浅谈复合射孔原理及应用

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1、浅谈复合射孔工艺及其原理应用吴涛（靖吴项冃部16102队）摘要：木文通过对复合射孔器材的结构描述和射孔过程分析，简单阐述了复合射孔的工艺原理及其应用现状和前景。关键词：复合射孔爆炸地层射流引言射孔技术是油气田开发中一个重要环节，人们把它比做足球比赛中的临门一脚。射孔技术有很多种类，其中复合射孔是近年来应用比较广泛，发展比较快，在油气田开发中应用前途比较好的-•项技术。复合射孔动态分析复合射孔主要分为射孔弹爆炸和火药燃爆两个过程。复合射孔的聚能射孔弹主要由弹壳，主炸药，引爆药和药罩组成。英结构如图所示：弹壳是聚能射孔弹的关键部件，决定装药外形，控制炸药爆炸后爆轰波的传播特性，使

2、其形成良好的聚能射流，减少相邻射孔弹相互干扰。弹壳一•般用钢铝合金，设计与加工时必须严格控制公差，确保射孔弹的性能。射孔弹穿孔的能量来源于所装填的炸药。它提供爆速鬲，燃烧压力大的爆轰波。射孔弹使用的炸药主要分为两类：一是敏感度较高的高能炸药，主要用作起爆药。另一类是敏感度较低的高能混合炸药，主要用作聚能射孔弹的主炸药。理想的炸药应爆速高，轰炸力人，耐温性好，使用安全可靠并易于较长期储存。炸药的化学性质受温度的影响很大，因此对所有的炸药都规定了安全工作温度。超过这个温度就可能导致自动爆燃或性能下降。目前，我国使用的RDX炸药占绝大多数。RDX炸药的熔点145摄氏度额定温度160

3、摄氏度。药型眾是射孔弹的重耍部件，也是形成金属射流粒子的材料来源。它在强有力的爆轰力作用下将产生质量大，密度高的高速射流。射孔弹主要应用爆炸中炸药的聚能效应。聚能就是在装药底部貝有锥孔（也叫聚能穴）或者再加上药烈罩使炸药在爆炸时能够将爆炸后的能量聚集在一个方向。从而对地层的穿透显著加强。在射孔时爆轰波以800M/S的爆速2000—3000摄氏度的爆温和高达30GPa的压力冲击药型罩的内层金属形成射流。它沿着射孔弹的轴线以500M/S的速度传播，此吋形成的速度梯度决定着穿透套管和地层所碍的射流拉伸强度。药型罩从引爆到完全形成射流约需16。6us射流产牛的压力约町达到1OOGPa

4、o如此巨人的惯性压迫使套管和地层物质以塑流方式从射孔孔道流开，从而达到穿透的目的。可见，射孔过程就是射孔弹引爆所产生的高压和药型罩所形成的射流破碎，挤压，穿透套管和地层的过程。聚能射孔弹内的炸药爆轰形成金属射流，它穿透套管然后进入地层。在理想状态下，射流应在射孔弹轴向上做直线运动，这样穿透性能最好。在射孔弹爆炸后，枪身内的火药被引燃。火药燃烧的高温高压气体从枪身小孔内迅速向外喷射。它对地层的作用体现在以下四个方而：1机械作用当火药在枪身内燃爆时，产生大量的高温高压气体，并迅速达到峰值。同时这种高温高压气体沿射孔弹爆炸形成的孔缝进入地层，在地层中继续形成辐射状的径向裂缝体系，不

5、仅穿透近井地带污染区，而且沟通了地层的天然微裂缝，使其导流能力显著提高。2热作用在火药燃爆过程屮，它能释放出人量的热量，将在井筒小和近井地带引起巨大的温度变化。高温井液进入近井地层，熔化石醋，胶质-沥青沉积物，破坏堵塞物，降低原油粘度，溶解污染物更利于油气渗流。3化学作用火药爆燃时燃气屮一氧化碳，二氧化碳硫化氢等成分遇水形成酸液，渗入岩层产生酸化地层的效果。4水力冲击作用火药燃爆产生的高压气体影响井液，对地层形成脉动冲击。这种冲击可以松动堵塞颗粒,使输汕孔道的毛细孔径发牛变化，降低孔隙内表面张力，捉高岩层的渗流能力。复合射孔的特点1增加了高温高压气体的能量利用率。由于复合射孔

6、是射孔弹先爆炸，此后火药燃烧气体决大部分都能通过射孔眼作用于地层，大大提高了火药燃烧的能量利用率。2和比于其它射孔方，式复合射孔把聚能射孔作用与高压流体的造缝作用紧密结合，增大了井眼至储层间的沟通长度和面积。3延伸射孔通道的高压流体具冇消除破碎压实带堵塞并在近井地带被污染的汕层屮造出新裂缝的功能，从而改变了油层至井眼的渗流条件。4复合射孔技术简化了施工工艺，其效果相当于将射孔和压裂一步完成。简化了施工过程，降低了生产成木。复合射孔适用范围1用于探井的射孔完井。由于复合射孔独特的造缝机理，射孔后不会给油层造成污染,射孔弹的作用半径一般大于钻井等施工对井眼周围的污染，因而不必采川

7、其它扌占施即可真实反应汕气层的储能情况，为准确评价汕气层的储量创造了条件。2用于生产井的射孔完井。对于地层原始特性较好具有较高产能和地层压力的岩层复合射孔不仅口J对井眼周围储层造出多条裂缝，解除近井地带污染，捉高产量，也给以后进行水力压裂或其它增产措施打下了良好的基础。3用于出油率降低及注水量降低的老油水井重射补孔。对以解除原有缝隙的堵塞开出新的裂缝，迅速恢复和提高汕井的产量和水井的注水蜃。复合射孔的应用现状及前景展望目前，复合射孔在我们长庆区块的使用范围还比较有限，大多是在注水井中使用。也有一小部分老