后效体复合射孔增产增注技术研究与应用

双复射孔技术的研究及应用摘要：双复射孔技术是近几年发展起来的一项增效射孔完井工艺技术，并已取得较好的应用效果。

本文介绍了双复射孔技术的工作原理、技术优点；结合河南油田b320井的应用情况表明：在地质条件下基本相同的情况下，采用该技术射孔，油层压裂施工时，破裂压力明显降低，加砂量增加；压后产液量增加，注水量提高。

采用该技术射孔增产效果显著，具有广泛的推广应用价值。

关键词：双复射孔；技术；产能；增产；应用中图分类号：p624 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）05-0-01一、前言射孔是石油勘探与开发系统工程中极其重要的一项技术，射孔效果直接影响着产能。

射孔完井是目前国内外使用最广泛的一种完井方式，但其存在一定的缺点，如存在着钻井、固井污染和成孔过程中形成的射孔压实带影响油井产能，以及受井眼条件和射孔器的限制，地层、井筒沟通不好，出油面积小、油井完善程度差。

随着石油天然气开发技术的不断进步，常规射孔方式已不能适应油田开发的需要。

为了更好地沟通地层和井筒，提高油气井产能，近年来双复射孔技术应运而生，双复射孔器由复式射孔枪和复式射孔弹组成。

双复射孔器有2种系列，一种是射孔弹前仓配未装火药的适用于高渗透油藏的复式射孔器；另一种是射孔弹前仓配装火药的适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。

由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构，使射孔弹和火药能量得到充分利用，与一般的枪径及弹型的射孔器比较，其穿孔深度提高7%以上，孔容提高10%以上。

经地面枪体胀径实验、固弹方式、穿深对比实验证实，双复射孔器枪体胀径符合标准，固弹方式牢靠，其性能明显优于其他类型的射孔器。

目前该项成果已在河南油田应用10多井次，见到良好的应用效果，并创造了良好的经济效益和社会效益。

二、双复射孔技术工作原理双复射孔技术是增效射孔技术的发展，是在聚能射孔基础上改造油气层，实现增产的一种新技术。

利用炸药引爆后和火药推进剂引燃后爆轰、燃烧的不同作用原理，形成两个带有一定时间差的不同压力脉冲，通过射孔孔道在井筒附近产生多方位辐射状裂缝，并与天然裂缝沟通，同时在射孔成孔过程中形成的压实带上产生多条裂缝，并能对射孔孔道进行冲洗，从而提高完井作业的作业半径，达到改善产层与井眼之间的连通性，提高渗透率，增加渗流面积，增加油气产量的目的。

重复射孔技术在腰英台油田开发中的应用摘要：腰英台油田是一个低孔、特低渗油田，早期油井大多通过限流射孔，压裂投产。

在开发过程中由于油井井底和近井地带地层结垢，油层内部粘士质点的迁移、堆积、膨胀导致油层渗流条件变差，油井表现出长期低液量，注水井表现出注水注不进。

为了改善腰英台油田开发效果，近年来在酸化等工艺在腰英台油田未能取得较好效果的条件下，通过精选油水井进行重复射孔技术试验，对目标产层进行重复射孔，综合评价其措施效果，为油田的下一步精细开发提供技术支持。

关键词：腰英台油田重复射孔开发效果油田开发一、腰英台油田重复射孔的必要性1.增加孔密，提高孔隙度腰英台油田早期大部分井采井限流射孔，压裂完井。

限流分广义和狭义两种情况：狭义限流，主要是射孔方式上减少孔密。

主要形式是电缆射孔限流、TCP （油管输送）限流、燃气式超正压射孔、TCP+DST（油管传输射孔——钻杆测试联作）限流；广义限流是当时射孔技术限制在孔径、穿透造成的实际上的限流[1]。

总体来说，不管是广义的限流射孔还是狭义的限流射孔，都低于常规射孔密度。

经统计，腰英台油田在2003～2010年期间，累计射孔821井次，其中限流射孔高达273井次，占了33.3%，因此在油田开发中期有必要对产层重复射孔来改善开发效果。

2.解除近井地带地层堵塞目前在油水井的生产中发现部分井存在地层堵塞，分析认为主要是以下两方面因素造成。

A、储层本身物性差，泥质含量高，储层中含有相当数量的高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石等粘土矿物，油层注水后高岭石矿物易发生迁移，造成孔道堵塞[2]。

B、油水井开发过程中造成的垢堵等，由于温度压力降低，导致地层流体中CO2溶解度下降并从中析出，使流体中的CaCO3等析出结垢堵塞地层。

其次是由于外来液体与地层流体不配伍，发生化学反应结垢堵塞[3]。

从历次的作业情况来看，主要的垢样由有机质、CaCO3、FeS和未知物质组成。

由于结垢原因造成的作业井次占了总作业井次的23.8%。

后效射孔技术在低孔低渗储层开发中的应用发布时间：2021-03-17T15:23:13.967Z 来源：《科学与技术》2020年32期作者：杨兵喜[导读] 本文简单介绍后效射孔技术的基本原理，在常规射孔的基础上杨兵喜中石化江汉石油工程有限公司测录井公司（湖北潜江433123）摘要：本文简单介绍后效射孔技术的基本原理，在常规射孔的基础上，利用效粒子在射孔孔道内再次作用，达到增加射孔孔深、清洁孔道、提升储层渗流能力的目的。

试验情况及使用对比效果表明，后效射孔比常规射孔平均产液量提升了1-5倍以上，注水井储层增注效果提升1倍以上，特别适用于低孔低渗储层的开发。

关键字：后效射孔；低孔低渗；增产、增效；效果评价随着油气开发的技术的发展和成熟，现有技术与工艺水平已经不能满足目前油气田提速降本增产的需求。

后效射孔作为一门新技术，在原有射孔技术上进行改变，突破常规射孔的瓶颈，利用后效粒子在射孔孔道内再次作用，不仅增加了射孔穿深，而且还有效改善了储层的渗流能力，特别是低孔低渗储层效果显著。

1、后效射孔原理后效射孔是采用后效射孔器进行射孔作业的射孔方式。

在常规射孔弹前端加装后效体，构成后效射孔弹（图1a）。

使用特制弹架代替常规弹架，其它器材不变,按照常规方法进行装枪，构成后效射孔器（图1b）。

a后效射孔弹 b后效射孔器材图1 后效射孔弹及器材组成常规射孔弹起爆后在开垦孔道的同时，由高速射流引起的涡流场引力将后效体内的高能粒子曳入到孔道内；在射流作用下，由后效体内基团状逐步变为线状，经反射后在孔道前段形成漩涡状粒子云，粒子间相互摩擦，碰撞，在数毫秒时间内满足云雾爆轰条件，由爆燃到螺旋式爆轰。

后效粒子在孔道内爆轰，产生放射状压力场。

作用结果使孔道末梢产生以横向裂缝为主，中间为垂直裂缝，入口端压力优先释放，表现为孔道冲刷。

2、后效射孔实验对比2017江汉油田涪陵项目部在胜利油田测井公司检测中心进行后效射孔水泥打靶实验。

实验结果对比分析：水泥靶在围压50Mpa，温度120℃条件下，后效射孔较常规射孔穿深增加50%以上；常规射孔孔道严重污染，后效射孔孔道明显清洁，且末梢开放。

关于射孔施工过程中的质量与安全的心得射孔作业大多在野外进行，工作环境差，受自然条件的影响很大，存在着许多安全隐患。

为保障安全生产，企业制定了严格的规章制度和操作规程来规范职工应该做什么和不应该做什么。

但具体到人去执行却出现许多纰漏，有些职工对射孔作业风险认识不足，对射孔作业的危害因素认识比较片面，相应采取的控制措施就不能完全到位，容易发生安全事故。

为解决这一问题，本文对射孔作业中存在的危害因素进行系统的分析并提出风险控制措施同大家共同探讨。

1常规射孔技术。

1.1复合射孔完井工艺复合射孔工艺是一项集射孔与高能气体压裂完井于一体的高效完井技术,它通过1次施工完成2道工序,在射孔的同时进行高能气体压裂。

增产机理是高温、高压气体通过射孔孔眼对地层压裂,形成多条裂缝,部分解除钻井、固井、射孔等作业过程中对地层所造成的污染,改善近井地层渗透性能,从而提高油气井完善程度,达到射孔完井和增产增注的目的。

1.2水平井射孔工艺技术我国的水平井射孔枪普遍采用内定向,其中又有偏心旋转和配重块旋转两种方式。

目前不仅能完成长井段、深井的定向射孔作业,而且能完成水平井的射孔-测试联作,并已完成了水平井的再射孔、水平井的限流压裂射孔、水平井的氮气正压射孔等作业。

水平井射孔已经逐渐变成一项常规射孔作业。

1.3射孔-抽油泵联作完井工艺射孔-抽油泵联作是将射孔枪组装后,与生产管柱(采油管柱或注水管柱)连接,用油管把射孔枪和生产管柱及相关工具下入井中测γ曲线,确定标志层,调整管柱定位后,用环空加压方式起爆点火,进行射孔;射孔后不用起管柱,直接进行投产。

其突出特点是可减少2次起下作业,缩短了施工周期和射孔液对地层的浸泡时间,减轻射孔作业对油层的伤害,提高了单井产能和经济效益。

1.4定方位射孔与压裂联作完井工艺是提高低渗透油气藏和裂缝性油气藏完井产能的一项新技术,其原理是射孔时射孔枪沿180°相位角布2排孔眼,并且使射孔弹的发射方位与垂直裂缝方位或最小水平地层应力方位正交。

1021　油田开发现状随着油田的不断开发，对地层原有结构的破坏也逐年加剧，尤其是打井使用的钻井液及措施改造中使用的压裂液都会对近井地带地带形成污染，造成地层吼道堵塞，渗透率下降，严重影响油井的产量，而常规的射孔作业虽然也能射开套管水泥环及部分污染带，达到连通油气层的目的，但因其近距离穿透性强，能量损失大，导致裂缝延伸距离短，部分油井未能完全穿透污染带。

以往对三叠系油藏的开采都是以水力压裂施工完成，如果油井由于射孔效果不好就会经常出现压不开的现象，继而进行高能气体压裂的辅助施工才能完成。

对侏罗系油藏主要采用射孔后高能气体压裂投产方式，由于部分油井近井污染严重，常规射孔效果不明显，高能气体压裂后也不能有效的沟通油气层，导致投产后油井产量低，为解决这一制约油田发展的问题，实验性的引进双复合射孔技术。

2　双复合射孔技术与常规射孔对比性能特点1）双复射孔器比常规射孔器火药量多：常规射孔器每个火药盒装有15克火药，每支射孔枪装有N发射孔弹时，则装有N-1个火药盒；而每发双复射孔弹都装有推进剂（102FF装25克，127FF装35克，140FF装50克）。

2）双复射孔器火药位置靠近射孔孔眼，而常规射孔器的火药装在两发射孔弹之间离射孔孔眼较远。

3）双复射孔器火药燃气随射流进入射孔孔眼，此时几乎与射孔弹爆轰压力峰值相重合。

而常规射孔器的火药燃气作用要滞后得多，因为火药要在射孔弹爆轰产物造成的高温高压环境下才点燃，此时射孔弹爆轰压力已经下降了，而且大部分火药燃气从泄压孔进入环形空间。

4）双复射孔器的内枪是封闭的，能起到保护枪体的作用，而常规射孔器的弹架不能起到保护枪体的作用。

5）双复射孔器的枪体上仅有盲孔。

常规射孔器的枪体不仅有盲孔还有贯通枪体壁厚的泄压孔，这样就增加了枪内进水使射孔失败甚至炸枪的风险。

6）双复射孔器比复合射孔器装弹牢固，并且装枪炸高也增加，从而提高穿深。

3　选井施工鉴于双复合射孔技术具备的疏松射孔压实带，解除杵堵。

复式射孔弹技术介绍一．常规射孔技术对油气井产能的影响油气井的最终成功——产能和寿命——取决于井筒和地层的联通程度，而这个联通程度首先是通过石油射孔完成的。

石油钻井和完井时固相颗粒堵塞油气井近井带岩体，造成了1.5～2.5米的近井污染带，这是降低油气井产能的主要原因。

图1为近井带污染示意图。

图1 近井带污染示意图石油射孔弹利用炸药的聚能效应原理，当炸药引爆后，在爆轰波的作用下，金属药型罩变形、压垮并向轴线汇聚，形成高温高压的金属射流，对目的物进行侵彻，在射孔枪、套管、水泥固结层和岩层中形成孔道，实现井筒与岩层的联通。

聚能射孔时的高温、高压冲击波会在孔眼周围产生压实带，图2是射孔孔道损害示意图。

在射孔孔道周围的压实区域内，颗粒破碎，大颗粒数量减少，小颗粒增多，颗粒接触较为致密，粒间小碎屑大量增加；连通性较好的大孔隙数量显著减少，且许多孔隙被岩石碎屑堵塞。

压实带的平均厚度为1.20～1.30mm，孔隙度下降幅度为13.06%～21.79%，渗透率下降幅度为71.98%～78.10%。

因此，射孔压实带的存在，降低了油气井的产能。

图2 射孔孔道图此外射孔爆炸所形成的残余物也易堵塞射孔孔道。

靠近罩内表面的金属（约占罩总量的14～20％）形成高速运动的金属射流，其余部分，则形成速度较低的杵体。

杵体在运动过程中部分膨胀、破碎飞散，部分与套管、水泥环、岩石等碎片一起堵塞已射开的孔道。

这种堵塞非常牢固、坚硬，酸化及生产流体的冲刷有也难以将其消除。

由于射孔过程中通常可形成近井污染带和固相堵塞，增大了地层流体流向孔眼的流动阻力，从而降低了油井的生产能力。

二．复式射孔弹的技术原理增效射孔技术，一种将射孔、高能气体压裂两项作业结合在一起，并一次完成的射孔技术。

复式射孔弹是由射孔弹及在前端的高能火药仓组成（如图2）。

其技术原理是：射孔弹起爆后，射孔弹装药爆轰压垮药型罩形成金属射流。

金属射流以数千米每秒的速度射出，在射孔枪、套管、水泥环及油层中射出孔道。

浅谈高能复合射孔技术及其应用一、高能复合射孔技术在低孔低渗储层中的应用原理复合射孔技术是孔缝结合型超深射孔技术，可克服常规射孔的穿深浅、无法突破近井污染带、存在压实伤害等缺陷，可有效破除常规聚能射孔在岩石基体中产生的压实带。

复合射孔技术大大提高射孔孔道附近地层的渗透率，改造低渗、特低渗储集层的效果比常规射孔技术更为明显，并能有效降低施工成本，对提高低孔、低渗油气田产能的效果显著。

复合射孔是射孔和高能气体压裂联合作业。

基本原理是在高强度的射孔枪内，将聚能射孔弹和复合固体推进剂有机地结合，利用火药和炸药两者具有数量级之差的反应速度，在引爆射孔弹的同时，利用导爆索和射孔弹的残余能量激发二次能量复合固体推进剂，在射孔枪内产生极高的气体压力，并在有效控制射孔弹爆轰与复合固体推进剂爆燃的瞬间时间差、压力-时间过程和升压速率的基础上，将两种作用性质完全不同的高能能源有机结合，实现沿不同相位地层射孔和高压气体沿射孔炮眼对地层压裂分步作功。

安装时，将炸药和火药同体安装。

当弹内炸药与火药同时点火后，炸药会首先爆炸，穿透枪身、目的层套管，在油气层部位形成射孔孔眼，火药以略微滞后的燃烧速度（毫秒级），产生高温高压气体通过射孔孔眼进入地层，并在其中建立准静应力场，在高压气体的膨胀挤压和尖劈作用下，产生径向和轴向的裂隙，并向多方扩展延伸在射孔孔道形成多向网状的微裂缝，在近井地带形成孔缝结合型超穿深裂缝体系，深度可达1500mm以上，这样解决了由于穿透半径有限而产生压实带并造成污染的影响，增大了井筒与储层间沟通的长度和面积，改善油层的渗透和导流能力，从而大幅度提高油气井近井带的渗透性能，达到增产的目的。

炸药爆炸后，在井筒周围也会产生压实带。

但随后火药燃烧产生的高温高压气体能形成短暂而高能的冲击波，会在压实带上撑出多条裂缝，从而极大地增加了岩层的渗透率，破除了射孔污染。

二、高能复合射孔技术的特点1、射孔和压裂是同步进行的高能复合射孔在进行引爆环节后，在射孔枪的作用下使复合固体推进剂产生燃烧现象，从而通过燃烧产生高压气体，在高压气体不断聚集的情况下，产生强大的脉冲对孔壁进行加载，在整体的脉冲作用超过岩石能够承载压力破坏点时，石油矿井的周围就会不断地产生裂缝，这样就会增加射孔孔眼与地层沟通的广度，从而对近井地带的地层进行了一定程度的改造，使地层中流体能够向井筒内增加渗透面积，避免了在射孔过程中对地层及周边环境造成的影响。

关于对射孔技术的研究与探讨【摘要】从二十世纪五十年代开始，我国就开始从事射孔作业，经过了五十多年的艰辛的摸索和探究，我国已经取得了显著的成就，无论是从射孔的器材上来说还是从射孔的技术上来说。

但是与世界上的先进国家的射孔技术相比，还是存在很大的差距，面对世界上的如此激烈的挑战，我们就要更加努力。

重视射孔技术的研究，培养相关的射孔人才。

【关键词】射孔技术发展方向引进技术培养1 我国射孔技术的现状经过五十多年的艰辛的努力，我国的射孔技术所达到的水平体现在射孔设备和射孔技术这两个方面。

1.1 射孔设备方面我国在射孔设备方面大多数都使用上了我国自己生产的一体式绞车和数控射孔取心仪，淘汰了过去的旧式的射孔设备，旧式的射孔设备不仅生产效率低，而且存在安全隐患。

一部分的射孔队还使用上了射孔防静电雷管和爆炸丝雷管，这对于射孔的安全进行是非常有必要的。

1.2 射孔技术方面目前，在我国使用的射孔技术有超正压射孔技术、负压射孔技术、过油管张开式射孔技术、复合射孔压裂技术以及水力割缝射孔技术。

其中复合射孔、超正压射孔和水力割缝射孔工艺技术，在我国的一部分的油田中已经取得了不错的成果，进一步发展的潜力很大，可以继续推广应用。

其中负压射孔工艺技术使大部分油田使用的射孔技术，无论是从理论上还是从实践上都已经很成熟。

其中连续油管输送射孔和套管外射孔工艺技术和其他的射孔技术相比，是比较新型的射孔技术，我国要加大对这两个新型技术的研究。

过油管张开式射孔工艺技术很好的解决了过油管穿透浅的问题，可以在没有油管的情况下射孔。

1.2.1超正压射孔技术超正压射孔技术是从九十年代才开始兴起的一项射孔技术。

超正压射孔技术就是在射孔之前进行加压，使压力达到地层的岩石破裂再开始射孔。

采用超正压射孔技术有三个作用，水激压裂作用、造缝作用以及负压作用。

多年的实践证明，超正压射孔技术可以大大的改善初期的完井效果。

1.2.2负压射孔技术负压射孔技术是我国在完井过程中普遍使用的一项技术。

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。