爆燃压裂技术介绍

爆燃压裂技术介绍-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

爆燃压裂技术介绍

目录

1、爆燃压裂技术研究及应用现状 (3)

2、爆燃压裂增产机理 (9)

3、产品规格及技术参数 (14)

4、爆燃压裂设计 (15)

5、爆燃压裂施工作业程序（以LF13-1油田6井为例） (21)

6、爆燃压裂联作技术 (25)

7、爆燃压裂测试 (28)

8、海上爆燃压裂酸化联作技术 (31)

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，在前苏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在内华达核试验基地坑道内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内的升压速率。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

实验名称峰压

(MPa)

升压速率

(MPa/ms)

脉冲时

间

(ms)

裂缝性质

GF1 13 0.6 900

GF2 95 140 9

GF3 >～200 >10,000 ～1

安近代化学所在国内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，国内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范围，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，随后在国内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。

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；从应用范围来说，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“层内爆炸”技术。

（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、委内瑞拉，爆燃压裂技术在国内大庆、长庆、胜利、辽河、大港、吉林、中原、青海、吐哈、塔里木、塔河、新疆、江苏、普光、南海东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、吉林油田服务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。

表1-2扶余采油厂老油井施工效果

日，在南海东部LF13-1油田26H井进行首次爆燃压裂作业； 2015年4月28日-29日，LF13-1油田6井再次进行爆燃压裂作业。

这两口井作业情况，如表1-3所示。特别是LF13-1油田6井，作业后，产油量为原产油量约3倍，含水保持不变，作为低渗油井一跃成为陆丰油田产量最高的生产井。

表1-3 爆燃压裂酸化技术在南海东部油田应用情况（截至15年6月底）

（2）近水储层改造爆燃压裂应用情况

例如，长庆底水油层油藏具有边底水活跃，天然能量充足，且以弹性水驱为主的特点，之前采取的措施手段有：深穿透负压射孔、挤活性水解堵、小型水力压裂和酸化等，这些工艺虽然在一定程度上解决了底水油藏的投产和增产问题，但存在一定的局限性，2000年5月，对吴起油田20口底水油帽油层油井进行爆燃压裂试验，施工成功率100%，并在胜利山、寨子河、铁边城、长官庙等油区推广，截止2008年底累计施工1238井次，措施增油占总日产量的

52.4%，工艺成功率95%，2009年在长庆油田的Y8，长3，长2，长9层底水油藏（油藏埋深1700-2900m，储层上部为油藏，中间为油水层，底部位水层，仅有少部分在油层底部有0.5m左右的粉、细砂岩或低渗致密砂岩，对水力压裂无法形成有效的遮挡），共实施爆燃32井次，其中探井12井次，生产井20井