多脈沖氣動壓裂技術

1、多脈沖氣動壓裂技術多脈沖氣動壓裂技術20152015年年3 3月月4 4日日中國石油測井公司華北事業(yè)部中國石油測井公司華北事業(yè)部陳永昌陳永昌內(nèi)容內(nèi)容一、技術起源一、技術起源二、二、發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢三、技術原理三、技術原理四、施工工藝四、施工工藝五、適用范圍五、適用范圍六、技術優(yōu)勢六、技術優(yōu)勢七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況 該技術起源于19世紀60年代，向水井中開槍產(chǎn)生振動可以增加水量。一、技術起源一、技術起源 20世紀80年代中后期，我國開始把推進劑用于壓裂油氣井增產(chǎn)方面的研究。二、發(fā)展趨勢二、發(fā)展趨勢 高端化高端化：火藥量越來越多、燃燒速度越來越慢（單脈沖多脈沖、固體液體）； 全球化全球化

2、：起初應用于美國、俄羅斯和中國；以俄羅斯為軸心，擴大到土庫曼、越南、烏克蘭、烏茲別克斯坦、 哈薩克斯等；以美國為軸心，擴大到加拿大、委內(nèi)瑞拉；二、發(fā)展趨勢二、發(fā)展趨勢 廣泛化廣泛化：應用范圍逐漸擴大：直井水平井、油井注水井、低粘油層稠油油層）； 綜合化綜合化：與其它技術的復合（與射孔、水力壓裂、酸化等技術結合）； 縱深化縱深化：從井筒到地層。 藥柱藥柱延時器延時器三、技術原理三、技術原理加載壓裂，使地層產(chǎn)生和形成多條較長的加載壓裂，使地層產(chǎn)生和形成多條較長的裂縫體系，并伴隨大量的熱化學作用于地裂縫體系，并伴隨大量的熱化學作用于地層，以提高地層滲透性能，解除地層堵塞，層，以提高地層滲透性能，解除

3、地層堵塞，達到提高油井產(chǎn)量、水井增注的目的。達到提高油井產(chǎn)量、水井增注的目的。 該技術是對多種不同燃速的火藥、或同一種燃燒火藥進行該技術是對多種不同燃速的火藥、或同一種燃燒火藥進行優(yōu)化匹配優(yōu)化匹配( (加裝延時器加裝延時器) )，使火藥有序燃燒，形成多個高壓脈沖，使火藥有序燃燒，形成多個高壓脈沖波（多個峰值壓力），對地層實施多次連續(xù)高壓脈沖波沖擊波（多個峰值壓力），對地層實施多次連續(xù)高壓脈沖波沖擊造縫過程三、技術原理三、技術原理 首先在射孔層段產(chǎn)生第一級高壓脈沖波，其壓力首先在射孔層段產(chǎn)生第一級高壓脈沖波，其壓力是地層破裂壓力的是地層破裂壓力的1.51.5-2.0-2.0倍，快速起裂壓開地層，

4、形倍，快速起裂壓開地層，形成成3 3-8-8條裂縫，后續(xù)脈沖波（等于地層破裂壓力）連條裂縫，后續(xù)脈沖波（等于地層破裂壓力）連續(xù)補充能量，對地層再實施續(xù)補充能量，對地層再實施2 2-3-3次高壓沖擊波加載壓次高壓沖擊波加載壓裂，促使裂縫快速延伸，以進一步延伸地層裂縫，裂，促使裂縫快速延伸，以進一步延伸地層裂縫，從而在地層形成較長的多裂縫體系。從而在地層形成較長的多裂縫體系。增產(chǎn)機理實驗 名稱 峰 壓 (106Pa) 加壓速率 (107Pa/s) 脈沖時間 (ms) GF1 13 0.6 900 GF2 95 140 9 GF3 200 10,000 1 實驗E 250 430 裂縫特性 裂縫條數(shù)

5、取決于峰值壓力及升壓速率兩個因素裂縫條數(shù)取決于峰值壓力及升壓速率兩個因素 三、技術原理三、技術原理1、氣動力產(chǎn)生多條造縫（3-5條）增產(chǎn)機理2、水力振蕩：壓擋液注井筒內(nèi)多次上下運動；3、高溫熱：60000千卡熱量；4、化學作用：燃燒產(chǎn)物CO2 在高壓下溶于原油，降低粘度和表面張力。三、技術原理三、技術原理三、技術原理三、技術原理造縫特點總裝藥量大：總裝藥量大：（單一脈沖的（單一脈沖的1-21-2倍）；倍）；作用時間長：作用時間長：（單一脈沖的（單一脈沖的2-32-3倍）；倍）；機械振動多：機械振動多：對儲層產(chǎn)生機械振動次數(shù)增加；對儲層產(chǎn)生機械振動次數(shù)增加；套管損傷?。禾坠軗p傷?。憾嗝}沖中每個脈

6、沖藥量少，對套管多脈沖中每個脈沖藥量少，對套管損傷更小。損傷更小。施工工層段：1860.0-1875.0m ，套管無明顯變化三、技術原理三、技術原理四、施工工藝四、施工工藝1、電纜輸送四、施工工藝四、施工工藝2、油管傳輸五、適用范圍五、適用范圍1 1、砂巖、碳酸鹽巖；、砂巖、碳酸鹽巖； 2 2、注水壓力高的井；、注水壓力高的井； 3 3、原有射孔質量不好的井；、原有射孔質量不好的井；4 4、壓裂時降低地層破裂壓力；、壓裂時降低地層破裂壓力；5 5、消除污染，解堵：、消除污染，解堵：固相顆粒堵塞污染固相顆粒堵塞污染 化學性質不配伍引起的污染化學性質不配伍引起的污染射孔過程擠壓成孔形成的壓實帶污染

7、射孔過程擠壓成孔形成的壓實帶污染 近年來開發(fā)出多脈沖氣動力造縫技術模擬軟件，該軟件近年來開發(fā)出多脈沖氣動力造縫技術模擬軟件，該軟件可根據(jù)施工井的儲層特征、射孔參數(shù)、油井參數(shù)等進行優(yōu)化，可根據(jù)施工井的儲層特征、射孔參數(shù)、油井參數(shù)等進行優(yōu)化，從而選出適合的火藥類型及施工藥量。從而選出適合的火藥類型及施工藥量。六、技術優(yōu)勢六、技術優(yōu)勢1、軟件模擬六、技術優(yōu)勢六、技術優(yōu)勢2、施工工藝進一步完善 由原來的單一油管傳輸、地面投棒施工工藝發(fā)展到油管傳由原來的單一油管傳輸、地面投棒施工工藝發(fā)展到油管傳輸和電纜傳輸兩種施工工藝。輸和電纜傳輸兩種施工工藝。3、產(chǎn)品更豐富、適用范圍更廣 該技術已能滿足儲層深度該技術

8、已能滿足儲層深度500-5000500-5000米、儲層溫度米、儲層溫度40-15040-150的各種不同儲層需要的藥型種類及組合。的各種不同儲層需要的藥型種類及組合。七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況 20122012年以來，我公司先后在長慶油田、吉林油年以來，我公司先后在長慶油田、吉林油田、南陽油田、華北油田施工近田、南陽油田、華北油田施工近10001000口井，施工口井，施工井井98%98%達到了設計要求，取得了良好的增產(chǎn)效果達到了設計要求，取得了良好的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟效益，受到了客戶的廣泛認可和好評。和經(jīng)濟效益，受到了客戶的廣泛認可和好評。井號井號施工層段（施工層段（m m）施工前施工前施

9、工后施工后注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)楊19-201221-12277.507.520羅32-381706-17091717-171911.0510.525盤33-261920-192610.509.020盤43-222092-20982074-208011.0710.025柳90-301928-193210.5010.517姚012-242422-24282417-242114.51012.030旗011-272034-20422028-203313.0013.018塞405-272130-2

10、1322122-212812.5512.020馮64-711276-12789.009.014老井注水井多脈沖氣動力造縫降壓增注效果表（1）：七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況井號井號施工層段（施工層段（m m）施工前施工前施工后施工后注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)注水壓力注水壓力(MPa)(MPa)注水量注水量(m3)(m3)郭49-1062276-228211.0811.025元1061822-182510.5010.515新73-1001989-199511.069.523新57-1062010-201412.0012.020新77-962070-2076

11、11.5611.510新73-1002013-201910.50815新77-911923-1928.5115918新57-1071934-19411301321新51-971958-195285825陽58-482310-231614.808.720陽56-472265-22711109.020新49-1062017-202314014.07新75-1002003-200913.0012.520新73-981920-19289.509.518新泌562160-2173.62502560H13-121999.5-2017.222.0122.245七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況老井注水井多脈沖

12、氣動力造縫降壓增注效果表（2）：井號井號施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果井號井號施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果王98-43井1205-1215達到配注塬97-352644-26522666-2676達到配注杏250-231254-1259達到配注塬98-32510-2516達到配注丹105-21497-1500 1488-1494達到配注塬92-172710-2726達到配注塬108-043670-2679未達到配注王48-0151514-1522達到配注塬104-52656-2663達到配注王9-1111258-1268達到配注塬37-912638-26442611

13、-2617達到配注王52-0111496-1504達到配注塬44-192824-2830達到配注山037-521911-1918達到配注塬90-212802-28072788-2794達到配注高42-201885-1890達到配注塬95-452581-2587達到配注高42-221739-1742達到配注塬85-252855-2845達到配注王398-91339-1405達到配注地221-582638-2644達到配注河1-21357-1362未達到配注地175-112708-27142715-2720達到配注城31-131225-1227達到配注地213-742609-2616達到配注里12

14、-71674-1676達到配注地221-742521-2531達到配注陳298-2962259-2264達到配注地227-822570-25732575-2581達到配注里3-911574-1576達到配注塬97-472626-26322634-2638達到配注河376672-676達到配注塬100-92632-2640達到配注河371-1543-546達到配注塬97-492632-2672達到配注河348-1516-518達到配注塬85-272670-2680達到配注楊47-111054-1057達到配注地239-862548-2554達到配注新水井多脈沖氣動力造縫施工效果（1）：七、現(xiàn)場應

15、用情況七、現(xiàn)場應用情況井號井號施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果井號井號施工層段（施工層段（m m）施工效果施工效果楊46-121017-1019達到配注地225-822609-2619達到配注楊41-91134-1144達到配注地235-682860-2870達到配注楊44-14A1035-1038達到配注塬103-452543-25482531-2536達到配注席21-431125.5-1123達到配注塬103-482587-2589.5達到配注席21-421128-1129達到配注塬115-332610-26022591-2581達到配注鐮34-341381-13871376-

16、1378達到配注塬51-872693-2703達到配注席23-431198-1199達到配注塬51-852598-2608達到配注席22-431126-1129達到配注塬53-872634-2644達到配注楊40-151958-960達到配注地171-132695-2703達到配注定50-0481892-18951897-1900達到配注塬51-892660-2670達到配注定50-0521950-19541955-1959達到配注塬63-852688-2698達到配注化53-411342-1348達到配注塬121-292576-2588達到配注席24-441198-1200達到配注安156-

17、712426-24362404-2393達到配注化55-411345-1351達到配注安156-652276-2288達到配注塬59-352647-2655未達到配注安82-161566-1569達到配注塬101-352514-2521達到配注胡3071792-1795達到配注塬89-432738-2752達到配注胡241-371577-1580達到配注地197-392656-26662637-2642達到配注胡310-141596-1599達到配注黃126-1192452-24572470-2472達到配注新水井多脈沖氣動力造縫施工效果（2）：七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況七、現(xiàn)場應用情況

18、七、現(xiàn)場應用情況華北采油五廠爆燃壓裂解堵技術穩(wěn)油控水華北采油五廠爆燃壓裂解堵技術穩(wěn)油控水 本報訊本報訊 （通訊員王新成（通訊員王新成 苑順倉）截至苑順倉）截至4月月20日，華北油田采油五廠經(jīng)過日，華北油田采油五廠經(jīng)過爆燃壓裂解堵技術后恢復生產(chǎn)的爆燃壓裂解堵技術后恢復生產(chǎn)的5口油井從去年口油井從去年9月開始已累計產(chǎn)油月開始已累計產(chǎn)油2635.7噸，噸，措施后效果良好。其中，效果最好的晉措施后效果良好。其中，效果最好的晉93-19井累計增油井累計增油1462.2噸。噸。 隨著油田開發(fā)進入中后期，要對低效生產(chǎn)井進行挖潛，而壓裂費用高的難隨著油田開發(fā)進入中后期，要對低效生產(chǎn)井進行挖潛，而壓裂費用高的難題，一直困擾著采油廠。這個廠引進壓裂成本相對較低的爆燃壓裂解堵技術，