高能氣體壓裂增產(chǎn)技術(shù)

關(guān)于高能氣體壓裂增產(chǎn)技術(shù)Xi’anShiyouUniversity高能氣體壓裂、層內(nèi)爆炸壓裂、水力壓裂的區(qū)別1.高能氣體壓裂2.層內(nèi)爆炸壓裂利用脈沖加載并控制壓力上升速度，使迅速釋放的高溫高壓氣體在井筒附近壓開(kāi)多方位的徑向裂縫，使儲(chǔ)層中的天然裂縫能夠與井筒連通，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。第一章先生成一個(gè)水力裂縫,把固體炸藥送入裂縫深處,然后點(diǎn)燃炸藥,在主裂縫附近生成壓碎帶或剪切裂縫,同時(shí)保持井筒完好無(wú)損,達(dá)到提高油井產(chǎn)能的目的.3.水力壓裂第一節(jié)高能氣體壓裂增產(chǎn)技術(shù)第2頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月一、爆炸與燃燒（1）燃燒，是物質(zhì)進(jìn)行劇烈的氧化還原反應(yīng)，并伴隨著發(fā)熱和發(fā)光的現(xiàn)象。Xi’anShiyouUniversity第一節(jié)火工第一章通常所稱的燃燒是指某些物質(zhì)(如柴、煤、油等)與空氣中的氧氣化合引起的劇烈氧化反應(yīng)現(xiàn)象?；鹚幦紵凶銐虻难趸瘎?，燃燒時(shí)不需要空氣或外加的氧化劑。第3頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第一節(jié)關(guān)于火工的有關(guān)知識(shí)第一章（2）爆炸，是在極短暫時(shí)間內(nèi)發(fā)生能量轉(zhuǎn)變或者氣體體積急劇膨脹的現(xiàn)象。廣義的爆炸包括爆轟、爆燃與燃燒。爆炸一般分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸三類。①反應(yīng)的放熱性。目前常規(guī)軍用炸藥的爆熱一般為3~6MJ/kg。②反應(yīng)的高速性。爆炸反應(yīng)是在微秒級(jí)(10-6s)時(shí)間內(nèi)完成的。③生成大量高溫高壓氣體產(chǎn)物。炸藥的爆炸屬于化學(xué)爆炸，它有三個(gè)特征：第4頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第一節(jié)關(guān)于火工的有關(guān)知識(shí)第一章二、火工材料

（1）火藥

是在無(wú)外界供氧條件下，可由火花、火焰等外界能源正常引燃，迅速進(jìn)行有規(guī)律的燃燒，同時(shí)生成大量熱和氣體產(chǎn)物的混合物，通常由氧化劑、粘結(jié)劑、可燃劑及附加劑等組成。

（2）炸藥

是在一定的外界能量作用下，能發(fā)生高速的化學(xué)反應(yīng)、放出大量的熱，生成氣體產(chǎn)物并對(duì)外界做功的化合物或混合物。廣義的炸藥包含起爆藥、猛炸藥、火藥和煙火劑。國(guó)內(nèi)通常稱謂的炸藥是指猛性炸藥。第5頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第一節(jié)關(guān)于火工的有關(guān)知識(shí)第一章二、火工材料

（3）油氣井射孔彈所用炸藥

屬于高能混合炸藥，絕大部分以黑索金、奧克托今為主體。常見(jiàn)的混合炸藥有：①1235號(hào)耐熱傳爆藥：且有較高的爆轟感度，能在180℃溫度下工作2h，爆轟性能、成型性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，使用安全。②2號(hào)耐熱炸藥：以TATB(三氨基三硝基苯)為主體，敏感度極低，使用安全，可用于耐高溫(小于250℃)的射孔彈或其他爆破器材中。③411號(hào)耐熱炸藥：可在2l0~220℃條件下工作2h，爆轟性能好，破甲深度深，撞擊感度和摩擦感度低，有較好的安全性能，成型性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，是一種綜合性能較好的耐熱炸藥。第6頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第二節(jié)國(guó)外發(fā)展概況第一章一、美國(guó)

1858年，美國(guó)德凱瑞首創(chuàng)性地提出了改造油層從而使油井增產(chǎn)的概念。

1861年，丹尼斯第一次成功地使用步槍火藥改造了油層。

1864年，羅伯茨申請(qǐng)了第一個(gè)油井爆炸增產(chǎn)的專利。1.應(yīng)力壓裂(stressfrac)氣體發(fā)生器的應(yīng)用情況是美國(guó)Servo—Dynamics公司研制的高能氣體壓裂工具，據(jù)介紹已有近30年的歷史，施工井次達(dá)4000口以上，增產(chǎn)69％~279％。

第7頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第二節(jié)國(guó)外發(fā)展概況第一章1）處理深度為90-4268m；2）縫長(zhǎng)達(dá)10m以上；3）可適應(yīng)的壓力范圍為1.725~41.4MPa；4）應(yīng)用于新井的油氣層增產(chǎn)處理，包括多次處理；5）用于水力壓裂等措施前或者措施后進(jìn)行處理；6）應(yīng)用于不宜進(jìn)行水力壓裂及酸化處理的油氣層，如水敏性油氣層等。7）對(duì)砂巖及碳酸巖油氣層均可取得較好的效果，它可以產(chǎn)生多條裂縫，并可使之與天然裂縫溝通，因而增產(chǎn)效果明顯。技術(shù)參數(shù)與適用范圍第8頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第二節(jié)國(guó)外發(fā)展概況第一章1)東得克薩斯油田某注水井：巖性：細(xì)砂巖，孔隙度為14％，滲速率為5md;

井況：第一次酸化、再次酸化都未成功。應(yīng)力壓裂前，注水量為1.98m3/h，注入壓力為6.9MPa，應(yīng)力壓裂后，注水量上升為2.64m3/h，注入壓力下降為1.389MPa2)中阿但特戴維油田某油井：巖性：砂巖，孔隙度為7％，滲速率為10md，井況：細(xì)砂堵塞了射孔孔眼，產(chǎn)量很低，再次酸化處理仍末成功應(yīng)力壓裂前，該井的原油產(chǎn)量為1.5m3/d，壓裂后上升到4.0m3/d,一年后產(chǎn)量還保持在3.5m3/d。應(yīng)用實(shí)例第9頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第二節(jié)國(guó)外發(fā)展概況第一章2.雙基推進(jìn)劑在泥盆系頁(yè)巖中進(jìn)行多裂縫壓裂的研究情況

美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，泥盆系頁(yè)巖用高速爆炸處理會(huì)在井筒附近造成壓碎和壓實(shí)區(qū)域，封堵了產(chǎn)出物、泡沫壓裂雖可避免應(yīng)力罩的產(chǎn)生，但僅能產(chǎn)生單一裂縫。高能氣體壓裂，在強(qiáng)大的氣流擠壓作用下，既可避免壓碎井壁，可產(chǎn)生輻射狀的多條裂縫。多裂縫壓裂測(cè)得的典型壓力波曲線第10頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第二節(jié)國(guó)外發(fā)展概況第一章二、前蘇聯(lián)

前蘇聯(lián)專家們認(rèn)為，高能氣體壓裂過(guò)程中既存在著機(jī)械作用，產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)庥制鹆藷峄瘜W(xué)作用，同時(shí)在井筒中形成的壓力脈沖又可造成物理作用，因而，高能氣體壓裂是上述增產(chǎn)方法結(jié)合起來(lái)的有效措施，其增產(chǎn)效果并不比水力壓型差。

在前蘇聯(lián)，高能氣體壓裂技術(shù)已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用，從新井評(píng)價(jià)、生產(chǎn)井投產(chǎn)到油田高含水階段的開(kāi)發(fā)等各個(gè)階段都應(yīng)用了這一技術(shù)，并取得了較好的效果?？偟膩?lái)看，前蘇聯(lián)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模、技術(shù)成熟性、壓裂效果等方面均優(yōu)于美國(guó)，值得我們借鑒學(xué)習(xí)。第11頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章一、高能氣體壓裂的特點(diǎn)1）三種壓裂力方法的壓力時(shí)間關(guān)系壓裂方法縫值壓力（MPa）升壓時(shí)間（s）加載速度（MPa/s)總過(guò)程

(s)爆炸壓裂10410-7106~10710-6高能氣體壓裂10210-3103~104101水力壓裂10110210-1~10-2104第12頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章三種壓裂方法的p-t過(guò)程

高能氣體壓裂的過(guò)程是一種劇烈的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，是火藥或推進(jìn)劑的燃燒或爆燃反應(yīng)過(guò)程，在幾毫秒或幾百毫秒內(nèi)就能完成。所以不同于水力壓裂壓裂，也不同于井筒爆炸壓裂(在幾微秒內(nèi)完)。因此能在地層中形成多條隨機(jī)裂縫而又不傷害井筒或套管。2)不論哪種類型的高能氣體壓裂，均有成本低廉、工藝簡(jiǎn)便、動(dòng)用設(shè)備少、對(duì)施工場(chǎng)地?zé)o特別要求、工藝時(shí)間短、增產(chǎn)增注效果好、經(jīng)濟(jì)效益好、對(duì)油層傷害小、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。第13頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章二、高能氣體壓裂的增產(chǎn)機(jī)理1）增產(chǎn)原理（1）氣體發(fā)生器內(nèi)的發(fā)射藥和固體推進(jìn)劑被點(diǎn)火后，在幾個(gè)毫秒內(nèi)迅速爆燃，并產(chǎn)生壓力近100MPa、溫度為2500℃(很快下降)的高速氣流，使井壁地層產(chǎn)生多條徑向裂縫，其中長(zhǎng)裂縫的長(zhǎng)度為井徑的50~100倍或200倍。裂縫中的一條或幾條可能和垂直于最小主應(yīng)力的油層天然裂縫相溝通，就大大改善了油層的滲流能力，因此增產(chǎn)作用是明顯的，而水力壓裂產(chǎn)生的一條裂縫卻與天然裂縫走向一致、不會(huì)溝通。第14頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章

（2）由于高能氣體壓裂形成的多條徑向裂縫(2~5條)的方向是隨機(jī)的，基本上都不垂直于最小主應(yīng)力方向。根據(jù)巖石的力學(xué)規(guī)律，巖石破裂時(shí)，裂縫的方向總是垂直于最小主應(yīng)力軸。這樣，在地層巖石的應(yīng)力控制下，就會(huì)對(duì)高能氣體壓裂產(chǎn)生的隨機(jī)裂縫造成剪切、錯(cuò)動(dòng)效應(yīng)，使兩縫面產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)位移，兩個(gè)縫面上凹凸處相互交錯(cuò)，形成不會(huì)閉合的自行支撐的裂縫。第15頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章

（3）高能氣體壓裂的高溫、高壓、高頻沖擊氣流會(huì)使多條裂縫縫面處的巖石產(chǎn)生少量崩垮，剝落的碎屑，其硬度與巖石完全一致，它們也會(huì)變成自行支撐裂縫的支撐物。形成不可回復(fù)的殘余變形裂縫，要滿足右式：第16頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章2）解堵原理

（1）高能氣體壓裂產(chǎn)生的徑向多條裂縫穿過(guò)井筒附近的污染帶，形成了新的油氣流動(dòng)通道，一般井筒周圍的污染帶半徑不大，多在1m以內(nèi)，所以不論藥量多少，一般高能氣體壓裂形成的多條裂縫均能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出污染帶的范圍，與油層深處溝通，從而得到解堵效果。2)發(fā)射藥或固體推進(jìn)劑爆燃時(shí)，產(chǎn)生的爆煙氣流溫度在2500℃以上，壓力近100MPa，它會(huì)向一切孔隙沖擊。隨著各裝藥段爆燃反應(yīng)的進(jìn)行，沖擊不斷產(chǎn)生。形成高溫、高壓、高頻的沖擊氣流波，它能夠?qū)⒂蛯釉紫吨挟a(chǎn)生堵塞作用的機(jī)械雜質(zhì)或各種鹽類微粒、油層巖石剝落的微粒、膠結(jié)物中因膨脹而堵塞孔道的松散物質(zhì)絕大部分沖刷、清掃干凈，基本恢復(fù)孔隙結(jié)構(gòu)的原始狀態(tài)，從而解除堵塞。第17頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章（3）產(chǎn)生高能氣體的同時(shí)也產(chǎn)生了沖擊波、超聲波、強(qiáng)聲場(chǎng)，它穿透件能極強(qiáng)，作用于油層可疏通油流通道，降低毛細(xì)孔道的表面張力，使原油降粘、除垢并解堵、清蠟防蠟，抑制地層細(xì)菌的生長(zhǎng)和聚集，從而提高油層的泄油能力。(4)高能氣體壓裂處理后2h，井底還維持有足夠高的溫度異常。高溫場(chǎng)可以溶解沉積在處理層段井筒及地層滲濾面上的蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)沉積物，疏通滲流通道，降低滲流阻力。溫度升高后，原油粘度降低，流度也相應(yīng)提高了。

（5）火藥或推進(jìn)劑燃燒生成的CO，CO2，N2，NO，HCl等攜帶熱能的生成物進(jìn)入油層。前二種易溶于原油，從而降低了原油的粘度，提高了原油溶解蠟及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的能力。后二種生成物均易溶于水而產(chǎn)生腐蝕性強(qiáng)的硝酸和鹽酸，相當(dāng)于對(duì)地層進(jìn)行了酸處理。第18頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章3）高能氣體壓裂適應(yīng)地層（1）新井試油評(píng)價(jià)，可解除污染，獲得測(cè)試結(jié)果；（2）酸化壓裂后的地層，可進(jìn)行油氣層解堵；（3）對(duì)天然裂縫發(fā)育的區(qū)域，可進(jìn)行增產(chǎn)改造；（4）對(duì)注水井，通過(guò)解堵、壓裂達(dá)到增注目的；（5）水敏、鹽敏、酸敏地層，可壓裂改造或解堵；（6）尤其適于常規(guī)改造技術(shù)不宜進(jìn)行的沙漠、灘海、高山地區(qū)的油氣井

另外，高能氣體壓裂作用的介質(zhì)是爆燃?xì)怏w。不會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生任何傷害，施工中也不向井外排出廢液，不會(huì)引起環(huán)保問(wèn)題；施工小使用設(shè)備少，人力少，工藝簡(jiǎn)便，施工周期短，成本極低．效益極大。第19頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章三、高能氣體壓裂的理論研究

根據(jù)課本P11表1-3的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得到不同壓力加載速度與裂縫之間的關(guān)系。當(dāng)加載速率大于1000GPa/s時(shí)，井壁被炸得粉碎；當(dāng)加載速率大于32~100GPa/s而小于1000GPa/s時(shí)，井壁附近產(chǎn)生多條裂縫；當(dāng)加載速率小于32GPa/s時(shí)，只造成兩條裂縫。1）加壓速度第20頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章2）增產(chǎn)倍數(shù)

假設(shè)地層均質(zhì)等厚、各向同性，裂縫滲透率假設(shè)為無(wú)限大，縫長(zhǎng)為L(zhǎng)的裂縫的產(chǎn)量公式為：可得高能氣體壓裂的增產(chǎn)倍數(shù)：第21頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章縫長(zhǎng)(m)條數(shù)增產(chǎn)倍數(shù)縫長(zhǎng)(m)條數(shù)增產(chǎn)倍數(shù)1532.49631.9142.5941.9762.6962.0382.7582.071032.20431.7442.2741.7862.3661.8382.4081.86明顯看出，在縫長(zhǎng)一定的條件下，增加縫數(shù)的增產(chǎn)效果并不明顯。—般高能氣體壓裂的增產(chǎn)倍數(shù)約為1.5~2.5倍，在溝通天然裂縫的條件下，增產(chǎn)倍數(shù)會(huì)有明顯提高。裂縫增產(chǎn)倍數(shù)第22頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第三節(jié)增產(chǎn)機(jī)理及理論研究第一章3）一些結(jié)論根據(jù)室內(nèi)的應(yīng)用研究工作，可以得到以下結(jié)論：（1）高能氣體壓裂可壓出多于2條的徑向裂縫，裂縫條數(shù)取決于升壓的速度。（2）高能氣體壓裂的增產(chǎn)培數(shù)一般為1.5~2.5倍，設(shè)備少、工藝簡(jiǎn)單、成本低（3）已經(jīng)有了接近實(shí)測(cè)結(jié)果的設(shè)計(jì)方法，可以有效地避免套管和水泥環(huán)的損壞。（4）高能氣體壓裂設(shè)計(jì)的基本原則是采用低燃速、大藥量的裝藥，壓出3-5條較長(zhǎng)的徑向裂縫。（5）高能氣體壓裂適用于不同井別的油氣井，如探井、生產(chǎn)井和注水井等，對(duì)沙漠油田的超深井和灘海油氣井有特殊的適應(yīng)件。第23頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章一、裸眼井高能氣體壓裂技術(shù)研究

西安石油學(xué)院與兵器工業(yè)部204研究所，在1985年對(duì)裸眼井設(shè)計(jì)了三段裝藥的爆燃?xì)怏w發(fā)生器，并獲得了國(guó)家專利。

就1987年所施工的66口井進(jìn)行分析。

1)增產(chǎn)效果明顯、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的有33口井，占50％，

2)增產(chǎn)效果和持續(xù)時(shí)間一般者有16口。占24.2％。

3)增產(chǎn)效果甚微或基本無(wú)效的有17口。占25.8％。

4)成功率：成功率力87.8%。擴(kuò)大試驗(yàn)的結(jié)果分析第24頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章二、套管井高能氣體壓裂技術(shù)研究

裸眼井高能氣體壓裂研究的最終日標(biāo)，是將其應(yīng)用于套管井，西安石油學(xué)院與兵器工業(yè)部204所在此領(lǐng)域都進(jìn)行了大量有效的工作。1）油層爆燃?jí)毫哑?）高能氣體壓裂用氣體發(fā)生器3）金屬?gòu)棜怏w發(fā)生器——徑向泄氣金屬外殼彈4）無(wú)殼彈5）液態(tài)火藥高能氣體壓裂技術(shù)第25頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章1）油層爆燃?jí)毫哑鳎?）外殼是足酚醛環(huán)氧玻璃布管，耐壓強(qiáng)度高；（2）導(dǎo)線接頭使用高壓密封插塞，保持良好的電絕緣性能；（3）裝填燃速緩慢的多種火藥或推進(jìn)劑，并以不同裝藥結(jié)構(gòu)控制產(chǎn)生的高能氣體的速率；（4）具有打撈環(huán)，可與油田設(shè)備配套使用。第26頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章

油層爆燃?jí)毫哑饔蓽y(cè)井電纜懸掛，靠磁定位準(zhǔn)確下到油層套管的射孔段，油層爆燃?jí)毫哑髦械幕鹚幈己?，產(chǎn)生的高能氣體通過(guò)套管孔眼使油層產(chǎn)生裂縫。能對(duì)1000~3000m的石油、天然氣套管井進(jìn)行爆燃?jí)毫?，能與油田的通用設(shè)備配套使用，可采用通用的作業(yè)方法，所用設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、安全可靠、費(fèi)用低廉，針對(duì)油層厚度可任意組合管殼的長(zhǎng)度。工藝過(guò)程在延長(zhǎng)油田七里村油礦的759口井進(jìn)行了試驗(yàn)，增產(chǎn)6.3倍．優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果第27頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章2）高能氣體壓裂用氣體發(fā)生器（1）可重復(fù)使用；（2）活塞式軸向限壓；（3）平衡噴射（4）泄氣管徑向泄氣式（5)加重防沖型金屬裝置（6）大型藥柱（7）金屬點(diǎn)火具第28頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章工藝過(guò)程發(fā)生器由電纜打撈頭連接．下部與泄氣管相連。泄氣管壁開(kāi)有徑向泄氣孔若干，當(dāng)電纜通電后，保護(hù)管內(nèi)的抗沖擊和擠壓金屬點(diǎn)火具點(diǎn)燃藥柱。待壓力上升至設(shè)定值時(shí)，上、下接頭內(nèi)的剪切銷釘被剪斷，上、下活塞同時(shí)沖出，燃?xì)鈬娚溥M(jìn)上、下泄氣管中，再?gòu)较蛐谷刖畠?nèi)。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)便于更改藥型、藥量、變更裝藥結(jié)構(gòu)和點(diǎn)火系統(tǒng)，施工簡(jiǎn)便、成本低、施工后井下無(wú)任何落物、不污染油氣層、能避免電纜打扭、發(fā)生器裝置可重復(fù)使用。第29頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章3）金屬?gòu)棜怏w發(fā)生器——徑向泄氣金屬外殼彈

對(duì)金屬?gòu)棜さ募夹g(shù)要求是：具有較尚的抗內(nèi)壓、抗外擠及抗拉伸機(jī)械強(qiáng)度，有可靠的密封性，較好的拆裝靈活性及抗酸、堿、鹽類及爆燃?xì)堄辔锏母g性．能多次重復(fù)使用，不產(chǎn)生裂紋、燒傷、沖蝕等缺陷。

對(duì)撞擊點(diǎn)火裝置的要求是：（1）較高的強(qiáng)度，主體不應(yīng)有損傷．可重復(fù)使用。（2）絕對(duì)安全性，在運(yùn)輸或使用中，任何條件下不能發(fā)生自然點(diǎn)火（3）有很高的可靠性，撞擊后應(yīng)迅速發(fā)生作用（4）可靠的密封性。第30頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)高能氣體發(fā)生器的研制第一章4）無(wú)殼彈第31頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第五節(jié)高能氣體壓裂的壓力監(jiān)測(cè)及施工工藝第一章一、高能氣體的壓力監(jiān)則1）銅柱法測(cè)峰值壓力銅柱測(cè)壓儀結(jié)構(gòu)如右圖所見(jiàn)，其敏感元件是銅柱。經(jīng)過(guò)預(yù)壓，給出銅柱的尺寸及相應(yīng)的壓力范圍。當(dāng)承受到巨大壓力時(shí)，銅柱就會(huì)被活塞壓擠變形。用變形后的尺寸，直接按工廠給出的表格計(jì)算，就能知道銅柱承受的最大壓力。這就是高能氣體壓裂時(shí)的壓力峰值。第32頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第五節(jié)高能氣體壓裂的壓力監(jiān)測(cè)及施工工藝第一章2）p-t測(cè)試儀測(cè)壓力變化過(guò)程

井下儀器通電后，控制模塊使點(diǎn)火頭與點(diǎn)火電源相連，同時(shí)啟動(dòng)采集與記錄模塊，將火藥點(diǎn)燃后造成的并簡(jiǎn)壓力變化過(guò)程記錄下來(lái)，壓裂結(jié)束后，將監(jiān)測(cè)儀提出井筒并與專用的接口面板連接，讀出電子記錄模型中的p-t過(guò)程。第33頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第五節(jié)高能氣體壓裂的壓力監(jiān)測(cè)及施工工藝第一章二、高能氣體壓裂施工工藝1）電纜起下，液柱壓擋，地面引燃施工工藝用射孔電纜將氣體發(fā)生器下到目的層段，采用液柱壓擋，通過(guò)地面通電引燃。壓擋液柱的高度不得小500m。2）油管輸送、封隔器與液柱復(fù)合壓擋，撞擊引燃施工工藝用油管將氣體發(fā)生器、p—t監(jiān)測(cè)儀、撞擊起爆器及封隔器等拖運(yùn)到設(shè)計(jì)井深。首先座封封隔器，之后在油套環(huán)空施加10~20MPa的平衡壓力，最后從油管內(nèi)投棒撞擊引燃。第34頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月第五節(jié)高能氣體壓裂的壓力監(jiān)測(cè)及施工工藝第一章第35頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第五節(jié)高能氣體壓裂的壓力監(jiān)測(cè)及施工工藝第一章項(xiàng)目電纜起下油管輸送井深(m)2000~6000<4000耐壓(MPa)5545耐溫(℃)150150完井方式套管井，裸眼井套管井井類型生產(chǎn)井、水井、探井生產(chǎn)井、水井、探井、氣井所用主要設(shè)備修井車、水泥車、射孔車修井車、水泥車施工周期(h)3~86~24定深方式磁接箍定位丈量油管兩種工藝對(duì)比第36頁(yè),共41頁(yè)，星期六，2024年，5月Xi’anShiyouUniversity第六節(jié)高能氣體壓裂技術(shù)應(yīng)用效果第一章一、高能氣體壓裂技術(shù)適用范圍1)在鉆井過(guò)程中鉆井液污染或者井下作業(yè)中壓井液污染的探井和生產(chǎn)井。2)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械雜質(zhì)堵塞的井。3)酸化后酸渣造成二次堵塞的井。

4)水力壓裂后填砂裂