作用原理及特性

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1、作用原理及特性高能气体压裂（HEGF）是在爆炸压裂和聚能射孔的基础上发展起来的一种利用火药或火箭推进剂在井筒中高速燃烧产生大量的高温高压气体来压裂油气层的增产增注技术。施工程序是将火药下至目的层，通过地面通电或投棒引燃，其技术关键是控制好高能气体的升压速度和最高压力。要求这一升压速度慢于爆炸压裂而快于水力压裂，一般在1毫秒到几百毫秒之间;同时，限制最高压力低于地层岩石的屈服压力，一般在lOOMPa以内。这样，就能在井筒周围产生多条裂缝，并且无破碎/压实带，从而把天然裂缝与井筒沟通，提高油层导流能力,同时又增大了与天然裂缝沟通的机会，压裂

2、过程中伴有压力冲击波及高温作用,因而对近井地带被污染及各种机械杂质、结腊堵塞的井具有很好的解堵作用，对中低渗透层亦有明显的改造作用，能有效降低表皮系数，并相应提高渗透率，从而达到增产增注的0的。它和爆炸压裂及水力压裂有着本质的不同，高能气体压裂过程中包括以下几个方面的作用：机械作用（生成裂缝）:高能气体压裂一般能形成3〜5条（加载速率为102〜104MPa/s时,可形成3〜8条径向裂缝）、径向长3〜5m、高度为装药段长的1.2〜1.4倍、不受地应力控制的多裂缝体系，裂缝可自行支撑。由于裂缝的随机性，一方面增大了与天然裂缝连通的可能性;另

3、一方面能有效地穿透污染带，提高近井地带油层导流能力，可解除钻井、完井、作业及正常生产过程中造成的近井地带的污染和堵塞，对中低渗透油层亦能起到一定的改造作用。（2）脉冲冲击波作用:在高能气体压裂的动态过程中，压力的变化是脉冲式的逐渐衰减过程，形成的高压把井简内液柱举升10〜25m;压力降低后回落，在井筒附近形成较强的水力冲击波，对油层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。热效应:爆压时火药燃烧时释放出大景热景，一般能达到600-800°C,在绝热条件下使气体温度达千度以上，而且相对集中，这些热量可溶解近井地带的蜡质和沥青质，解除油层孔道的堵塞

4、，改善地层流体的物性和流态，加快原油向井底的流动速度，提高储层的驱油效率。化学作用:火药燃烧后产生一定量的CO2、CO、N2、NO及HC1气体。NO及HC1溶于水生成腐蚀性较强的酸液，对油层能起到一定程度的酸化解堵作用。特性优点(1)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。(2)增产机理独特，可形成3〜5条不受地应力限制、以井筒力中心的径向裂缝，纵向上延伸小。(3)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。(

5、4)生成物对油层无污染，且有助于解除油层污染。(5)能量释放是可控的。(1)高能气体压裂用于解堵，其效果不受堵塞机理的影响。(2)推进剂燃烧产生的C02气体不会污染地层，对水敏性、酸敏性或盐敏性地层均适用。(3)适用于各种原油性质的油井。(4)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胜利油田滚动勘探开发中，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，具存极大的吸引力。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。缺点(1)固井质量差，尤其是射孔井段的固井质

6、量差的下套管井不能采用。(2)裂缝延伸长度比水力压裂裂缝短得多，一般只有3〜8m。(3)不能加支撑剂，因此压裂形成的裂缝有效作用期较短。(4)试验井深虽曾达到4000m，但一般仅适用于2000m以内的储层。(5)井斜角度不能太大，一般井斜角度控制在40°以内。高能气体压裂技术虽有其显著的优越性，但就目前国内的研究水平来看，高能气体压裂的燃气能量及所形成的裂缝规模还远不及水力压裂，加之该技术在应用中的许多方面还处在工业性试验研宄阶段，为了提高其成功率和压裂效果，因此必须根据本地区的实际情况对选井选层提出要求。，我们经过资料总结认为高能气体

7、压裂技术适用于以下情况的油水井的增产增注。1钻井过程中受到钻井液伤害的井，勘探井，尤其是一些老探井，由于钻井泥浆和固井水泥等污染严重，虽取芯显示、测井综合解释都较好，但射孔后出油气较差或根本不岀油，如辽河142井，于1988年6月试油投产，生产层位为砂四段，初期F1产量为3t，不出水，1989年2月实施水力压裂，压裂后产量基本不变。1997年5月在对河143断块进行开发时，从动态开发资料分析认为该井具有很大潜力，于是对该井进行了高能气体压裂，初期口产量达16t，一直到2000年口产量才一直维持在10t以上。2水敏酸敏地层众所周知，水敏地

8、层进行水力压裂、酸敏地层进行酸化处理，不但达不到增产的目的，相反会因其工作介质与地层岩石发生各种物理化学反应而堵塞地层孔隙，使油气井产量下降。而HEGF则不会产生这些负作用。如史3-6-12井2000年1月