CN106050193B - 一种注液加压二次动态负压射孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注液增压二次动态负压射孔方法，该方法是将低渗透油气储层孔隙和微裂缝利用润湿反转剂达到饱和状态，当润湿反转剂侵入到一定区域后，向井下下放装有泄压腔的射孔枪，在相同位置处进行动态负压射孔，射孔孔道内由负压引起的涌流能够完全有效的将射孔孔道内的压实带和碎屑清理干净，克服了低渗透油气储层内在一次动态负压射孔后仅仅是靠近井筒段射孔孔道的压实带能够得到清除；在低渗透油气储层的动态负压射孔中，应用了润湿反转剂，能够有效提高油气储层渗透率，避免由于动态负压射孔引起的射孔孔道附近未破坏储层岩石内的孔道破坏以及“水锁”引起渗透率的降低。
Description
技术领域
本发明技术涉及为提高低渗透油气储层的油气采收率而进行注液加压二次动态负压射孔方法，特别适用于低渗透含气储层的射孔完井。
背景技术
动态负压射孔技术是一种能够清理射孔孔道内的压实带和碎屑、提高油气采收率的完井手段。其特点在射孔枪邻近装有一个泄压腔，在射孔枪引爆时，同时引爆泄压腔实现通孔。泄压腔通孔后引起的负压使射孔孔道内的金属射流碎屑和破碎岩石随压力波动引起的涌流进入到套管内和减小射孔孔道内压实带的厚度，减小由于射孔作业引起地层渗透率的降低。但是现有的动态负压射孔技术并不能完全适用于任何油气储层情况，如致密低渗透含气砂岩储层，负压引起的涌流并不能完全拖拽射孔孔道壁上具有一定压实程度的压实带。产生这种现象的主要原因是阻碍破碎岩石压实带发生位移的剪切强度高，尤其是压实带与未破坏的岩石垂向拉伸强度大，连接结合紧密。但是通过实验发现，对含有饱和液体的岩石在进行动态负压射孔时，能够有效清理射孔孔道上的压实带。这主要是由于在泄压腔的作用下，迅速产生的负压相当于在射孔孔道壁上立刻卸载，孔隙和微裂缝内受到压缩的流体压力释放，导致压实带在压力释放时立刻脱离未破碎的地层岩石，即压实带在涌流作用下受到未破坏岩石作用的剪切力近似为零，能够完全清理射孔孔道内破碎的碎屑和压实带。
由此可知，利用动态负压射孔技术对一定的油气储层段进行射孔，能够将射孔孔道中的压实带清理干净，减小渗透率降低程度。但动态负压射孔技术并不能适用于所有的油气储层，尤其是低渗透含气储层，由于负压引起的涌流只能将射孔孔道靠近井筒或水泥环附近的破碎岩石压实带和碎屑清理干净，在远离井筒处大部分射孔孔道内的压实带并不能被清理干净，此段长度的孔道内破碎岩石压实后部分封堵了气体渗流出的孔道，极大的降低渗透率。因此需要开发一种技术不仅能够适用于一般油气储层的动态负压射孔技术，更能适用于完全清理低渗透油气储层(尤其是砂岩储层)射孔孔道内压实带和碎屑动态负压射孔技术，确保经过实现射孔后的岩石渗透率变化影响极小，提高油气采收率。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供了一种注液增压二次动态负压射孔方法，该方法是将低渗透油气储层孔隙和微裂缝利用润湿反转剂达到饱和状态，有效的提高油气储层的渗透率。当润湿反转剂侵入到一定区域后，向井下下放装有泄压腔的射孔枪装置，在第一次射孔位置处再进行动态负压射孔，可以完全有效的将射孔孔道内的压实带和碎屑清理干净，极大的提高了油气采收率。
本发明采用的技术方案是：一种注液增压二次动态负压射孔方法，采用装有低密度射孔弹的射孔枪通过线缆下放到油气储层射孔段进行射孔。射孔弹引爆后产生的金属射流击穿射孔枪壳体、套管、水泥环，随后侵入到油气储层岩石中，实现地层与套管内的流体相通；第一次射孔后，射孔弹爆炸产生的高压气体引起的压力恢复到正常压力后，通过线缆取出套管内的射孔枪；通过输液管向射孔段底部注入润湿反转剂，具体的注入量要根据射孔段的长度以及射孔段地层的孔隙度和渗透率决定；注入润湿反转剂后，通过井口向地层增压，将润湿反转剂压入地层中，使在井筒附近处2m的地层孔隙和微裂缝处于饱和状态；打开井口，提出润湿反转剂输送软管，并及时向受到第一次射孔的油气储层段下放带有泄压腔的动态负压射孔枪装置，引爆射孔弹，并同时引爆泄压腔内的冲空弹，进行动态负压射孔作业；射孔后压力处于稳定状态后，通过线缆取出动态负压装置。
更进一步的，上述的第一次装有低密度射孔弹的射孔枪可根据螺旋射孔和定方位射孔两种情况布置。定方位射孔井筒方向布置间距不能小于0.8m，避免在注液增压后，下放动态负压射孔枪装置时，在地层压力下润湿反转剂从地层中流入井筒。
更进一步的，上述的润湿反转剂分为适用于低渗透砂岩亲水油层的润湿反转剂和适用于低渗透砂岩亲水气层的气润湿反转剂。
更进一步的，上述的润湿反转剂的注入量是通过套管内液柱高度表征，其至少是射孔段厚度的120倍。
更进一步的，上述注入润湿反转剂后，通过井口向地层增压，增压后的井口压力应保持一个恒定值，约大于地层压力的5MPa，持续时间小于套管内注入润湿反转剂完全渗入地层的时间。
更进一步的，上述下放的动态负压射孔枪装置，装入的射孔弹密度不能太高，避免引爆后产生的压力破坏套管，以及水泥环，以防止大量碎屑堵塞射孔枪与套管的环空区域，影响射孔孔道内碎屑的清理。
本发明的优点和积极效果为：
本发明技术与现有技术相比具有的优势：实现低渗透油气储层进行动态负压射孔后射孔孔道内的涌流能够将孔道壁上的压实带和碎屑清理干净，克服了低渗透油气储层在经过一次动态负压射孔后仅仅是靠近井筒段的射孔孔道内的压实带能够得到清除；在低渗透油气储层的动态负压射孔中，应用了润湿反转剂，能够有效提高油气储层渗透率，避免由于动态负压射孔引起射孔孔道附近未破坏储层岩石内的孔道破坏以及“水锁”引起渗透率的降低。
附图说明
图1为装有低密度射孔弹的常规射孔示意图，其中，1、油气储层射孔段岩石，2、小1米射孔弹，3、射孔枪壳体，4、套管内压井液，5、套管，6、水泥环，7、射孔弹支架，8、线缆，9、射孔孔道，Ⅰ、常规射孔枪腔体。
图2为润湿反转剂压入油气储层示意图，其中，1、油气储层射孔段岩石，4、套管内压井液，5、套管，6、水泥环，9、射孔孔道，10，润湿反转剂输送软管，11，润湿反转剂。
图3为装有高密度射孔弹的动态负压射孔示意图，其中，1、油气储层射孔段岩石，3、射孔枪壳体，4、套管内压井液，5、套管，6、水泥环，7、射孔弹支架，8、线缆，9、射孔孔道，11、润湿反转剂，12、大1米射孔弹，13、冲空弹，14、动态负压射孔孔道，Ⅱ、动态负压射孔枪腔体，Ⅲ、泄压腔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，在低渗透油气储层岩石1进行完井，井筒内含有一定高度的压井液4。在射孔枪Ⅰ内，将小1米射孔弹2安装在支架射孔弹支架7上，进行螺旋射孔或定方位射孔，可根据实际需要选用螺旋支架或定方位支架。在装有低密度射孔弹的射孔枪安装后，利用线缆8将射孔枪下放到油气储层射孔段进行射孔，引爆射孔弹后，产生的金属射流击穿射孔枪壳体3、套管5和水泥环6后，侵彻油气储层岩石1后，会产生一定深度的射孔孔道9。
在装有低密度射孔弹的射孔枪进行射孔结束后，通过线缆8进行提枪作业，下放润湿反转剂输送软管10至射孔段底端一段距离，向下注入润湿反转剂11，注入量根据射孔段高度决定，一般至少在井筒高度上是射孔段高度的120倍以上。注入润湿反转剂结束后，向井内加压，压力一般约高于地层压力5MPa，润湿反转剂11通过第一次常规射孔得到的射孔孔道9侵入到油气储层射孔段岩石1，将油气储层射孔段岩石1靠近井筒附近区域的气体或液体驱使到远离井筒处区域，靠近井筒处附近区域油气储层岩石的孔隙和微裂缝完全被润湿反转剂填充，如图2中阴影区域。
将部分润湿反转剂压入射孔段地层后，提出润湿反转剂输送软管，将带有射孔腔Ⅱ和泄压腔Ⅲ的动态负压射孔装置通过线缆8输送到井下油气储层射孔段。射孔枪中射孔腔Ⅱ装有高密度的大1米射孔弹12，泄压腔Ⅲ内装有一定数量的冲空弹13，在射孔弹引爆时同时引爆冲空弹，实现泄压腔腔体开孔，增大泄压面积。冲空弹的数量可以根据泄压腔泄压面积计算得到。大1米射孔弹12引爆后，会发生金属射流侵彻油气储层岩石产生射孔孔道，但是由于泄压腔Ⅲ的存在，射孔孔道内的负压引起的涌流将射孔孔道内的压实带和碎屑能够完全清理干净。
本发明方法实施过程有以下几个步骤：
步骤(1)、将装有低密度的小1米射孔弹的射孔枪通过线缆下放到井下油气储层射孔段进行常规射孔作业，实现井筒与地层的连通。
步骤(2)、对地层进行常规射孔之后，通过线缆将射孔后的射孔枪从井下提出，并将润湿反转剂输送软管下放到井下。软管末端需要下放到射孔段以下一段距离后，利用高压将润湿反转剂压入到井筒中，随着井筒中润湿反转剂的增加，液柱高度逐渐上升，将压井液顶到井筒的上部。
步骤(3)、输送一定量的润湿反转剂后，立刻向井下加压，压力一般约大于地层压力5MPa。在持续一段加压之后，润湿反转剂驱离井筒较近处的油气储层孔隙和裂缝内的气体和液体，使孔隙和裂缝充满润湿反转剂并处于饱和状态。
步骤(4)、当润湿反转剂压入地层后，提出润湿反转剂输送软管，将动态负压射孔装置下放到油气储层射孔段进行第二次射孔，井筒内压力恢复稳定后利用线缆将动态负压装置提出井筒。
Claims (6)
1.一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：采用装有低密度射孔弹的射孔枪通过线缆下放到油气储层射孔段进行射孔，射孔弹引爆后产生的金属射流击穿射孔枪壳体、套管、水泥环，随后侵入到油气储层岩石中，实现地层与套管内的流体相通；第一次射孔后，射孔弹爆炸产生的高压气体引起的压力恢复到正常压力后，通过线缆取出套管内的射孔枪；通过润湿反转剂输送软管向射孔段底部注入润湿反转剂，具体的注入量要根据射孔段的长度以及射孔段地层的孔隙度和渗透率决定；注入润湿反转剂后，通过井口向地层增压，将润湿反转剂压入地层中，使在靠近井筒附近处的地层孔隙和微裂缝处于饱和状态；打开井口，提出润湿反转剂输送软管，并及时向第一次射孔段下放带有泄压腔的动态负压射孔枪装置，引爆射孔弹，并同时引爆泄压腔内的冲空弹，进行动态负压射孔作业；射孔后压力处于稳定状态后，通过线缆取出动态负压射孔枪装置。
2.根据权利要求1所述的一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：所述的第一次装有低密度射孔弹的射孔枪可根据螺旋射孔和定方位射孔布置，定方位射孔井筒方向布置间距不能小于0.8m，避免在注液增压后，下放动态负压射孔枪装置前，在地层压力下，润湿反转剂从地层中流入井筒。
3.根据权利要求1所述的一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：所述的润湿反转剂分为适用于低渗透砂岩亲水油层的润湿反转剂和适用于低渗透砂岩亲水气层的气润湿反转剂。
4.根据权利要求1所述的一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：所述的润湿反转剂的注入量通过套管内液柱高度表征，其至少是射孔段厚度的120倍。
5.根据权利要求1所述的一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：所述注入润湿反转剂后，通过井口向地层增压，增压后的井口压力应保持一个恒定值，约大于地层压力5Mpa，持续时间小于套管内注入润湿反转剂完全渗入地层的时间。
6.根据权利要求1所述的一种注液增压二次动态负压射孔方法，其特征在于：上述下放的动态负压射孔枪装置，装入的射孔弹密度不能太高，避免引爆后产生的压力破坏套管，以及水泥环，防止大量碎屑堵塞射孔枪与套管的环空区域，影响射孔孔道内碎屑的清理。
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