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1、·30·爆破器材ExplosiveMaterials第31卷第3期复合射孔技术的现状与趋势王艳萍黄寅生潘永新薛爱莲南京理工大学(南京,210094)大庆射孔弹厂(黑龙江,163853)[摘要]文章介绍了复合射孔技术的机理及其研究现状,综合评述了存在的问题和解决的办法,在此基础上分析了复合射孔技术的发展趋势。[关键词]高能气体压裂技术复合射孔油气田[分类号]TE2571引言2.2高能气体压裂机理随着石油、天然气开发技术的深入发展,通过科学合理的装药结构设计,控制固新勘探油气层类型更加复杂,
2、低渗透、致密砂体推进剂的点火和燃烧过程,调整压裂过程岩油层在油气储量中占较大的比例。用常规中的峰值压力、压力上升时间和持续作用时的射孔器和普通射孔方式射孔就能出油的油间,使油层在短时间内产生多方位辐射状的层越来越少,因此,要求射孔弹、射孔枪、射孔裂纹,改善油层的渗透和导流能力,达到增产[2]工艺都要有较大的改进。为了提高油气井产的目的。能,就必须进一步沟通油层和套管之间的通2.3复合射孔机理道,提高射孔技术水平,射孔器质量的提高也利用火药和炸药两者具有数量级之差的确实给油田勘探开发带来了巨大的经济效
3、反应速度,引爆以后,聚能射孔装药首先以微益。但是由于射孔弹受到枪体、药量、孔密的秒级的时间在井筒与地层之间形成射孔通限制,在设计过程中不可能无限制地设计弹道,火药装药随后以毫秒级的时间产生燃气壳的形状尺寸,同时还要考虑射孔弹在枪内脉冲,以冲击加载的形式沿射孔通道挤压地的炸高及相互间是否存在干扰,所以说穿深层,使射孔通道以裂缝的形式延伸扩展。指标越高,对炸药、聚能罩材料及射孔参数设3复合射孔技术的研究进展计的要求越高,单纯的从提高射孔弹的性能射孔弹射孔应用于石油开采是在二次世来增加射孔效果有一定的局限
4、性。为了解决界大战以后开始的,随着世界对能源的需求[1]这一问题,科研人员另外开辟了一条思路,那日益增加,这项技术也得到了迅速发展,上就是射孔-高能气体压裂复合技术,称为复合世纪50年代,我国研制成功57-103型射孔[2]射孔技术。弹。60年代,高能气体压裂法得到飞速发2复合射孔技术的相关机理展。在60年代末期,前苏联已开始大规模推2.1射孔机理广和使用电起爆的有壳压裂弹,并形成可转利用聚能效应使炸药爆炸的能量作用于让的成套技术规范。70年代,美国和前苏联金属罩,从而产生高温、高压、高速的金属射等
5、国家对高能燃料的爆燃增产机理研究获得[3]流,穿透套管和固井水泥环,在油气层中形成了突破性进展。复合射孔技术最早是1983一定深度的孔眼,沟通井筒和地层自然裂缝,年由美国人FrankinCFord通过专利的形使储层中的原油或天然气通过射孔孔道流入式提出的一项油气井增产措施的设想。最近[1]井筒。几年为满足油田发展的迫切需要得到了迅速2002年6月复合射孔技术的现状与趋势王艳萍等·31·的发展,取得了可喜的进展。西安204所公开能量直接释放到井筒中,解决了炸枪的问题,的数据延缝深度为1930mm,大庆
6、射孔弹厂但是由于压裂药剂是由射流引发,易形成低1998年在石油天然气总公司射孔器材检测速爆轰,破坏射流的完整性,而且在作业过程中心检测的射孔结果延缝深度平均达到中由于药剂裸露,也容易发生事故。1953mm。3.2分体式传统的高能气体压裂技术是在油气层部这种工艺是把火药压力发生器接到射孔位内的套管中燃烧压裂药剂,形成的高温高枪下部,作业时,射孔器首先在目的层射孔,压气体大部分作用在套管壁上,只有少量气射孔弹爆轰产生的能量通过能量转换装置作体通过射孔孔眼进入地层;复合射孔技术中用于火药压力发生器,使之发
7、生稳定的燃烧[4]火药燃烧气体绝大部分通过射孔孔眼进入地反应,产生气体,实现压裂作用。由于分体层,大大提高了火药燃烧气体的能量利用率。式的复合射孔器的火药压力发生器是接在装复合射孔技术是射孔与高能气体压裂合二为置的下部,产生的气体向上运动之后才能作一,实现射孔和高能气体压裂同时完成,可提用于射孔孔眼,整个气体作用的总表面积增高射孔效率、压裂效率和油气井产能,是射孔大。故气体达到峰值压力的时间长且峰值压技术的重要进步。目前,正在研制开发的和已力较低,不利于裂缝的起裂,但由于其具有独经在油田推广使用的复
8、合射孔器有一体式复立的火药压力发生器,因此,可根据不同的地合射孔器、分体式复合射孔器、二次增效复合层条件及施工要求设计合理的火药用量,达射孔器、高孔密复合射孔器和防砂复合射孔到最佳的施工效果,也就是说分体式的装药器。量是不受限制的。装药量大,气体压力持续作3.1一体式用的时间长,有利于裂缝的延伸和扩展。[5]国内的一体式复合射孔是将固体推进剂3.3二次增效射孔与射孔弹一体化装入射孔枪内,实现复合射根据力的作用效果分析,气体的升压速孔压裂。将压裂药剂填入弹架内,利用导爆
