一種注液加壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，該方法是將低滲透油氣儲(chǔ)層孔隙和微裂縫利用潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑達(dá)到飽和狀態(tài)，當(dāng)潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑侵入到一定區(qū)域后，向井下下放裝有泄壓腔的射孔槍，在相同位置處進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔，射孔孔道內(nèi)由負(fù)壓引起的涌流能夠完全有效的將射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶和碎屑清理干凈，克服了低滲透油氣儲(chǔ)層內(nèi)在一次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔后僅僅是靠近井筒段射孔孔道的壓實(shí)帶能夠得到清除；在低滲透油氣儲(chǔ)層的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔中，應(yīng)用了潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，能夠有效提高油氣儲(chǔ)層滲透率，避免由于動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔引起的射孔孔道附近未破壞儲(chǔ)層巖石內(nèi)的孔道破壞以及“水鎖”引起滲透率的降低。
【專利說明】
_種注液加壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明技術(shù)涉及為提高低滲透油氣儲(chǔ)層的油氣采收率而進(jìn)行注液加壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，特別適用于低滲透含氣儲(chǔ)層的射孔完井。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)是一種能夠清理射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶和碎肩、提高油氣采收率的完井手段。其特點(diǎn)在射孔槍鄰近裝有一個(gè)泄壓腔，在射孔槍引爆時(shí)，同時(shí)引爆泄壓腔實(shí)現(xiàn)通孔。泄壓腔通孔后引起的負(fù)壓使射孔孔道內(nèi)的金屬射流碎肩和破碎巖石隨壓力波動(dòng)引起的涌流進(jìn)入到套管內(nèi)和減小射孔孔道內(nèi)壓實(shí)帶的厚度，減小由于射孔作業(yè)引起地層滲透率的降低。但是現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)并不能完全適用于任何油氣儲(chǔ)層情況，如致密低滲透含氣砂巖儲(chǔ)層，負(fù)壓引起的涌流并不能完全拖拽射孔孔道壁上具有一定壓實(shí)程度的壓實(shí)帶。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是阻礙破碎巖石壓實(shí)帶發(fā)生位移的剪切強(qiáng)度高，尤其是壓實(shí)帶與未破壞的巖石垂向拉伸強(qiáng)度大，連接結(jié)合緊密。但是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)含有飽和液體的巖石在進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔時(shí)，能夠有效清理射孔孔道上的壓實(shí)帶。這主要是由于在泄壓腔的作用下，迅速產(chǎn)生的負(fù)壓相當(dāng)于在射孔孔道壁上立刻卸載，孔隙和微裂縫內(nèi)受到壓縮的流體壓力釋放，導(dǎo)致壓實(shí)帶在壓力釋放時(shí)立刻脫離未破碎的地層巖石，即壓實(shí)帶在涌流作用下受到未破壞巖石作用的剪切力近似為零，能夠完全清理射孔孔道內(nèi)破碎的碎肩和壓實(shí)帶。
[0003]由此可知，利用動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)對(duì)一定的油氣儲(chǔ)層段進(jìn)行射孔，能夠?qū)⑸淇卓椎乐械膲簩?shí)帶清理干凈，減小滲透率降低程度。但動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)并不能適用于所有的油氣儲(chǔ)層，尤其是低滲透含氣儲(chǔ)層，由于負(fù)壓引起的涌流只能將射孔孔道靠近井筒或水泥環(huán)附近的破碎巖石壓實(shí)帶和碎肩清理干凈，在遠(yuǎn)離井筒處大部分射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶并不能被清理干凈，此段長(zhǎng)度的孔道內(nèi)破碎巖石壓實(shí)后部分封堵了氣體滲流出的孔道，極大的降低滲透率。因此需要開發(fā)一種技術(shù)不僅能夠適用于一般油氣儲(chǔ)層的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)，更能適用于完全清理低滲透油氣儲(chǔ)層(尤其是砂巖儲(chǔ)層)射孔孔道內(nèi)壓實(shí)帶和碎肩動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)，確保經(jīng)過實(shí)現(xiàn)射孔后的巖石滲透率變化影響極小，提高油氣采收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，該方法是將低滲透油氣儲(chǔ)層孔隙和微裂縫利用潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑達(dá)到飽和狀態(tài)，有效的提高油氣儲(chǔ)層的滲透率。當(dāng)潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑侵入到一定區(qū)域后，向井下下放裝有泄壓腔的射孔槍裝置，在第一次射孔位置處再進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔，可以完全有效的將射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶和碎肩清理干凈，極大的提高了油氣采收率。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，采用裝有低密度射孔彈的射孔槍通過線纜下放到油氣儲(chǔ)層射孔段進(jìn)行射孔。射孔彈引爆后產(chǎn)生的金屬射流擊穿射孔槍殼體、套管、水泥環(huán)，隨后侵入到油氣儲(chǔ)層巖石中，實(shí)現(xiàn)地層與套管內(nèi)的流體相通;第一次射孔后，射孔彈爆炸產(chǎn)生的高壓氣體引起的壓力恢復(fù)到正常壓力后，通過線纜取出套管內(nèi)的射孔槍;通過輸液管向射孔段底部注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，具體的注入量要根據(jù)射孔段的長(zhǎng)度以及射孔段地層的孔隙度和滲透率決定;注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑后，通過井口向地層增壓，將潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入地層中，使在井筒附近處2m的地層孔隙和微裂縫處于飽和狀態(tài);打開井口，提出潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管，并及時(shí)向受到第一次射孔的油氣儲(chǔ)層段下放帶有泄壓腔的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍裝置，引爆射孔彈，并同時(shí)引爆泄壓腔內(nèi)的沖空彈，進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔作業(yè);射孔后壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)后，通過線纜取出動(dòng)態(tài)負(fù)壓裝置。
[0006]更進(jìn)一步的，上述的第一次裝有低密度射孔彈的射孔槍可根據(jù)螺旋射孔和定方位射孔兩種情況布置。定方位射孔井筒方向布置間距不能小于0.Sm，避免在注液增壓后，下放動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍裝置時(shí)，在地層壓力下潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑從地層中流入井筒。
[0007]更進(jìn)一步的，上述的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑分為適用于低滲透砂巖親水油層的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑和適用于低滲透砂巖親水氣層的氣潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑。
[0008]更進(jìn)一步的，上述的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑的注入量是通過套管內(nèi)液柱高度表征，其至少是射孔段厚度的120倍。
[0009]更進(jìn)一步的，上述注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑后，通過井口向地層增壓，增壓后的井口壓力應(yīng)保持一個(gè)恒定值，約大于地層壓力的5MPa，持續(xù)時(shí)間小于套管內(nèi)注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑完全滲入地層的時(shí)間。
[0010]更進(jìn)一步的，上述下放的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍裝置，裝入的射孔彈密度不能太高，避免引爆后產(chǎn)生的壓力破壞套管，以及水泥環(huán)，以防止大量碎肩堵塞射孔槍與套管的環(huán)空區(qū)域，影響射孔孔道內(nèi)碎肩的清理。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為:
[0012]本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)低滲透油氣儲(chǔ)層進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔后射孔孔道內(nèi)的涌流能夠?qū)⒖椎辣谏系膲簩?shí)帶和碎肩清理干凈，克服了低滲透油氣儲(chǔ)層在經(jīng)過一次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔后僅僅是靠近井筒段的射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶能夠得到清除;在低滲透油氣儲(chǔ)層的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔中，應(yīng)用了潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，能夠有效提高油氣儲(chǔ)層滲透率，避免由于動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔引起射孔孔道附近未破壞儲(chǔ)層巖石內(nèi)的孔道破壞以及“水鎖”引起滲透率的降低。
【附圖說明】
[0013]圖1為裝有低密度射孔彈的常規(guī)射孔示意圖，其中，1、油氣儲(chǔ)層射孔段巖石，2、小I米射孔彈，3、射孔槍殼體，4、套管內(nèi)壓井液，5、套管，6、水泥環(huán)，7、射孔彈支架，8、線纜，9、射孔孔道，1、常規(guī)射孔槍腔體。
[0014]圖2為潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入油氣儲(chǔ)層示意圖，其中，1、油氣儲(chǔ)層射孔段巖石，4、套管內(nèi)壓井液，5、套管，6、水泥環(huán)，9、射孔孔道，1，潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管，11，潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑。
[0015]圖3為裝有高密度射孔彈的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔示意圖，其中，1、油氣儲(chǔ)層射孔段巖石，
3、射孔槍殼體，4、套管內(nèi)壓井液，5、套管，6、水泥環(huán)，7、射孔彈支架，8、線纜，9、射孔孔道，
11、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，12、大I米射孔彈，13、沖空彈，14、動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔孔道，Π、動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍腔體，m、泄壓腔。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，在低滲透油氣儲(chǔ)層巖石I進(jìn)行完井，井筒內(nèi)含有一定高度的壓井液4。在射孔槍I內(nèi)，將小I米射孔彈2安裝在支架射孔彈支架7上，進(jìn)行螺旋射孔或定方位射孔，可根據(jù)實(shí)際需要選用螺旋支架或定方位支架。在裝有低密度射孔彈的射孔槍安裝后，利用線纜8將射孔槍下放到油氣儲(chǔ)層射孔段進(jìn)行射孔，引爆射孔彈后，產(chǎn)生的金屬射流擊穿射孔槍殼體3、套管5和水泥環(huán)6后，侵徹油氣儲(chǔ)層巖石I后，會(huì)產(chǎn)生一定深度的射孔孔道9。
[0018]在裝有低密度射孔彈的射孔槍進(jìn)行射孔結(jié)束后，通過線纜8進(jìn)行提槍作業(yè)，下放潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管10至射孔段底端一段距離，向下注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑11，注入量根據(jù)射孔段高度決定，一般至少在井筒高度上是射孔段高度的120倍以上。注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑結(jié)束后，向井內(nèi)加壓，壓力一般約高于地層壓力5MPa，潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑11通過第一次常規(guī)射孔得到的射孔孔道9侵入到油氣儲(chǔ)層射孔段巖石I，將油氣儲(chǔ)層射孔段巖石I靠近井筒附近區(qū)域的氣體或液體驅(qū)使到遠(yuǎn)離井筒處區(qū)域，靠近井筒處附近區(qū)域油氣儲(chǔ)層巖石的孔隙和微裂縫完全被潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑填充，如圖2中陰影區(qū)域。
[0019]將部分潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入射孔段地層后，提出潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管，將帶有射孔腔Π和泄壓腔m的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔裝置通過線纜8輸送到井下油氣儲(chǔ)層射孔段。射孔槍中射孔腔Π裝有高密度的大I米射孔彈12，泄壓腔m內(nèi)裝有一定數(shù)量的沖空彈13，在射孔彈引爆時(shí)同時(shí)引爆沖空彈，實(shí)現(xiàn)泄壓腔腔體開孔，增大泄壓面積。沖空彈的數(shù)量可以根據(jù)泄壓腔泄壓面積計(jì)算得到。大I米射孔彈12引爆后，會(huì)發(fā)生金屬射流侵徹油氣儲(chǔ)層巖石產(chǎn)生射孔孔道，但是由于泄壓腔m的存在，射孔孔道內(nèi)的負(fù)壓引起的涌流將射孔孔道內(nèi)的壓實(shí)帶和碎肩能夠完全清理干凈。
[0020]本發(fā)明方法實(shí)施過程有以下幾個(gè)步驟:
[0021]步驟(1)、將裝有低密度的小I米射孔彈的射孔槍通過線纜下放到井下油氣儲(chǔ)層射孔段進(jìn)行常規(guī)射孔作業(yè)，實(shí)現(xiàn)井筒與地層的連通。
[0022]步驟(2)、對(duì)地層進(jìn)行常規(guī)射孔之后，通過線纜將射孔后的射孔槍從井下提出，并將潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管下放到井下。軟管末端需要下放到射孔段以下一段距離后，利用高壓將潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入到井筒中，隨著井筒中潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑的增加，液柱高度逐漸上升，將壓井液頂?shù)骄驳纳喜俊?br>[0023]步驟(3)、輸送一定量的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑后，立刻向井下加壓，壓力一般約大于地層壓力5MPa。在持續(xù)一段加壓之后，潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑驅(qū)離井筒較近處的油氣儲(chǔ)層孔隙和裂縫內(nèi)的氣體和液體，使孔隙和裂縫充滿潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑并處于飽和狀態(tài)。
[0024]步驟(4)、當(dāng)潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入地層后，提出潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管，將動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔裝置下放到油氣儲(chǔ)層射孔段進(jìn)行第二次射孔，井筒內(nèi)壓力恢復(fù)穩(wěn)定后利用線纜將動(dòng)態(tài)負(fù)壓裝置提出井筒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:采用裝有低密度射孔彈的射孔槍通過線纜下放到油氣儲(chǔ)層射孔段進(jìn)行射孔，射孔彈引爆后產(chǎn)生的金屬射流擊穿射孔槍殼體、套管、水泥環(huán)，隨后侵入到油氣儲(chǔ)層巖石中，實(shí)現(xiàn)地層與套管內(nèi)的流體相通;第一次射孔后，射孔彈爆炸產(chǎn)生的高壓氣體引起的壓力恢復(fù)到正常壓力后，通過線纜取出套管內(nèi)的射孔槍;通過輸液管向射孔段底部注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，具體的注入量要根據(jù)射孔段的長(zhǎng)度以及射孔段地層的孔隙度和滲透率決定;注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑后，通過井口向地層增壓，將潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑壓入地層中，使在靠近井筒附近處的地層孔隙和微裂縫處于飽和狀態(tài);打開井口，提出潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑輸送軟管，并及時(shí)向第一次射孔段下放帶有泄壓腔的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍裝置，引爆射孔彈，并同時(shí)引爆泄壓腔內(nèi)的沖空彈，進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔作業(yè);射孔后壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)后，通過線纜取出動(dòng)態(tài)負(fù)壓裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:所述的第一次裝有低密度射孔彈的射孔槍可根據(jù)螺旋射孔和定方位射孔布置，定方位射孔井筒方向布置間距不能小于0.Sm，避免在注液增壓后，下放動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔裝置前，在地層壓力下，潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑從地層中流入井筒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:所述的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑分為適用于低滲透砂巖親水油層的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑和適用于低滲透砂巖親水氣層的氣潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:所述的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑的注入量通過套管內(nèi)液柱高度表征，其至少是射孔段厚度的120倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:所述注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑后，通過井口向地層增壓，增壓后的井口壓力應(yīng)保持一個(gè)恒定值，約大于地層壓力5Mpa，持續(xù)時(shí)間小于套管內(nèi)注入潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑完全滲入地層的時(shí)間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注液增壓二次動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔方法，其特征在于:上述下放的動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔槍，裝入的射孔彈密度不能太高，避免引爆后產(chǎn)生的壓力破壞套管，以及水泥環(huán)，防止大量碎肩堵塞射孔槍與套管的環(huán)空區(qū)域，影響射孔孔道內(nèi)碎肩的清理。
【文檔編號(hào)】E21B43/119GK106050193SQ201610625726
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月2日
【發(fā)明人】咸玉席, 盧德唐, 劉建武, 溫杰雄
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)