袖套式推进剂射孔技术在特低渗油田的应用

杜 勇，李积祥，张 丽，侯洪涛，刘 健

（1.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营 257000；2.中国石化胜利油田分公司桩西采油厂）

袖套式推进剂射孔技术在特低渗油田的应用

杜 勇1，2，李积祥2，张 丽2，侯洪涛2，刘 健2

（1.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营 257000；2.中国石化胜利油田分公司桩西采油厂）

桩西油田的特低渗透砂岩油藏开发中普遍存在产能下降快、注水压力高和解堵效果差的问题，因此引进了袖套式推进剂射孔增产、增注技术，该技术主要是通过射孔弹产生的金属热流引燃周围枪身上的推进剂药柱，产生大量的高温高压气体进入地层，对地层进行压裂，并产生多条径向裂缝，从而达到增产、增注的目的。2011年该技术在桩西油田实施3井次，有效解决了特低渗油田产能下降快、注水压力高和解堵效果差的难题。

特低渗油田；袖套射孔技术；增产增注技术；桩西油田

胜利油田桩西采油厂所开发的特低渗油藏具有油藏类型多、地质构造复杂、储层岩性变化大、物性差、埋藏深等特点，由于大多数的特低渗油藏储层敏感性较强，钻井、修井、油井生产及水井注水过程容易对地层产生伤害，造成了低渗区块采油速度和采出程度处于较低的开发水平。对特低渗油藏油水井的这些伤害，目前也多次采取了酸化等化学解堵工艺，但这种伤害用化学方式很难解决，主要是因为：①酸化主要用于解除地层污染堵塞，但在改善储层渗流能力方面的作用十分有限；②低渗油藏酸化时压力较高，有可能超过地层破裂压力而产生微裂缝，使酸液顺着裂缝进入地层，不能进入储层空隙解除污染，酸化后微裂缝闭合，污染仍未得到有效解除；③低渗油层由于孔喉半径小、井深等原因，酸化后排液困难，容易产生二次沉淀，影响酸化效果。

针对以上问题，桩西采油厂引进了袖套式推进剂射孔技术，并在桩西特低渗油藏实施了油水井解堵增产增注试验，在现场应用后取得了明显的增产、增注的效果。

1 技术原理及特点［1－5］

1.1 技术原理

袖套式推进剂射孔技术就是在射孔枪管外套装推进剂药柱，利用射孔弹产生的金属热粒子引燃射孔枪外套装的推进剂，推进剂燃烧产生大量高温高压气体，直接作用于射孔孔眼，对射孔孔眼进行冲刷，对地层实施压裂，在孔眼周围地层中产生多条径向裂缝，并直接在目的层段伴随热化学作用。

（1）聚能效应：高温高压气体能量产生大孔径、长孔道孔眼，深穿透压裂地层产生宽长裂缝，裂缝长度达到5 m以上。

（2）造缝作用：袖套式推进剂射孔技术的压力加载速率高，在井筒周围形成射孔相位上的几条可控裂缝，沟通原生裂缝，产生次生裂缝，形成多裂缝体系，增加近井地带泄油面积，提高流体流动效率。

（3）解堵作用：射孔枪外套装多节火箭推进剂药环，多次爆燃，产生多次压力波峰，脉冲振荡压裂地层，沟通近井地带及地层裂缝，解除裂缝内堵塞物，从而提高油井产量和水井注水量。

（4）热力作用：火药燃烧时释放出大量热量，可提高井下温度，可溶解近井地带的蜡质和沥青质，解除油层孔道的堵塞，改善地层流体物性和流态，提高储层的驱油效率。

1.2 技术特点

（1）对地层无伤害，有利于储层保护。

（2）大大提高了高温高压气体的能量利用率和压裂效果，提高射孔的效果，加大加深射孔通道。

（3）高能气体压裂的作用使地层产生不受地层主应力约束的多条径向垂直裂缝及丰富的微裂缝网，有效提高地层的渗透导流能力。

（4）简化了施工工艺，提高了完井效率，改善了初始完井效果。袖套式推进剂射孔技术将射孔及高能气体压裂两步合一。压裂弹产生的高能气体对射孔孔道的持续压裂和冲刷，解决了造缝、解堵、诱喷等一系列问题，减少了地层伤害，大大改善了初始完井效果。

（5）可以采用多级起爆的方式实现多层一次射孔，且保证每个层段都有推进。

（6）对套管无损伤，降低作业压力，提高了作业的安全性。

（7）射孔器尾部加装存储式压力－时间记录仪器，能对井筒内液体的压力变化进行记录和存储，从而可以完整记录射孔的全过程，并可根据P－T曲线进行装药结构的调整。

2 使用范围和选井条件

2.1 使用范围

袖套式推进剂射孔技术主要解决：①钻井过程中深度污染的油气层的解堵；②生产井解堵处理、注水井降压增注；③天然裂缝较发育及水敏酸敏油层的改造。

2.2 选井条件

（1）适用于脆性的中低渗地层，对灰岩、白云岩、泥质含量小于25%的砂岩特别适用。

（2）适用于低压油气层，其对裂缝的产生可取得远远优于负压射孔的效果。

（3）射孔井段套管质量、套管固井质量良好。（4）水层间隔层厚2 m以上。

3 现场应用效果

2011年该技术在桩西采油厂特低渗油藏共实施3井次，其中油井1井次，水井2井次，实施后取得了明显的增产、增注效果。

桩59－16井生产层位是沙三下第二套油层，井段是3 518～3 534 m，共射开2层8.3 m，该层段物性较差，渗透率（7.26～40.38）×10－3μm2，孔隙度12.6%～14.5%。该井于2007年11月投产，投产初期生产正常，但是产量下降较快，因此2011年5月实施袖套式推进剂射孔增产技术，实施后日产液从措施前的6 m3上升至21 m3，日产液增加15 m3；日产油从措施前的0.5 t上升至8 t，日增油达到了7.5 t，截至目前累计增油1 260 t，实施后取得了理想的增油效果。

桩59－11井2007年10月投产，2008年1月转注，注水层位是沙三下第二套油层，井段3 508.3～3 536.4 m，共射开2层23 m，渗透率（21.02～35.3）×10－3μm2，孔隙度13.3%～14.9%。由于储层物性差，转注初期注水效果就比较差，并且经多次酸化增注，增注效果不理想。分析认为该井酸化增注效果不理想以及注水差的主要原因不是储层污染，而是储层物性差，启动压力高导致的，因此2011年8月实施袖套式推进剂射孔增注技术。开井后注水油压从38 MPa下降至35 MPa，日注水量从措施前的不吸水增加到50 m3，达到了地质注水要求，截至目前继续有效，取得了比较理想的增注效果。

4 结论

（1）在特低渗区块，对于因储层物性差的油水井，可采用井下袖套式推进剂射孔增产增注技术。该技术能够产生丰富的微裂缝网，增加渗流通道，可有效提高增产、增注效果。

（2）与以往单纯采用酸化解堵相比，袖套式推进剂射孔技术减少了二次储层伤害，同时拓宽了解堵技术的应用范围，是特低渗油层的一种有效解堵措施。

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［3］张杰，张伟峰，宋和平，等.多脉冲高能气体压裂－二氧化氯复合解堵技术研究［J］.西安石油学院学报（自然科学版），2003，（3）：21－24.

［4］田和金，张新庆，张杰，等.液体药高能气体压裂技术［J］.天然气工业，2004，（9）：75－79.

［5］吴晋军，张荣，陈周.强脉冲酸化压裂同步复合技术研究与应用［J］.石油矿场机械，2007，（3）：41－44.

编辑：李金华

TE357

A

1673－8217（2012）03－0107－02

2011－12－05

杜勇，1970年生，1992年毕业于西北大学地质系，2008年获长江大学工程硕士学位，中国石油大学（华东）油气田开发工程专业博士研究生，主要从事采油工艺方面研究工作。