高孔密射孔技术

高孔密射孔技术

大港油田测井公司

2005年1月

高孔密射孔技术

大港油田测井公司

摘要本文对高孔密射孔技术作了简单介绍，给出了其最新发展趋势。高孔密射孔技术在大港油田推广应用两年来，已经逐步成熟并形成系列，而且实际应用效果十分理想。大港油田的应用实例和统计分析均表明，高孔密射孔技术具有显著的防砂和增产效果，值得继续发展和推广应用。

主题词高孔密射孔技术；高孔密防砂射孔；泄流面积

0 引言

随着油田勘探开发的不断深入，对射孔的工艺、技术要求越来越高，特别是在中、低渗透率和中低压力的地层条件下以及在打开结构复杂的储集层时，为获得更高的产出率，需对这样的地层使用适宜的射孔器。在国外普遍采用高孔密深穿透射孔器，其效果与普通射孔器相比产能明显提高。

同时，采用高孔密射孔器，可以有效增大井筒泄流面积，降低液流速度，减少流体的携砂能力，达到防砂、增产的目的。

近几年来，大港测井公司研发了102型射孔枪装89型射孔弹，32孔/米；127型射孔枪装89型射孔弹，40孔/米；159型射孔枪装102射孔弹，40孔/米；178射孔枪装1米弹，20孔/米等系列高孔密射孔器，并在推广应用的过程中取得了显著的射孔地质效果，满足了油井措施增产的需求。

1 高孔密射孔技术介绍

这里谈到的高孔密射孔技术是指每米20孔以上的高孔密射孔方式。此类射孔器的穿深比对应的深穿透射孔器略低，但孔密可以达到对应射孔器的1.5倍以上，泄流面积大，产率比高，因此具有显著的优点。

1.1 高孔密射孔技术增产简介

下图所示为一口典型油井的射孔孔深、孔密与产率比的关系曲线。该井的钻井污染带为381mm。

从图中我们可以看出：

(1)总的来说油井产能随孔密的增加而增加。

(2)刚射开钻井污染带后，射孔穿深对产率比的影响十分显著，基本上呈指数增长，此时提高射孔穿深最能提高油井产能。

(3)充分射开污染带后，随射孔穿深的增加，产率比的增加十分有限；而此时孔密对产率比贡献不仅没有降低，而且随孔密增加产率比增加显著。

高孔密射孔提高产能的机理既是在保证射孔充分射穿钻井污染带的前提下，尽可能增加孔密，来提高产率比。尤其是当遇到低污染储层、胶结疏松储层，提高射孔穿深难以提高产能时，高孔密对产能的贡献尤为突出。同时，在中、低渗透率和中低压力的地层条件下，以及在打开结构复杂的储集层时，高孔密射孔可以更大可能提供液体流通通道，减少流动阻力，获得更高的产出率。

1.2 高孔密射孔技术防砂简介

在井筒液体流动时，当井眼压力低于储层压力时，就会产生拖曳力，使得地层砂粒向井内流动，从而引起出砂。通过降低流体的速度，使流体对砂粒的拖曳力小于岩层的胶结强度，从而使岩粒粘结在一起，这就是高孔密防砂的理论基础。

一般来说，套管完井防砂要求比较密集的孔眼来增大流通面积，还要求恰当

的相位来防止射孔孔道周围的砂子坍塌。增加孔密，可以有效增大井筒泄流面积，降低液流速度，减少流体的携砂能力，达到防砂高产的目的。

同时，由于高孔密射孔时一般采用深穿透的射孔弹，射孔孔道稳定，完善性好，可以减少出砂。

高孔密射孔还对砾石充填防砂工艺、化学防砂工艺的实施十分有利。由于射孔孔道多、稳定、渗流性好，可以避免携砂液注入井内时形成死区，避免形成砂桥和空穴，保证砾石充填质量，也利于化学防砂剂进入射孔孔道和地层，从而加固地层。

1.3高孔密射孔技术的优点和技术难点

总结上述分析，高孔密射孔技术的优点主要是：有效提高油气井产能；减少地层出砂；利于防砂措施的实施。除此之外，高孔密射孔技术还可降低压裂时所需泵压，降低对压裂的要求。对于需要酸化的地层，由于高孔密利于酸液与地层充分接触，故它还可提高酸化工艺的效果。

高孔密射孔技术的实现不是简单地在原来的射孔枪内部多装射孔弹。在高孔密情况下，弹间干扰因素影响较为突出，射孔器的穿深和孔径有所下降，因此必须要保证射孔穿深。而且，射孔枪的体积限制、组装工艺、安全可靠性也必须仔细考虑。主要解决的技术难点有：

(1)重新设计射孔弹，实现尽可能大的孔密和孔深；

(2)重新设计射孔弹在枪内的布弹方式；

(3)合理选择射孔相位；

(4)提高安全性，保证施工质量；

(5)设计合理的装配方式，保证施工效率。

1.4高孔密射孔的适用性

高孔密射孔在下述条件下可取得良好效果：

(1)对于低污染储层、胶结疏松储层，高孔密射孔可达到高产防砂双重目的；

(2)对孔、洞、缝发育储层，可增加射孔孔道与孔洞缝沟通几率；

(3)对薄层、交互层，有利于产能建立；

(4)对中低渗、中低压、结构复杂储层，有利于产能建立和评价；

(5)对气井、水井，此时孔密对产能影响显著，高孔密射孔更利于提高产量。

1.5高孔密射孔技术最新进展

1.5.1 超深穿透高孔密射孔器

鉴于高孔密射孔的良好效果，结合1米弹超深穿透的良好用途，大港油田测井公司最近研制出一种超深穿透高孔密射孔器。其射孔枪外径178mm，穿透深度达到1米弹的穿深指标，为1050mm左右，最大孔密20孔/米。该射孔器结合深穿透和高孔密两项优点，且于2004年10月在中海油X-xx-A2井成功应用，射孔地质效果较为理想。

1.5.2 大孔径高孔密射孔器

大港油田测井公司最近研制出一种大孔径高孔密射孔器。射孔枪外径127mm，孔密36孔，穿深≥200mm，孔径≥20mm。该射孔器将满足低污染深度、胶结疏松、易出砂储层的需要，具有大泄流面积、高孔密大孔径双重防砂效果。

此外，对于高孔、高渗、高含油饱和度稠油储层，常规冷采和注气热采效果不明显，热采有可能大量出水。采用大孔径高孔密射孔技术射孔后，进行稠油排砂冷采，可以解决出砂问题，同时提高产量。

1.5.3 侧钻井高孔密高效射孔器

由于侧钻井的套管条件限制，一般只能使用60或者73枪，常规的60、73射孔器穿深较浅，孔密只有13-16孔，射孔效果不理想，有时甚至不能射开污染带，严重影响产能。通过设计新型射孔弹和改进布弹方式，目前可以将孔密加至30孔，而且穿深不降低，这样可以极大提高射孔效果。