新型射孔器改善油气井产能-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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刚井与射孔
4年?第1期
新型射孔器改善油气井产能
Daniel Marel等著
葛学义王卫辉编译闼家华校
(胜利测井公司)
胜利石油管理局)
摘要:本文从孔密和相位等角度研究了提高射孔器性能的方法,并提出在射孔弹之间增加一种能
量吸收材料以降低弹间干扰,从而提高了油气井产能。
关键词:射孔器高孔密多相位产能
1孔密对生产率的影响
90相位
尽管过去使用的许多无枪身射孔器由于孔密
裸眼
l.0
高而降低了部分性能,但提高孔密确实能够有效
地提高油井的产能。 Brooks发明了一个用来选
?0.9
10o相位
取最佳射孔器的方程式,生产效率可用一个无量
纲的值β表示,可以用下面的方程式近似表示:
12in井简直径
0.4in孔径
B=(PーL)N2d2a-3t
未损審区
未污染区
式中,P一射孔孔深;L'ー有效损害长度;N一孔
无素流
密;d一射孔孔道直径;a-水平和垂直渗透率之
比;x一射孔损害无量纲参数
其他各种参数保持不变,把孔密从每英尺4
穿深(in)
孔(以下简写为4spf)提高到6spf,生产效率就会
图1生产率和各种射孔的关系曲线
提高83%。
深度降低甚至超过30%。这种极度的性能降低
2相位对生产率的影响
直接影响了油井产能。
除了增加射孔孔密的方法,增加射孔方向的4现象分析
个数同样也可以提高油井生产率。图1所示为生
产率曲线图,从图中可以看出,在孔密一定的情况
高孔密造成射孔器穿透性能降低的机理令人
下,增加相位同样可以有效提高生产率。
费解,这种现象也没有明确的解决方法。已普追
采用计算机进行油并射孔器的模拟设计,オ得以
3多相位造成射孔器性能降低
用CTH数字码来检验这种物理现象。管地
的,只用两发.?弹进行模拟试验,并在同-物向
许多年来,人们发现,多相位排列比零相位排
相位角180°引爆。在模拟中,射孔弹为2%in
列的射孔器穿透深度降低了。这种现象在孔密由无枪身射孔弹,套管尺寸为お×in。
4spf增加到6spf时尤为突出,许多情况下,穿透
如图2所示,两发射孔弹对着充满液体的井
收日期2003-04~02
译者简介:葛学义,男,助理丁程师,1994年毕业于承德石油高等专科学校应用电子专业,现在胜利测井三分公司从事测井技术工作
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第4期
新型射孔器改善油气井产能
眼,射孔弹与外界隔绝。每发射孔弹由高能炸药端形成一个高压波(图中射流前端的白色碗状
和一个金属锥型罩组成。金属罩在炸药爆炸产生物)。同时在两发射孔弹之间也存在着高压区(图
的高压下发生破裂,坍塌,形成射流,金属射流完中亮的区域)。在爆炸生成的高压下,射孔弹的外
成对地层的机械作功。射孔弹的外壳爆炸成碎壳裂开了。
片。在本试验中,上面的射孔弹首先被起爆,两发
如图4所示,两股射流继续前进,所形成的空
弹引爆后通过井筒穿透套管进入地层
腔膨胀变大,接着在弹的喷口处形成脖颈。第
股射流顶端的压力波由套管反射回来。注意第二
股射流方向稍微向下倾斜了。
召2(时闯为0)两发射孔弹在液体中被引爆。上面
的射孔弹首先被引爆
如图3所示,由于导索的延时作用,上面的射图:(时间:2
图4(时间:25as)两发射孔弾射流周产生大的空
孔弹首先起爆,第二发射孔弹滞后起爆(导爆索速
腔。上面一束射流的压力波从套管反射回来
度一般约为5mi/s,约8km/s):上面的射孔弹的
射流进入井筒,在井液中形成一个空腔(图中射流
如图5所示,两股射流穿透了套管,由于井筒
周围的黑色部分),这一液体中的真空使射流的后内压力的影响,下面一-股射流明显地下移。射流
续部分在没有阻力情况下前进。这时,射流的前周围的空腔开始内敛
图3(时间:15s)上面的射孔弹射流在井液中形成
图5(时间:30ps)压力波相互干扰,第二束射流微微
个空腔
下倾
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测井与射孔
2003年
如图6所示,在两股射流的垂直方向形成一料,仍在射孔枪内。按照计算基础资料计算,上面
个椭圆形的高压区,这个高压区完全占据了射流的射孔弹首先起爆。
的空腔,结果干扰了射流。可以观察到第二股射
如图8所示,上面一发射孔弹的射流已进人
流受到了严重的干扰,性能就降低了
井筒内并在井液中形成一个同样的空腔和压力
波,如同原计算所示。在两发射孔弹之间的高压
区仍然存在(亮色部分),但是这个高压区已经进
入井筒
图6(时间:451s)在两束射流之间形成高压区(自色
区),压力前端冲垮空腔,部分中断了上面的射
流,严重中断了下面的射流
图8(时间:15s)上面的射孔弹产生的射流在井液中
形成空腔,而射孔弹产生的高压仍在能量吸收材
5解决方案
料中
使用同一种CTH计算机程序,在射孔弹周
如图9所示,两股射流充分前行,射穿套管
围包裹了一种能量吸收材料的情况下,反复进行这时有两点明显不同于基本模型,首先每股射流
计算。
周围的空腔依然完整,其次,两股射流都是直行的
如图7所示,射孔弹周围包裹了能量吸收材且没有中断。
图7(时间:0s)两发周圃有能量吸收材料的射孔弹,
图9(时间:30s)两束射流又直又稳,井液没有影响
上面的射孔弹首先被引爆
任何一束射流