高能气体压裂联作技术进展

高能气体压裂联作技术进展
摘要：高能气体压裂技术已经是现在油气田增产的一种途径，目前也是一项比较成熟的技术，且已经由单一的有壳弹、无壳弹、液体药、可控脉冲等高能气体压裂，进展到与射孔、水力压裂、酸化、化学解堵等技术相联作的综合压裂阶段，已经成为油气田改造的方向。

本文将简单介绍高能气体压裂联作技术。

关键词：油气田；高能气体压裂；联作技术
abstract: the high energy gas fracturing technology in oil and gas field production is now a way, there is a mature technology, and has been developed from single shell, without shell, liquid medicine, controlled pulse high energy gas fracturing, progress to perforation, hydraulic fracturing, acidizing, chemical plugging technology of integrated fracturing stage connected, has become the direction of the transformation of oil and gas fields. this paper introduces the high energy gas fracturing.
key words: oil and gas field; high energy gas fracturing; combined technology
中图分类号：o659文献标识码：a 文章编号：
高能气体压裂技术早在上世纪的八十年代就已经进入我国，到现在已经成为一项成熟的技术，在油气田增产方面效果显著。

高能气体压裂联作技术也已经不再是单一的高压气体压裂，而是发展到
与射孔、水力压裂、酸化、化学解堵等技术相联作的综合压裂阶段；而且在实际的项目上也得到了应用，已发展成一种基本成熟的、综合性油气田改造新技术。

1、高能气体压裂工艺优缺点
1.1高能气体压裂工艺优点
地面无承受高压部分，设备投入少，施工简单，不必加砂支撑，不受场地限制，作业时间短、费用低，经济效益高。

增产机理独特，可形成多条不受地应力限制、以井筒为中心的径向裂缝，纵向上延伸小。

适用范围广，既可用来解除油层近井带的污染，又可在一定程度上改造中低渗透层，而且能适应层多且较分散井的多层压裂。

生成物对油层无污染，且有助于解除油层污染。

能量释放是可控的。

高能气体压裂用于解堵，其效果不受堵塞机理的影响。

推进剂燃烧产生的气体不会污染地层，对水敏性、酸敏性或盐敏性地层均适用。

适用于各种原油性质的油井。

压裂后不需排液等措施，有利于环境保护。

以上优点，还使得高能气体压裂在滚动勘探开发中，在交通运输条件不方便地区，以及环境保护敏感地区的油田开发中，具有极大的吸引力。

高能气体压裂对于那些使用昂贵的水力压裂没有多大意义的接近枯竭的油、气井也就更为适宜。

1.2高能气体压裂工艺缺点
高能气体压裂工艺虽然具有以上提到的优点，但是这种工艺也有它不可避免的缺点，比如说固井质量差，尤其是射孔井段的固井质量差的下套管井不能采用。

裂缝延伸长度比水力压裂裂缝短得
多，且不能加支撑剂，因此压裂形成的裂缝有效作用期较短。

试验井深虽曾达到4000m，但一般仅适用于3000m以内的储层。

井斜角度不能太大，一般井斜角度控制在40度以内。

2、与射孔联作增产技术
2．1基本原理
深穿透复合射孔即在射孔弹架内的射孔弹周围装填钝感发射药团，再将其装入射孔枪身里。

施工时，采用油管将其下到油气井目的层位。

井口投棒引爆点火帽、点火帽引爆导爆索、导爆索引爆连接在其上以一定相位排列的射孔弹。

射孔弹穿透枪身及套管，在油气层部位形成直径10～12mm，深度400～900mm的小孔。

枪身内的火箭推进剂药柱延时燃烧产生的高温高压气体，高温高压气体通过射孔孔眼进入地层，加深射孔深度，并在射孔尖端形成多条裂缝，更好地疏通油气层，增加油气产量。

2. 2施工方式
实践中为了进一步提高射孔联作的效果，进一步将复合射孔枪身与无壳弹相组合，在枪身上、下或枪身外加载无壳弹．使压裂效果大大增加。

根据不同的组合形式，产生了以下几种不同的复合射孔方式。

其中的一种为复合压裂射孔，在普通的射孔枪下加上高能气体压裂用的无壳弹，无壳弹燃烧产生的二次脉冲可以提高压裂效果，这将进一步加深裂缝和水力振荡作用。

可形成射孔、第1次燃烧(枪内推进剂燃烧)、第2次燃烧( 下挂无壳弹燃烧)脉冲。

还有一种为袖套式复合射孔，它是将钝化处理后的火药作成袖筒式，套
于射孔枪身外，将大大地加大火药量，从而增强发射药产生的高温高压气体对射孔孔眼冲刷作用和压裂作用。

由于其枪身直径达
130mm，因而使用于0.178mm套管井。

超正压射孔技术，该技术对无壳弹进行改进，连接于复合射孔枪的上端，首先点燃无壳弹，当井筒内的压力达到地层破裂压力时射孔，从而实现超正压射孔。

3、与化学解堵联作技术
3．1与酸化联作技术
对于像白云岩、石灰岩等含钙地层，进行常规的酸化处理时，酸液首先与地层快速反应而被大量消耗，限制了有效的作用距离。

为了增加酸液的穿透深度，通常在酸液中添加缓蚀剂或者进行酸压作业。

限制将高能气体压裂与酸化结合起来，即在高温高压燃气压裂地层的同时，对裂面及其邻近地层进行酸化处理，燃气可使酸液较好地达到活化状态，产生以下效果：
（1）增加酸化的作用距离。

高能气体压裂后再井内产生径向多裂缝，减小了酸液在地层中移动的阻力，因而在相同的注入压力下，酸液可以在有效的时间内到达更远的距离，从而增大了酸液与地层的作用面。

（2）增加酸化的效果。

燃气可使酸液较好地达到活化状态，提高酸岩反应效率。

（3）酸液对裂缝表面的蚀刻作用，增加了裂缝表面的粗造的、有效地阻止了裂缝的闭合，延长了增产期。

因而高能气体压裂与酸化的联作可以达到互补的作用。

施工时，首先将足以浸没目的层段的酸液注入井中，并使酸液活化(可先引燃一级压裂弹产生热量)，之后再引燃压裂地层用压裂弹，形成多条径向裂缝并将酸液压入地层，且可采用同一管柱一次下井完成高能气体压裂和酸化处理的全部工艺过程。

3.2与过氧化氢等其他化学解堵技术的联合
向地层中注入含有稳定剂的过氧化氢溶液后，溶液就扩散到井简附近的裂缝内。

稳定剂与地层中的金属反应沉淀，过氧化氢分解。

过氧化氢产生的气体使地层中的裂缝延伸。

乐观地讲，用上述方法可以使裂缝进入地层 1 5 ～2 5 m。

但往往由于地层中已有的裂缝太小，所能容纳的过氧化氢不足以产生所需要的压裂压力，而且在某些地层中可能不含有分解过氧化氢所需要的金属。

因而利用高能气体压裂和过氧化氢的联作技术，在高能气体压裂弹中加入可分解过氧化氢的金属，首先利用高能气体压裂在近井地带地层中产生容纳足量过氧化氢的裂缝将过氧化氢溶液压入到裂缝中，并释放分解过氧化氢的金属，过氧化氢分解产生气体继续扩展裂缝，压力降低，泡沫液排出会将燃烧的碎屑及杂质带出。

此外，高能气体压裂还可与稳定泡沫、与二氧化氯化学解堵等进行联作，其基本原理与高能气体压裂与上述解堵技术基本相同，此处不再赘述。

结束语
高能气体压裂已经是一项基本成熟的、并向综合性油田增产技
术发展，国内的高能气体压裂已由有壳弹高能气体压裂，发展了无壳弹、液体药、可控脉冲等高能气体压裂和压胀松动等新技术；高能气体压裂正在与射孔、水力压裂、酸化、化学解堵等技术联作，发展了复合射孔、超正压射孔、复合压裂、复合酸化等增产综合作业技术。

国外的高能气体压裂正在向更深层次的层内爆炸、压裂裂缝形态控制等方向发展，然而国内在此领域的研究亟待发展。

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