爆燃压裂技术介绍

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1、爆燃压裂技术研究及应用现状
爆燃压裂技术也称为气动力造缝、气动力脉冲压裂、热化学处理、推进剂压 裂等。它是利用火药或火箭推进剂快速燃烧产生的高温高压气体，使油气水井增 产增注的新技术。它形成的缝长可达到 5~8m，并顺着射孔孔眼随机形成 3~8 条 裂缝。
它起源于 19 世纪 60 年代，向水井中开枪产生振动可以增加水量，但由于炸 药的燃烧速度过快(以 km/s 计)，破坏井身结构，岩石破碎带半径不大，且会在 破碎带之外，形成压实带，增产效果不显著，所以逐渐被淘汰。在当代，把推进 剂用于油气井增加产量，美国约起源于 20 世纪 70 年代，这一时期主要是在研究 岩石力学，提出气驱裂缝是岩石力学的重要基础。进入 20 世纪 80 年代，美国开 展把推进剂用于在压裂油气井进行增产的研究，还对各种推进剂的压裂性能进行 了研究，在前联把这项技术称为热气化学处理，在美国也叫做脉冲压裂、多裂缝 压裂。
表 1-1 是 1980 年美国人 Schmidt 在华达核试验基地坑道针对水平套管井 所做的试验结果。试验结果和理论计算都证明，裂缝的条数取决于井筒的升 压速率。爆燃压裂在油层中造成的是多条径向缝。
表 1-1 压力特性与裂缝性质
实验 峰 压 升压速率 脉冲时间
名称 (MPa) (MPa/ms) (ms)
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爆燃压裂技术介绍
目录
1、爆燃压裂技术研究及应用现状 ...................................... 2 2、爆燃压裂增产机理 ................................................ 7 3、产品规格及技术参数 ............................................. 11 4、爆燃压裂设计 ................................................... 12 5、爆燃压裂施工作业程序（以 LF13-1 油田 6 井为例） ..................18 6、爆燃压裂联作技术 ............................................... 21 7、爆燃压裂测试 ................................................... 23 8、海上爆燃压裂酸化联作技术 ....................................... 26
表 1-2 扶余采油厂老油井施工效果
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标定产量
核实累积有效增
序号
井号/或区块
日产液
核实日产油
油
吨
吨
吨
1
东 11-8.2
3.81
0.17
57.8
2
西 39-27
2.47
0.04
24.8
3
东 26-17
7.63
0.78
5.2
4
中 31.2
8.24
0.83
32.0
5
中 48.2
9.71
1.00
32.8
（1）爆燃压裂技术普遍应用效果情况 爆燃压裂起初应用于美国、俄罗斯和中国，现在应用的地域逐步扩大，以俄 罗斯为中心，扩大到土库曼、越南、乌克兰、乌兹别克斯坦、哈萨克斯等；以美 国为中心，扩大到加拿大、委瑞拉，爆燃压裂技术在国、长庆、胜利、辽河、大 港、、中原、、吐哈、塔里木、塔河、、、普光、南部等油田上万口井中进行了应用。 例如近三年，该技术已在长庆油田、延长油田、油田服务 1000 余井次，取 得了明显的效果，应用有效率达到 80%。部分井应用情况如表 1-2 所示。
裂缝性质
GF1 13
0.6
900
GF2 95
140
9
GF3 >～200 >10,000 ～1
我国在此方面的研究与应用工作稍晚于美国，自 1985 年石油学院与近代化 学所在国开展爆燃压裂的研究与推广以来，最初将之统称为爆燃压裂技术，国爆 燃压裂技术经过近三十年的研究与推广，已经发展为一项基本成熟的、在各油田 应用中取得了良好经济效益的、正在向综合性压裂发展的油气层改造增产新技
在未来，该项技术还在不断的发展创新，从火药来说，火药量越来越多，燃 烧速度越来越慢；从应用围来说，从直井发展为水平井，从油井到注水井，再到 气井，目前也在浅层气井中应用；此外也和其它技术不断复合，例如与水力压裂 技术复合、与酸化技术复合、与射孔技术复合；此外从井筒也逐渐扩展到地层中， 发展为爆燃压裂的另一个分支“层爆炸”技术。
13
东 15-23.2
1.74
0.04
22.0
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术。爆燃压裂已经发展有有壳弹，无壳弹，液体药，可控脉冲等新技术，其中无 壳弹爆燃压裂技术在全国各油田均得到了推广应用。近年爆燃与射孔，水力压裂， 酸化等联作技术，在各个油田都得到了较普遍的推广。
在火药应用方面，也由最初的炸药发展为单基药（主要成分为硝化纤维素、 安定剂、缓燃剂）、双基药（硝化纤维素、硝化甘油、安定剂、增塑剂）、三基药 （基础上在加入固体含能材料，如黑索金），这些火药在成分上也添加了部分炸 药成分，并且存在燃速、火药力和温度等方面受限围，近十年来，由于我国航天 技术的发展，需要寻求一种更大爆燃气体推力、更耐高温的高能燃料，复合推进 剂因此孕育而生，随后在国开始采用复合推进剂进行爆燃压裂，在名称称谓上也 多称之为“爆燃压裂”，它属于爆燃压裂的一个分支，在爆燃压裂常规复合推进 剂基础上，还发展了多脉冲复合推进剂，可通过火药控制，达到多次起爆效果， 单次起爆火药用量更少，具有更安全、效果更佳的特点。此外总装药量大，但是 多脉冲中每个脉冲药量少，对套管损伤更小；对储层产生机械振动次数增加，可 以冲刷射孔压实污染物。在使用上可放置于射孔枪外部，与射孔进行联作，称之 为袖套式射孔技术，克服了常规外套式复合射孔，用量少、容易炸枪等缺点。
6
中 120.2
2.67
0.11
136.6
7
中 6-10.4
1.76
0.16
118.8
8
东 29-9.2
3.04
0.11
18.7
9
东 12-30
2.29
0.16
4.3
10
中 10-8.1
5.89
0.38
12.2
11
西 33-23.4
2.27
0.42
150.5
12
西 3-14.4
6.85
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