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射孔方式与射孔效应浅析论文
［摘要］文章浅析当前常用射孔方式和工艺对射孔效应的影响，综合考虑射孔技术、地质情况及其他来选择最佳的射孔设备及方式，从而使射孔对产层的损害最小，达到能获得理想产能的目的。
［关键词］射孔方式；储层；产能；高孔密；深穿透
当前，中国石油射孔行业，普遍把射孔的穿透能力看作衡量射孔技术高低的一个最重要的技术指标，但在长期的实际工作中可以看到良好物性的油气藏，用低穿透的射孔弹也能达到很好的产能。而物性很差的地层，即使用大药量射孔弹，甚至复合射孔都不能改变其干层和差油层的结局，最后实施大型水力压裂，来勉强维持工业油流。选择合适的射孔方式和工艺，对油气井产能有直接的影响。
一、射孔工艺技术与储层类型结合情况
面对射孔技术的飞速发展，射孔方案设计人员没有将射孔工艺技术与储层类型很好地结合起来，导致射孔技术使用的不合理，降低了油气田的产量，甚至降低了油气层的采收率。因此，进行优化射孔设计，使射孔器材和射孔工艺与地下情况及工程作业挂上钩，才能有利于提高地质和工程效果，拓展射孔的生存发展空间，最终实现产层的产能最大化。
射孔可以根据目地层情况，确定射孔方式。按岩性划分成：出砂地层射孔系列、砂泥岩地层射孔系列、裂缝地层射孔系列、需改造地层射孔系列；按井的性质分：勘探井射孔系列、开发井射孔系列；按地层产能分成：低产井射孔系列、普通井射孔系列、高产井射孔系列；按井身结构分成：直井射孔系列、大斜度井射孔系列、水平井射孔系列、分支井射孔系列等。按套管直径分成：大套管射孔系列、普通套管射孔系列、小套管井射孔系列。按物性分为气体地层射孔系列，稀油层射孔系列、稠油层射孔系列、水层射孔系列。按地层压力分成：高压井射孔系列、低压井射孔系列、常压井射孔系列等。
二、射孔工艺技术选取分类原则
1.稠油油藏射孔：原油粘度高、携沙能力强、防沙难度大，可以采用高孔密大孔径射孔器。根据地层污染程度，选取能穿透污染带的射孔弹，配套射孔工艺：电缆输送射孔工艺（对于常规井没有特殊要求的）；油管输送射孔工艺（对于气层、斜度大于30°的井）；水平井射孔工艺（对于水平井），对有些出砂地层，就需要防砂射孔：防砂射孔目前有大孔径射孔、大孔径+高孔密射孔、高孔密射孔、填充式射孔，114、140等大孔径、高孔密、深穿透射孔新技术的应用为填充防砂工艺提供了有利条件；还可以和挤注工艺配合进行化学防砂射孔等。
2.稀油藏和水层射孔：以深穿透为代表，根据不同井深情况选择合适的射孔器材和工艺方法。
3.裂缝性及微裂缝地层射孔：裂缝性地层由于储油的特殊性，只有裂缝和井眼有效连通才能产液。如果有个射孔孔眼不在裂缝上，就是无效孔眼。对于裂缝的方向等参数掌握不够，就会有很多的无效孔眼。无效孔眼多不但会降低产量，还会降低采收率，需要采用特殊的射孔工艺，才能达到高产，如定方位射孔，或者采用高孔密30°相位角射孔器。如果以30°相位角进行射孔，那么每个方向将有2发，对于主要依靠压裂裂缝和地层孔隙产油的低孔低渗地层，即使不进行定方位射孔，使用该型射孔器，也至少有2～6发射孔弹基本对准地层自然裂缝发育方向或主应力方向。且无论射孔器处于何种姿势，也就是说，客观上总有几个孔眼形成了定向射孔，客观上满足了水力压裂和产油的需要。
4.低孔低渗致密地层射孔:采用常规射孔+水力压裂、复合射孔和超正压射孔。
不同孔隙度情况下推荐的射孔方式如下表：
三、地层物性特征与射孔方式的初步探讨
1.当地层孔隙度在15%以下，测井计算渗透率0.1～10毫达西时，实践证明压裂后仍然可以出油，那么可以认为压裂后可动油主要储集在地层的压裂裂缝和自然定向裂缝附近的地层孔隙之中，射孔的目的主要是寻找裂缝或地层主应力方向，从而提高压裂成功率。应用高相位/高孔密射孔器就容易实现此目的。
2.当孔隙度在15%～25%时，测井计算渗透率10～100毫达西时，地层液主要存在于地层岩石孔隙中，那么适当的深穿透或小型压裂，可以减少钻井、固井及射孔自身对井筒附近形成压实和污染，其产能和射孔穿透深度的关系用现在流行的优化射孔软件加以描述已比较贴切。
3.当孔隙度在25%以上，测井计算渗透率100毫达西以上时，地层物性已经较好，如果地层胶结较弱则会导致出砂，射孔的穿透深度对产能影响变得较弱，考虑成本因素，可以采用普通YD-89、YD-102型射孔器就能满足要求，而且都会获得较好的产能。如果地层压力较高，应考虑采用油管传输射孔，不执行压裂。地层出砂可考虑防砂射孔器，并配合其他防砂工艺措施。
当渗透性能更好时，射孔深度对产能的影响低于射孔孔眼和孔密对产能的影响，采用高孔密射孔器、BH系列大孔径、超大孔径射孔器，以追求产能最大化，可不压裂。如果地层压力较高，必须采用油管传输射孔。对于稠油油藏，可以采用高孔密大孔径射孔器。
四、两种新射孔工艺的浅析
定方位射孔、多脉冲复合射孔是在聚能射孔的基础上实现改造储集层、提高产能而发展起来的新技术，其原理新，操作方便，在对裂缝发育的致密层的改造中具有独到的作用。
1.定方位射孔。定方位射孔是对常规射孔工艺的完善和补充，其可以解决裂缝性油气层常规射孔孔眼有效率低和压裂难的问题。低渗透致密随储层勘探开发采用水力压裂增产措施时，由于水力压裂产生的裂缝方向总是垂直于地层最小水平应力方向，若射孔孔眼方向与地层最小主力方向不垂直，水力压裂所产生的裂缝，沿射孔孔眼方向前进一段距离后就会发生偏转，影响水力压裂的效果，这就要求射孔孔眼的方向与地层最小应力方向垂直。井眼周围有断层存在，采用常规的射孔工艺技术射孔后，断层方向有射孔孔眼时，水力压裂极易与断层连通，导致水力压裂无效，这就要求背向断层射孔。储层中存在天然裂缝，要求射孔孔眼垂直于裂缝发育方向，尽可能与天然裂缝沟通。现在，随着地应力研究的深入和测井技术的发展，可以判断地应力方向和裂缝的走向，为定方位射孔创造了先决条件。
2.多脉冲复合射孔技术。在聚能射孔弹被引爆的同时，高能钝感火药也被引燃，由于爆轰与燃烧的速度差一个数量级，因此形成有一定时间差的压力脉冲，在射孔弹爆轰射流形成射孔孔向在层加载，不但对孔眼形成冲刷作用，对射孔压实带进行改造，提高孔道的渗透性，还能使射孔孔道以裂缝形式向前延伸扩展，形成多条多方位裂缝，提高射孔作用半径，从而达到改善产层与井眼之间的连通性，增加渗流面积，提高油气井产能的目的。多脉冲复合射孔技术具有效率高、成本低、施工简便、对地层无污染、沟通更多天然裂缝等诸多优点，与传统爆炸压裂和水力压裂相比优势明显。根据地面实验数据统计，复合射孔后孔眼加深3～5倍，孔径加大0.5～1倍，产生裂缝深度3～7M，适用于低孔渗致密砂岩地层，对于沟通天然裂缝、降低地层破坏裂压力有明显效果。
五、结论
对于好的储集层，射孔的研究重点主要放在工艺及如何更好发挥地层产能上；对于特低孔低渗地层（包括裂缝、微裂缝地层），射孔的重点应该放在射孔与压裂（水力压裂和高能气体压裂）复合的问题上；只有中等物性的地层，射孔的主要目的才放在射孔穿透深度上。选择合适的射孔方式和工艺，对提高油气井产能是必要的。
［参考文献］
［1］张琪.采油工程原理与设计［M］.东营:石油大学出版社,2009.
［2］颜卫军,孙新波.国内外射孔技术发展概述［J］ .测井与射孔,2000,4（3）.
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