连续油管喷砂射孔技术发展方向探索

张朴

摘 要：近年来连续油管喷砂射孔分段压裂技术是为了解决逐层压裂的技术难题，在研究连续油管水力喷射压裂技术机理的基础上，利用伯努利原理，连续多层段完成压裂和水利射孔，实现水力封隔，不需要另外进行机械封隔。现阶段连续油管喷砂射孔技术方面已经设计研制了相应的水力喷射分层压裂的井下作业工具，并且也通过了喷嘴耐磨性测试和射穿套管实验证明。文章则主要针对连续油管喷砂射孔技术的发展方向进行相应的探索研究。

关键词：连续油管；喷砂射孔技术；压裂；井下工具

引言

连续油管技术的应用于90年代初开始，现阶段仍舊处于开发和研究的初级发展阶段。作为一项正处于石油天然气勘测开发蓬勃发展中的技术，已经在全球范围内应用于钻井、修井、洗井、氮气举升和增产等许多领域。近年来，随着连续油管技术的进一步发展，大管径连续油管车的引进，大大增加了连续油管喷砂射孔压裂技术的可行性。连续油管喷砂射孔压裂技术是应用水利喷砂射孔、水力压裂以及水力隔离等多种工艺于一体的综合型技术，较之常规的水力压裂技术，连续油管喷砂射孔技术可以更加准确的造缝、简化井下作业程序、无需机械封隔、降低作业风险等，适用于薄层、多产层的直井逐层压裂改造。低渗透油田作为我国石油产业稳定发展的重要资源，连续油管喷砂射孔技术对其具有非常重要的意义。

1 水力喷射原理

水利喷砂射孔技术的发展方向是集水利喷砂射孔技术和水力喷射压裂技术于一体的水力喷射压裂技术，它的水动力学的基本原理是，在进行水利喷砂射孔之后，通过两套泵压系统分别向连续油管和同时环空泵入压裂流体完成的喷射压裂技术。

水利喷砂射孔技术是通过地面上的压裂车将有一定浓度的混合磨料经过液体加压，通过油管泵送到井下，经过加压后的混合磨料液体通过喷射工具的喷嘴，将其拥有的高压势能转换为动能，形成高速射流，磨料液体通过这种方式做功射穿套管和进井的地层，从而打出一定深度和直径的孔眼。水利喷砂射孔比较常规的聚能炮弹射孔，它没有形成压实带污染，能够减轻近井简地带的应力集中，能够相应的提高近井简地带的渗透率，穿透近井简污染带，伴随着泄油面积的增大，有助于降低生产中的压降，增大渗流速度，相应的提高了未污染地层流向井简中的量度，从而提高整个油井的产量。

水利喷砂射孔完成之后，由于高速混合流体的冲击作用，使射孔孔道的顶端产生了许多的微裂缝，这些微裂缝降低了地层起裂的压力。射流的继续作用会使喷射管道中增压，同时向环空压力的叠加超过破裂压力后将地层压迫。环空流体在经过高速射流后进入射孔通道和裂缝中，使得那些微裂缝能够充分的扩展，裂缝形成后，高速流体继续喷射进入裂缝和孔道中，每一个射孔通道就形成了一个“射流泵”。在射流出口的附近，流体的压力最低，速度最高，并且不会流向其他地方，环空流体则在这种压差作用下被吸入到地层，用来维持裂缝的继续延伸。只要整个系统中的连续油管和喷射工具不受到损害，就可以实现不用封隔器实现上下分隔，还可以快速多次重复作业，从而缩短作业的周期。

2 水力喷射压裂技术特点

水利喷砂射孔技术中的射孔压裂一体化，能够非常精确的控制穿透裂缝的位置和方位，并且不需要通过封隔器和桥塞等物理设备，便可以实施非常有效的分段压裂。水利喷砂射孔技术的应用采用双流道作业方式，这种工作方式的环空压力低，能够在套管强度较低的场合下有效的工作，这也就增强了套管的使用时间，能够实现井底压裂液特性的瞬间调制，例如泡沫特性、支撑剂浓度和化学浓度等，双流道作业方式也可以灵活控制，在同一口井内，每段裂缝都可以进行定制大小的功能，并且可以采用不同的方式压裂。

喷砂射孔技术的适应性广，能够在裸眼水平井等多种井况中进行作业，井底破裂压力低，作业过程中的无效裂缝少，并且采用分段作业的方式，减小了作业的规模，缩短了作业周期，所以相应的降低了作业的成本。

3 喷砂射孔技术的适用条件

伴随着近年来油田开采难度的加大，这就更加强调应用技术的有效性和经济性。

3.1 低渗透底层水平井作业：低渗透油藏水平井的后续改造是水平井实施的主要难点，这就要求使用能够准确放置裂缝，有效的实施分段作业和射孔压裂一体的喷砂射孔技术。

3.2 老油田薄差油层开发：为挖潜剩余油保持稳产，井筒中分散的多个薄差层开采要求能精确定位，适应大跨距分层作业的低成本的压裂技术。

3.3 老井增产改造的安全施工：水利喷砂射孔压裂技术具有环空压力与井底压力低的特点，可应用于套管与井筒剩余强度有限的老井增产改造，确保井筒安全。

3.4 特殊完井方式对作业技术的要求：裸眼完井、衬管完井、尾管完井等特殊完井方式，使封隔器、桥塞等工具增大了作业难度以及成本，所以本技术能够更好的适应这些特殊的完井方式。

3.5 低渗透未动用储量的经济开采：一般需要压裂，而且由于产能和产量有限要求压裂的成本更低，所以低成本的压裂技术更加适合这种经济开采。

4 结束语

连续油管水力喷砂射孔技术是近年来刚刚发展起来的一种新型的压裂技术，它借助了特殊的喷射压裂工具，从而达到对地层任意位置都可以定点定位压裂改造的目的，具有许多物理设备不具备的作业灵活性，并能够缩短工作周期，减小作业规模，降低作业成本等有点，并且适用于许多传统压裂方式不适合的作业条件，是现阶段石油产业非常看好的一个新技术，但该技术仍旧处于起步阶段，所以它也有许多亟待解决的难题，需要工作人员在不断的努力中进行改造。

参考文献

[1]王步娥，舒晓晖.水力喷射射孔技术研究与应用[J].石油钻探技术，2005，33（3）：51-54.

[2]赵彦整，刘方玉.水力喷射射孔效果初探[J].测井技术，2002，26（1）：86-88.

[3]胡风涛.水力喷射射孔工具的研制与应用[J].石油机械，2000，28（10）：39-46.

[4]邓建新.新型陶瓷喷砂嘴的制备及其应用[J].工具技术，2005，39（3）：31-33.

[5]牛继磊.水力喷砂射孔参数实验研究[J].石油钻探技术，2003，31（2）：14-16.