔器工作过程 StimGun 技术（增效复合射孔）是利用射孔弹炸药和推进剂的燃速差来实现先射
孔后压裂的，聚能射孔弹装的炸药爆速是微秒级；外套推进剂由固体氧化剂炸药制成, 其爆速是毫秒级，所以一次点火，就能瞬间完成射孔和高能气体压裂。 flMOO Tjtru) ■- （图3）射孔、推进剂燃烧、复合射孔、水力压裂 P-T 图 、StimGun 技术与目前国内复合射孔技术的差别 我国于20世纪80年代初开始对复合射孔技术进行研究，到目前为止，已经在一些 油田进行了运用，但由于对于该技术的机理缺乏研究，以及相应的研究手段和试验手段 的限制，都没有解决复合射孔技术关键的技术难题，目前国内复合射孔技术与 技术的主要差别有以下几点: 1安全性。影响高能气体压裂效果因素包括压力上升时间、峰值压力大小、压力持 续时间三个主要因素。在进行高能气体压裂施工时，要在保证套管不受伤害的前提下, 尽量提高地质效果。国内的复合射孔技术不能根据井的具体井况和地层参数对推进剂药 量以及推进剂所放位置进行优化设计，这就不能保证高能气体压裂效果最好。容易造成 装药量过大，对套管和管柱造成损伤；或者装药量过小，不能充分激发裂缝。 技术在施工作业前，通过输入地层和井况参数，由计算机模拟计算，对下井工具进行优 化。在保证安全的同时，使得高能气体的压裂效果最好。 2、可评估性。国内的复合射孔技术不能对影响高能气体压裂效果的压力上升时间、 峰值压力大小、压力持续时间等参数进行测量和记录。StimGun 技术通过引入井下高速记 AMO MM 4VW Eds I 知 M M 10 a«5 c.ai adis DLDZ —'fl 0.025 StimGun StimGun