高能气体爆燃压裂复合解堵技术在下寺湾油田的应用与效果分析

高能气体爆燃压裂复合解堵技术在下寺湾油田的应用与效果分析
摘要：油田开发进入中后期以后，随着油水井措施的增多，不可避免的会造成油井近井地带的污染和堵塞，使油层的渗透率降低，油井产量下降或停产。

为了改善低产低渗透油井的开发效果，必须采取一种行之有效的增产措施来恢复和改善地层的渗透性。

本文介绍了高能气体压裂的增产增注机理，高能气体在压裂过程中的机械作用、脉冲冲击波作用、热效应和化学作用以及高能气体压裂的优缺点，对高能气体压裂在下寺湾采油厂的应用效果进行了对比和分析，认为高能气体压裂是油田的生产开发中一个有效的增产增注手段，能获得良好的经济效益。

关键词：高能气体固体火箭推进剂解堵效果分析
一、绪论
高能气体压裂技术始见于上个世纪80年代后期，最先进行可行性研究的是美国和前苏联。

在机理研究的基础，两国先后进行了现场运用，取得了较为明显经济效益和增油效果。

其后，美国将其做为储备技术，前苏联因为解体而放弃进一步的研究与运用。

80年代后期伴随改革开放和邓小平的科学技术是第一生产力的理论，国人开始走出国门，学习西方的科学技术，广泛引进现场与实用技术。

在这个大环境下，由前苏联引进了高能气体压裂技术并在大庆油田推广应用，取得了显著的效果。

但是，前苏联不能转让技术只可以在国内应用的条框极大地限制了这项技术的推广应用。

二、高能气体爆燃压裂复合解堵技术
1.高能气体爆燃压裂复合解堵概况
1.1 简介
用固体火箭推进剂或液体的火药，在井下油层部位引火爆燃（而不是爆炸），产生大量的高温高压气体，在几个毫秒到几十个毫秒之内将油层压开多条长达2-5m辐射状的裂缝，爆燃冲击波消失后裂缝并不能完全闭合，从而解除油层部分堵塞，提高井底附近地层渗透能力，这种工艺就是高能气体爆燃复合解堵技术。

1.2工艺原理
爆燃弹的构造：高能气体爆燃弹由点火装置、引爆系统、密封系统、火箭推进剂、氧化剂外壳五部分组成。

高能气体爆燃复合解堵原理：由雷管引爆导爆索——由导爆索引爆点火药
——由点火药熔化密封系统点燃火箭推进剂做径面燃烧，使其介于燃烧与爆炸之间以毫秒级作功，产生大量的气体与高温，通过射孔孔道进入地层，在大于地层倔强系数的情况下作水平面放射状造缝，其缝隙长度受地层物性决定，高压高温气体所产生的缝隙可以对近井地带由于各种因素所造成的堵塞进行有效的解堵（如：蜡质、沥青质、结垢等），从而改善了近井地带的渗流条件，扩大了油井的泄油半径，达到了提高采收率及单井产能的目的。

1.3 作用机理
1.3.1利用高加载速率的气体压力形成径向裂缝体系，解除污染、沟通天然裂缝；
1.3.2火药燃烧时释放出大量的热量，在绝热条件下可使气体达到千度，这些热量可溶解近井地带的蜡质和沥青质，解除油层孔隙堵塞，改善流体物性和流态；
1.3.3火药燃气中含有大量的CO、CO2、N2、HCL等气体，遇水后形成酸液，对近井地带有酸化解堵作用；
1.3.4高能气体压裂在裂缝延伸过程中，总伴随着压力脉冲波动过程，这种振动脉冲有利于解除机械杂质堵塞，同时在脉冲载荷作用下，可改变原油结构、降低原油粘度，还可以减少岩层中孔隙界面张力。

2.高能气体爆燃压裂复合解堵的方法：
结合油井的动态资料和静态资料，主要针对三叠系延长组长2油层（主力油层），初期产量较高稳产时间相对较短，降产幅度较大的油井，进行复合解堵。

其基本方法为：①在原射孔段进行加密补孔，增加目的油层的泄压孔道；②配制洗井液及解堵剂，进行清洗解堵；③高能气体爆燃形成的放射状裂缝，可以再次有效的对原有裂缝的沟通，同时将解堵剂推向油层深部，从而达到解堵的目的。

3.高能气体爆燃压裂复合解堵技术作用
3.1 机械作用
高能气体压裂的机械作用指的是其造缝作用，它是该技术最直接有效的作用形式。

火药或推进剂燃烧产生的高压气体，会在井筒内迅速建立起高压区，在超过岩石的破裂压力的条件下，这种较高的加载速率导致在地层中形成辐射状的径向多条裂缝体系，不仅穿透近井地带污染区，使导流能力大大提高，而且增加了沟通地层天然裂隙的机会。

由于裂缝不都是在垂直于地层的最小主应力方向，裂缝面上的切应力不为零，一旦裂开就会错动而不会闭合。

其次压力超过一定限度后，岩石会产生塑性变形，所以当压力下降后仍有残余裂缝。

高能气体压裂造缝作用的关键技术在于，通过储层岩石性质和施工参数匹配来控制合适的压力脉冲，使其具有合适的压力上升速率和峰值压力。

这样既可产生期望的径向多裂缝
体系，又不致于造成对油气井的破坏。

4.高能气体爆燃压裂技术特点
4.1可控的连续多脉冲的作用使地层产生多条不受地层主应力约束的多条裂缝，并形成较长的裂缝体系，有效提高地层的渗透导流能力。

4.2较强的振动增产和热化学作用，彻底解除有机堵塞，提高了改造地层的效果。

4.3能有效降低地层破裂压裂，可与酸化、水力压裂结合，满足特殊岩层的破岩造缝的需要。

4.4设计采用喷火点火、中心管传火引燃，整个压裂过程燃烧充分，避免了爆炸引燃产生的局部爆轰，彻底消除了对套管的损害，安全可靠。

5.高能气体压裂的施工设计
5.1 设计原则
设计总体原则有以下三个方面：
5.1.1产生径向多裂缝体系。

油气层压裂过程中，随着压力加载速率的增加，径向裂缝的条数也增加，而裂缝的长度相应减小。

径向多裂缝体系是多脉冲造缝作用效果的重要特征，它增加了沟通地层天然裂缝的机会，又是产生裂缝面之间的剪切错动使之保持不闭合的必要条件。

5.1.2不破坏油气井。

压力如果控制失当，就会破坏油气井成巨大的经济损失。

在此方面国内外都有很多失败的教训。

因此，谈到高能气体压裂，首先应该考虑的是油气井的保护问题，必须以保证油气井不受破坏为前提。

5.1.3尽可能加大用药规模。

用药量越大，相对来说作用时间越长，压裂效果越好。

三、结论
总之，油井挖潜改造是一项系统复杂的工程，我们将在以后的挖潜改造中不断的分析、不断的总结，摸索出更多的适合下寺湾油田油井的改造技术工艺来。

同时，把现有的改造措施工艺进行更近一步的优化，以便创造出更大的经济效益来，为我厂的稳产和上产起到重要的作用。

参考文献
[1]韩裂祥，采油工艺，中国石油天然气集团公司四川石油管理局.
[2]樊学忠吴淑新>.2002年02期.。