多脉冲造缝技术

16
17 18
东16-18
中89.3 东40-18.2
2.31
3.87 1.55
0.40
0.13 0.05
29.4
10.8 25.4
19
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
西21-25
东+74-9.4 西9-01.2 东11-6.2 西检14 西23-6.21 西31-25.2 东+8-5.1 东4-25.4 扶平27 扶平78
裂缝特性
s)
GF1 13 0.6 900
GF2
95
140
9
GF3 >～200 >10,000
～1
实验 E
250
430
裂缝条数取决于峰值压力及升压速率两个因素
气动力造缝主要作用
Biblioteka Baidu
（1）机械作用（造缝）：裂缝不都是 垂直于最小主应力方向，裂缝面上切应 力不为0，裂缝两侧产生相对移动，再加 上岩石剥落颗粒的支撑，一旦裂开就会 不会完全闭合。压力超过一定限度后， 岩石会产生塑性变形、压力下降后仍有 线性裂缝； （2）水力振荡； （3）高温热； （4）化学作用：燃烧产物（CO2，N2， HCl）在高压下溶于原油，降低粘度和表 面张力。
多脉冲气动力造缝特点
● 总装药量大（造缝能力更强）
● 作用时间长
● 对储层产生机械振动次数增加
●
单个脉冲药量少，对套管损伤更小
多脉冲气动力造缝施工工艺
★ 油管传输，投棒点火施工工艺
★ 电缆传输，通电点火
多脉冲气动力造缝选层条件
多脉冲气动力造缝由于加载速率较高，从而决定了其适用的 岩层是脆性地层，对于塑性地层则不适用，而对泥岩地层，反而 可能产生“压实效应”，具体参数如下： 孔隙度% 渗透率μm2 泥质含量% 地层压力 孔密 孔/m 距水层距离m 固井状况 3～25 ＜0.05 不高于25 不低于原始地层压力60% 大于13孔/m 不低于3m 射孔段及其以上50m水泥胶结良好
5.55
2.81 3.45 5.77 6.08 3.12 2.70 2.51 2.58 1.15 2.38
0.74
0.14 0.32 0.28 0.37 0.19 0.56 0.30 0.23 0.63 1.00
81.8
241.2 74.3 11.2 128.5 61.3 10.7 52.2 29.1 134.9 123.5
达到配注
达到配注 达到配注 达到配注 达到配注
铁90-100
新48-104 阳46-55 新73-77 芦60-53
2118-2124
1573.3-1576 2432-2438 1944-1950 2683-2689
达到配注
达到配注 达到配注 达到配注 达到配注
安182-31
元167-16 安186-37 安19-36 胡78-44 元73-26 胡76-46 安55-23
多脉冲气动力造缝对套管无损害
施工工层段：1860.0-1875.0m ，套管无明显变化
施工工层段：1864.0-1869.0m ，套管无明显变化
多脉冲气动力造缝现场应用
近三年来，我公司已在长庆油田、延长油田、吉林油田等进行
多脉冲气动力造缝技术服务 1000余井次，取得了明显的效果 ,有效率 达到 80%。从现场施工看，只要压档液灌满井口，就可直观的观察到
注水井增注、提高采收率技术之
气 动 力 造 缝 系列技 术
汇 报 提 纲
一、气动力造缝技术发展与现状
二、多脉冲气动力造缝技术 三、液态气动力造缝技术 四、袖套式推进剂射孔技术
五、层内爆炸技术
一、气动力造缝技术发展与现状
气动力造缝技术的发展
人们从不同的角度出发，对该技术的称谓有所差异。在文献中所看 到的名称有：气动力造缝（HEGF）、气动力脉冲压裂、热化学处理、爆 燃压裂、推进剂压裂等名称，但大体上意思是一样的。
●
● 与其它技术的复合（与射孔相结合；与水力压裂相结合；与酸化结合）
● 从井筒到地层
二、多脉冲气动力造缝技术
多脉冲气动力造缝作用机理
该技术对多种不同燃速的火药进行 优化匹配，通过特殊控制技术，使火 药燃烧有序燃烧，形成多个高压脉冲
波（多个峰值压力），对地层实施多
次连续高压脉冲波冲击加载压裂，使 地层产生和形成多条较长的裂缝体系，
2522-2530 2500-2503 2561-2571
达到配注
达到配注 达到配注
安175-74
镰59-62 镰56-62
1566-1569
1114-1116 1139-1141
达到配注
达到配注 达到配注
樊238-37
安21-36 安162-59 元169-17 元168-17
2841-2833
2008-2016 2218-2224 2176-2182 2004-2007.5 1971-1974
11
12 13
西33-23.4
西3-14.4 东15-23.2
2.27
6.85 1.74
0.42
0.50 0.04
150.5
94.6 22.0
14
西24-01.4
4.05
0.30
22.4
标定产量 序号 井号/或区 块 东20-04 日产液 吨 15 1.90 核实日产油 吨 0.78
核实累积有 效增油 吨 21.6
气动力造缝发展趋势
● ●
火药量越来越多、燃烧速度越来越慢（单脉冲→多脉冲；固体→液体） 地域上看，走向全球。（起初应用于美国、俄罗斯和中国，现在应用 的地域逐步扩大，以俄罗斯为轴心，扩大到土库曼、越南、乌克兰、 乌兹别克斯坦、哈萨克斯等；以美国为轴心，扩大到加拿大、委内瑞拉 ）
应用的范围逐渐扩大（直井→水平井；油井→注水井；低粘油层→稠油油层）
压挡液冲击2—4次。
扶余采油厂老油井施工效果
标定产量
序号 井号/或区块 日产液 吨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 东11-8.2 西39-27 东26-17 中31.2 中48.2 中120.2 中6-10.4 东29-9.2 东12-30 中10-8.1 3.81 2.47 7.63 8.24 9.71 2.67 1.76 3.04 2.29 5.89 核实日产油 吨 0.17 0.04 0.78 0.83 1.00 0.11 0.16 0.11 0.16 0.38 核实累积有 效增油 吨 57.8 24.8 5.2 32.0 32.8 136.6 118.8 18.7 4.3 12.2
施工效果 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 未达到配注 达到配注 达到配注 达到配注
井号 地225-82 地235-68 塬103-45 塬103-48 塬115-33 塬51-87 塬51-85 塬53-87 地171-13 塬51-89 塬63-85 塬121-29 安156-71 安156-65 安82-16 胡307 胡241-37 胡310-14
火药燃烧特点：平缓的压力脉冲波；（ mm-m）/s ，燃烧速度受 环
境温度、压力影响。 ● 爆炸：某一物质系统在有限空间和极短时间内，迅速释放大量能 量或能量急剧转化的物理、化学过程。物理爆炸、核爆炸、化学爆炸。
炸药爆炸特点：尖脉冲波；km/s （速度与环境无关）
实验 峰 压 加压速率 脉冲时间 名称 (106 Pa) (107 Pa/μ (ms)
●
起源于19世纪60年代，向水井中开枪产生振动可以增加水量。 美国20世纪70年代，岩石力学的发展（气驱裂缝理论）重要基础。

20世纪80年代中后期，我国开展把推进剂用于在压裂油气井进行
增产的研究。
气动力造缝机理
利用火药或火箭推进剂在储层部位燃烧产生的高温高压气体压出 多条径向裂缝以取得增产、增注的方法。 ● 燃烧：可燃物（燃烧剂）与助燃物（氧化剂）发生的剧烈的一种 发光、发热的氧化反应。
180天 平均增油61吨
长庆油田新注水井施工效果
井号 王98-43井 杏250-23 丹105-2 王48-015 王9-111 王52-011 山037-52 高42-20 高42-22 王398-9 河1-2 城31-13 里12-7 陈298-296 里3-91 河376 河371-1 河348-1 杨47-11 杨46-12 施工层段（m） 1205-1215 1254-1259 1497-1500 14881494 1514-1522 1258-1268 1496-1504 1911-1918 1885-1890 1739-1742 1339-1405 1357-1362 1225-1227 1674-1676 2259-2264 1574-1576 672-676 543-546 516-518 1054-1057 1017-1019 施工效果 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 未达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 井号 塬97-35 塬98-3 塬92-17 塬108-04 塬104-5 塬37-91 塬44-19 塬90-21 塬95-45 塬85-25 地221-58 地175-11 地213-74 地221-74 地227-82 塬97-47 塬100-9 塬97-49 塬85-27 地239-86 黄126-119 施工层段（m） 2644-2652 2666-2676 2510-2516 2710-2726 3670-2679 2656-2663 2638-2644 2611-2617 2824-2830 2802-2807 2788-2794 2581-2587 2855-2845 2638-2644 2708-2714 2715-2720 2609-2616 2521-2531 2570-2573 2575-2581 2626-2632 2634-2638 2632-2640 2632-2672 2670-2680 2548-2554 2452-2457 2470-2472 施工效果 达到配注 达到配注 达到配注 未达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注
施工效果 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注 达到配注
井号
施工层段（m）
施工效果
井号
施工层段（m）
施工效果
成35-23
黄98-151 地159-02
2383-2393
井号 杨41-9 杨44-14A 席21-43 席21-42 镰34-34 席23-43 席22-43 杨40-151 定50-048 定50-052 化53-41 席24-44 化55-41 塬59-35 塬101-35 塬89-43 地197-39
施工层段（ m） 1134-1144 1035-1038 1125.5-1123 1128-1129 1381-1387 1376-1378 1198-1199 1126-1129 958-960 1892-1895 1897-1900 1950-1954 1955-1959 1342-1348 1198-1200 1345-1351 2647-2655 2514-2521 2738-2752 2656-2666 2637-2642
并伴随大量的热化学作用于地层，以
提高地层渗透性能，解除地层堵塞， 达到提高油井产量、水井增注的目的。
推进剂
延时器
多脉冲气动力造缝造缝过程
首先在射孔层段产生第一级高压脉冲波，其压力是地层破裂压 力的1.5-2.0倍，快速起裂压开地层，形成3-8条裂缝，后续脉冲 波（等于地层破裂压力）连续补充能量，对地层再实施2-3次高压 冲击波加载压裂，促使裂缝快速延伸，以进一步延伸地层裂缝， 从而在地层形成较长的多裂缝体系。
施工层段（m） 2609-2619 2860-2870 2543-2548 2531-2536 2587-2589.5 2610-2602 2591-2581 2693-2703 2598-2608 2634-2644 2695-2703 2660-2670 2688-2698 2576-2588 2426-2436 2404-2393 2276-2288 1566-1569 1792-1795 1577-1580 1596-1599