CN112523729A - 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 - Google Patents
一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112523729A CN112523729A CN202011478871.6A CN202011478871A CN112523729A CN 112523729 A CN112523729 A CN 112523729A CN 202011478871 A CN202011478871 A CN 202011478871A CN 112523729 A CN112523729 A CN 112523729A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- energy
- adaptive
- perforation
- deflagration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 title claims description 58
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title claims description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 21
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 21
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 21
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 15
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 15
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 14
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 13
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 12
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 12
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 claims description 10
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 claims description 10
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 10
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 8
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 8
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 8
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;zinc Chemical compound [Zn].OO DLINORNFHVEIFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940105296 zinc peroxide Drugs 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical group [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 claims description 5
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 claims description 5
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical group [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 3
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 229940037312 stearamide Drugs 0.000 claims description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 70
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 58
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 26
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 11
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 description 3
- WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N hydantoin Chemical group O=C1CNC(=O)N1 WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940091173 hydantoin Drugs 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- -1 well depth 3500m Substances 0.000 description 1
- 239000008207 working material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
- C06B33/02—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with an organic non-explosive or an organic non-thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
- C06B33/06—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being an inorganic oxygen-halogen salt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
- C06B33/12—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being two or more oxygen-yielding compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
- C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
Abstract
本发明具体涉及一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于包括超燃射孔系统管柱、超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索，所述超燃自适应释能射孔弹安装于超燃射孔系统弹架内，超燃串联装药模块扣于超燃自适应释能射孔弹的药型罩开口位置，超燃续能装药模块固定在超燃自适应释能射孔弹周围的超燃射孔系统弹架上，导爆索连接各超燃自适应释能射孔弹，超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索组合成一体后装入到超燃射孔系统管柱内。本发明较同类型射孔技术具有明显的地层致裂导通效果。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探开发技术领域，具体涉及一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统。
背景技术
目前，油气射孔技术主要分为活能射孔弹技术、复合式射孔技术、分体式复合射孔技术和一体式复合射孔技术。
活能射孔弹技术
活能射孔弹技术也称自反应药型罩射孔弹技术，是聚能射孔技术发展的一个方向，这种技术的主要特征是射孔弹内部使用的药型罩在射孔弹炸药药柱爆轰时可自行反应，药型罩在高温高压作用下不仅可以形成穿孔，同时也可与井下介质发生二次反应，该技术具有显著的孔道改造效果。但该技术在追求聚能射流二次能量释放的同时，对射流侵彻穿深的损失也随之表现出来。因此在国外，该技术主要还是用于一些适应地层的射孔作业。但相较于其他复合射孔技术，射孔弹的技术升级是实现射开地层、导通油路最为直接而高效的途径之一。如何进一步发挥这类技术的优势，同时降低该技术的技术缺陷，是完善该技术的发展之路。然而，油井套管及射孔管柱空间有限，产品设计尺寸受限，所携带的爆炸能量和反应物质也随之受限，同时考虑材料成本、使用经济性，因此射孔弹的技术提升受到多方面因素制约。基于当前技术环境，我们仍需要在保证良好地层穿透效果的前提下，进行自反应药型罩及相关弹体药剂的技术革新和升级。
复合式射孔技术
发展复合式射孔技术是聚能射孔技术升级开发的主要途径之一，它丰富了单一射孔只射开孔道的功能，提高了射孔施工的使用效果。复合射孔是一种能够在不改变射孔弹基本结构和常规管柱施工方式的实现增效射孔的技术途径。通过在射孔枪内、射孔枪外和套管内环形空间增加各种形式的火药或推进剂装药模块，在射孔弹爆炸后被激发爆燃产生高能高压气体，通过射孔孔道对地层形成持续压力载荷，从而在作用地层产生和延伸裂缝，提高油气导通能力。常见的复合式射孔分为分体式复合射孔技术和一体式复合射孔技术。
分体式复合射孔技术
分体式复合射孔技术，主要在常规射孔器底部或者中部安装压裂器，射孔器与压裂器之间是基本隔离状态。这样装配的好处是，射孔器与压裂器属于相对独立的单元，射孔弹爆炸与压裂药爆燃之间不会容易形成相互干扰，枪体安全性较高。由于装药量较大，二次爆燃气体压裂做功持续时间较长，对地层压裂具有一定好处。但该技术方案存在几个方面的缺点，一是做功效率低。压裂药与射孔孔眼的纵向距离大，压裂药的二次爆燃产生的压力很难直接作用于地层孔道，工作效率较低。二是装药多能量大，存在套损风险。虽然可产生较长时间的压力载荷，但可能会对油井环套及固井水泥环会产生一定程度的损伤，严重的可造成套管变形及错断。因此分体式复合射孔技术与一体式复合射孔技术相较而言，在做功效率、井下环境影响方面都有一定程度的不足。
一体式复合射孔技术
一体式复合射孔技术是目前使用较为广泛的复合增效类射孔技术，它主要分为外置式和内置式两种射孔技术表现形式。
其中，外置式射孔工艺即是在射孔器外部包裹上一层含能材料，当射孔器起爆穿孔后，高温高压将外层含能材料引燃，在枪套、空间内形成高压燃气流，并沿射孔孔道进入到地层。外置式复合射孔的好处是二次做功材料被设置于射孔段的套管内，射孔弹射孔后，高压气体可以马上进入射孔孔道内，对地层的有效动力加载有所提高。但该技术存在以下不足之处，一是在射孔装置下放过程中，套管内壁有时会剐蹭外套式药柱，容易引起药柱提前爆燃而造成井下事故。二是高压气体对井筒直接冲击与侵蚀，也会造成井筒和地层受到一定程度的损伤。因此这种射孔方式最早在国外兴起，后传入我国使用，考虑到施工安全性以及对井筒和地层的影响，使用该技术进行射孔作业都比较谨慎。
内置式复合射孔技术是一种射孔弹与压裂药紧密组合的整体性较高的增效类射孔技术，该技术是将压裂药与射孔弹装配在同一个射孔器内，随着射孔弹的起爆，压裂药被点燃并快速反应。早期开发的压裂药被安放于射孔弹之间，射孔弹被起爆后，激发弹间的增效压裂药，瞬间产生大量高温高压气体，从射孔枪孔眼处喷出，进入环空和地层。由于高压气体较集中于孔道做功，再加上有射孔枪的保护，内置式复合射孔技术不仅能提高射孔效能，还具有较好的安全性。但是这类技术也存在枪体容易变形、孔道二次污染的情况，致使该技术在推广应用中存在一定局限性。
随着复合式增效射孔技术在中国油田应用的逐步深入，为了进一步提升射孔技术的射孔效能，丰富射孔功能，上世纪90年代初，国内外发展了目的相同而技术途径不同的两种射孔孔道改造技术。在国外以双金属反应药型罩技术为主，国内则结合现有射孔工艺技术，将串联战斗部设计理念应用到聚能射孔技术领域，开发了前置复合射孔技术。
前置复合射孔技术的具体表现，是一种安装在射孔弹口部射流方向上的串联装药技术，属于内置式复合射孔范畴。该装药主要以复合火药推进剂材料为主，作用时利用聚能射孔的定向爆压环境，可将推进剂药剂或其反应产物推入射孔孔眼。这样设计的好处是复合装药到套管射孔孔眼距离明显减小，提高了能量传输效率，孔道改造效果较常规复合增效射孔方式有较大提升。
目前主要有两种串联装药结构方式。一种是以含能材料制作功能药剂的串联含能装药增效射孔技术；另一种是以钝感或低易损性材料制作功能药剂的串联低易损装药增效射孔技术。由于两种技术功能药剂的材料性质不同，其在井下做功方式也略有不同。
串联含能装药增效射孔技术，有二次反应完全，做功冲能大，孔道改造程度高，孔道清洁开放等优点。但该技术装药激发感度较高，爆炸时间间隔较小，容易对金属射流形成干扰，从而在一定程度上限制了它的使用范围。
串联低易损装药增效射孔技术，需要借助井下爆炸环境，形成二次易燃粉尘燃爆。其好处是在于两次波峰间隔时间较长，压力场分布比较均匀，装药对射流影响较小。不足之处是射孔孔道改造能力较弱，压力载荷持续性差，爆燃反应不完全，地层致裂改造程度有限等方面。
结合分析以上背景技术，无论哪种射孔增效方案，都需要在结合自身优缺点的情况下完善射孔体系，使一次射孔作业即可以对地层进行多次高效动力加载，实现对地层的穿、撑、裂、洗、冲、震等多个功能方面的技术突破，达到改善储层导流能力、提高油气产量的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其解决了射孔弹技术与串联复合式装药技术的做功协同和能量匹配问题，实现对地层的波动性动力加载，实现射孔致裂一体化。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
即一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于包括超燃射孔系统管柱、超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索，所述超燃自适应释能射孔弹安装于超燃射孔系统弹架内，超燃串联装药模块扣于超燃自适应释能射孔弹的药型罩开口位置，超燃续能装药模块固定在超燃自适应释能射孔弹周围的超燃射孔系统弹架上，导爆索连接各超燃自适应释能射孔弹，超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索组合成一体后装入到超燃射孔系统管柱内。
进一步的，本发明的超燃自适应释能射孔弹由内向外依次包括自适应活性金属药罩、炸药药柱和双层含能壳体，双层含能壳体包括一体的中空圆柱段和中空锥台段，锥台段上端开口，自适应活性金属药罩为锥形罩，其底部固定在双层含能壳体的圆柱段的下部内壁上，将圆柱段下端密封，炸药药柱位于自适应活性金属药罩和双层含能壳体之间的空腔内，双层含能壳体的外层壳体为碳钢壳体，内层为含能材料层。
本发明的超燃自适应释能射孔弹的自适应活性金属药罩的各原料及其质量百分比为：
铜20％～65％；
钨10％～40％；
锆2％～30％；
镍2％～20％；
铋2％～10％；
辅助金属材料5％～20％；
辅助金属氧化物2％～20％；
石墨0.2％～1％。
辅助金属材料为铝、铁、钼中任意一种或多种的组合；
辅助金属氧化物为氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
主要金属材料的作用是在射孔弹药柱爆轰时形成金属射流，提供能量载体；
辅助金属材料和辅助金属氧化物的作用是在炸药爆轰时发生化学反应释放能量。
石墨是润滑剂，其作用是减小粉末间摩擦力，提高粉末颗粒流动性，利于压制成型。
本发明的超燃自适应释能射孔弹的含能材料层的各原料及其质量百分比为：
还原剂50％～80％；
氧化剂20％～40％；
胶黏剂5％～10％；
还原剂为铁、铋、钴中任意一种或多种的组合；
氧化剂为过氧化钡、过氧化钙、过氧化锌中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为环氧树脂。
本发明的炸药药柱可以采用现有技术已知的药柱。
本发明的超燃自适应释能射孔弹的自适应活性金属药罩，根据爆轰反应环境及活性催化程度进行二次射流反应，即是一种可控的金属反应药罩技术。当射孔弹爆轰压垮药型罩形成射流进行穿孔时，被钝化处理的超燃串联装药模块的中心部分药柱，被延迟激发。在射流物质大部分通过中心装药预留孔之后，在温度和压力的驱使下，钝化层被剥离，中心催化装药随射流物质带入孔道，并在其过程中开始发生催化反应。随着孔道内催化装药不断添加，金属间活化反应越加充分，逐步使前期进入的射流物质变成反应物质，一直延续到孔道深处，在高应变速率环境下使射流穿孔的同时扩充孔道。
本发明的自适应活性金属药罩采用旋粉、烧结压制工艺制得。
本发明的自适应活性金属药罩反应及被催化的效果机理是，自适应活性金属药罩的金属及金属氧化物通过不同比例的混制，以及前仓装药催化氧化处理的深度两个因素来决定药型罩催化效果，也就是控制氧化还原反应的进度。
本发明的双层含能壳体，在不增加射孔弹原有装药量的基础上，提升射孔弹爆轰等级，提高射孔弹的穿孔性能。其采用粉末冶金工艺技术贴合压制而成。
本发明在射孔弹主装药外加入可以释能的金属材料体系，可以在不增加炸药量的基础上，能够有效提高射孔弹主装药的爆炸总能量，由原来的单质炸药爆轰反应，转变为单质爆炸与温压爆轰的复合型爆轰体系，有效地提高了射孔弹金属射流的汇聚效果，从而提高穿孔效果。
进一步的，本发明的超燃串联装药模块包括一体的中空圆筒段和中空锥台段，其上下两端开口设计，其扣合安装在超燃自适应释能射孔弹的上端，其圆柱段的内径与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段的外径匹配，锥台段的内腔与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的锥台段匹配，其锥台段前端开口大于超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的锥台段前端，超燃串联装药模块为双层结构，包括外层壳体和内层装药层。
本发明的超燃串联装药模块的内层装药层的组分和质量百分比为：
氧化剂10％～70％；
还原剂15％～85％；
胶黏剂5％～15％；
辅助填充料2％～7％；
氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、过氧化钙、氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
还原剂为铝、铁、镍中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为聚硫橡胶、环氧树脂中任意一种或多种的组合；
辅助填充料为碳酸钙，其作用是使药块色泽光艳、伸长率大、拉伸强度高、耐磨性能良好。
本发明的超燃串联装药模块，能在射流穿孔过程后期在射孔孔道及近井地层实施持续的超压爆燃做功，并对自适应活性金属药罩的反应过程起到催化控制的关键作用。
本发明的超燃串联装药模块与射孔弹一体化设计，根据数值模拟的射孔弹药型锥角尺寸及聚能射流汇聚过程，设计串联装药模块的装药尺寸规格，使装药药面与聚能爆轰压力场相耦合。装药模块采取环状多层装药模式，实现多级别能量谐振传导，吻合聚能射流形成过程的爆轰传导环境，更多地释放动能脉冲加载于地层孔道中。
本发明的串联装药模块的内部装药采用悬浮造粒、浇筑成型、光固化等多种现行火炸药制备工艺制得，内部装药制成后钝化处理。
进一步的，本发明的超燃续能装药模块为环状结构，其套装在超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段上，其内径与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段的外径匹配。
本发明的超燃续能装药模块的内部装药的组分及质量百分比为：
氧化剂25％～60％；
还原剂20％～40％；
胶黏剂10％～20％；
辅助填充料1％～4％；
阻燃剂5％～20％；
抗结块剂2％～10％；
氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、高铁酸钠、过氧化钙、过氧化锌、氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
还原剂为铝、锂、铁、硼中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为聚氨酯、聚硫橡胶、环氧树脂中任意一种或多种的组合；
辅助填充料为碳酸钙，其作用是使药块色泽光艳、伸长率大、拉伸强度高、耐磨性能良好；
阻燃剂为硼酸锌，可以有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，调节反应速度；
抗结块剂为磷酸镁，防止续能装药物料非预期聚集结块，利于材料自由流动及混合均匀。
本发明的超燃续能装药模块与超燃射孔系统弹架为一体化设计，其主要作为孔道释能材料的后续补充能量载体。当处于孔道中的反应物质不能从射孔爆轰环境和井下介质中获得足够的反应条件和能量，续能装药模块可以快速补充地层后续孔道做功反应所需能量，不但实现了强化射孔多维做功的目的，而且降低了射孔系统安全风险等级。
本发明的的超燃串联装药模块和超燃续能装药模块套装在超燃自适应释能射孔弹外部，超燃串联装药模块的圆柱段的外径和超燃续能装药模块的外径相同。
本发明的超燃续能装药模块，根据装药强度不同，可以设置壳体、也可以不设置壳体。当设置壳体时，壳体与超燃串联装药模块的壳体配方相同。
进一步的，作为其中的一个方案，本发明的超燃串联装药模块的壳体的原料组分和质量百分比，
热塑性树脂80％～95％；
二氧化硅2％～10％；
热塑性树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、ABS中任意一种或多种的组合；
二氧化硅是润滑剂，其作用是促进树脂流动，防止黏结，易于注塑成型。
本方案的壳体配方适用于井下射孔段温度不大于120℃的中低温井射孔作业。
进一步的，作为另一个方案，本发明的超燃串联装药模块的壳体的原料组分和质量百分比：
耐高温热塑性树脂80％～95％；
润滑剂2％～10％；
耐高温热塑性树脂为聚苯硫醚、聚砜中任意一种或多种的组合；
润滑剂为二氧化硅、乙烯基双硬脂酰胺中任意一种或多种的组合，润滑剂的作用是促进树脂流动，防止黏结，易于注塑成型。
本方案的配方适用于井下射孔段温度在120℃～250℃之间高温井射孔作业。
本发明的超燃射孔系统管柱是射孔技术实现的重要载体，根据射孔作业的工艺需求有多种管柱设计方向，如有枪身射孔器、无枪身射孔器等。新型射孔系统的内部固定弹架，为射孔弹与增能模块系统的快速装配固定支架，该固定支架提供稳定的系统模块配置平台，同时可实现快速安装，提高作业效率。
使用本发明，可以在一次管柱作业条件下，实施对孔道的改造，以孔道为应力释放点对周边岩层进行多频率、大峰差的波动性动力加载，同时该系统的振幅大小、频率可根据设计施工要求进行优化装配，针对不同岩层、井况、施工工艺设计系统参数，极大地满足施工需求，从而最大化发挥射孔增效提产效果。
本发明较同类型射孔技术具有明显的地层致裂导通效果，模拟井段射孔裂隙发育度较同类型射孔技术提高了2倍以上，射孔孔道改造能力较其他射孔技术提高了1倍以上，孔道改造深度较其他同类射孔技术提升10％以上，孔道二次污染解除率达到90％以上，较其他射孔技术提升了近40％。采用新型射孔系统技术后，一些老、旧、废油气井逐步恢复了产能，综合评价后，采用该技术提振某区块落后产能的应用效果较其他射孔技术提升了30％以上，一些特别措施改造井产能表现较周边未采取措施井提高了50％～60％以上。这就意味着在不增加较大技术成本的前提下，使油田不可动用或难动用储量得到了充分开发，进一步挖掘油田的开发潜力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明超燃自适应释能射孔弹联炮示意图；
图3为超燃射孔系统管柱的结构示意图；
图4为本发明超燃串联装药模块的立体结构示意图；
图5为本发明超燃串联装药模块的剖面结构示意图；
图6为本发明超燃自适应释能射孔弹的立体结构示意图；
图7为本发明超燃自适应释能射孔弹的剖面结构示意图；
图8为本发明超燃自适应释能射孔弹的自适应活性金属药罩的立体结构示意图；
图9为本发明超燃自适应释能射孔弹的自适应活性金属药罩的剖面结构示意图；
图10为本发明超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的立体结构示意图；
图11为本发明超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的剖面结构示意图；
图12为本发明超燃续能装药模块的立体结构示意图；
图13为本发明超燃续能装药模块的剖面结构示意图；
图14为本发明超燃射孔系统弹架的立体结构示意图。
如图所示：1.超燃射孔系统管柱；2.超燃串联装药模块；201.外层壳体；202，内层装药层；3.超燃自适应释能射孔弹；301.自适应活性金属药罩；302.炸药药柱；303.双层含能壳体；30301.外层壳体；30302.含能材料层；4.超燃续能装药模块；401.外层壳体；402.内层装药层；5.超燃射孔系统弹架；6.导爆索。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图6-图11所示：超燃自适应释能射孔弹3由内向外依次包括自适应活性金属药罩301、炸药药柱302和双层含能壳体303，双层含能壳体303的外层壳体30301为碳钢壳体，内层为含能材料层30302。双层含能壳体303包括一体的中空圆柱段和中空锥台段，锥台段上端开口，自适应活性金属药罩301为锥形罩，其底部固定在双层含能壳体的圆柱段的下部内壁上，将圆柱段下端密封，炸药药柱302位于自适应活性金属药罩301和双层含能壳体303之间的空腔内。
如图4、图5所示：超燃串联装药模块2包括一体的中空圆筒段和中空锥台段，其上下两端开口设计，其扣合安装在超燃自适应释能射孔弹3的上端，其圆柱段的内径与超燃自适应释能射孔弹3的双层含能壳体303的圆柱段的外径匹配，锥台段的内腔与超燃自适应释能射孔弹3的双层含能壳体303的锥台段匹配，其锥台段前端开口大于超燃自适应释能射孔弹3的双层含能壳体303的锥台段前端，超燃串联装药模块2为双层结构，包括外层壳体201和内层装药层202。
如图12、图13所示：超燃续能装药模块4为环状结构，其套装在超燃自适应释能射孔弹3的双层含能壳体303的圆柱段上，其内径与超燃自适应释能射孔弹3的双层含能壳体303的圆柱段的外径匹配，超燃续能装药模块4为环状双层结构，包括外层壳体401和内层装药层402。
下面以某油井为例，详细说明本实施例的应用。
某油井，井深3500m，油层厚度100m，油层位置：2435.7～2535.6m，属于中低渗透区块，投产后一直稳产，经过多年开采，地层结垢堵塞严重，由于曾经多次措施改造，近井地带污染严重，储量急剧下降。到采用本发明的增效系统改造前，该井已处于关停检修状态，通过后期精细测试，该区块仍有较大储量开发潜力，为了进一步挖掘该区块潜在油气资源，计划在该井进行补射孔措施改造作业，油田相关技术部分认真分析、综合评价了该技术对储层改造的显著效果，同时考虑到了老井井况的现实条件，决定采用超燃孔自适应射孔增效技术，打开被污染的储层。
由于措施井是老井解堵，地下结构堵塞严重，经系统优化选材，本实施例1相关设计组分及质量百分比如下：
超燃自适应释能射孔弹3的自适应活性金属药罩301的组分及质量百分比为：铜60％；钨12％；锆4.5％；镍2％；铋5％；辅助金属材料13％，其中铝5％、铁3％、钼5％；辅助金属氧化物为氧化铜3％；润滑剂为石墨0.5％。
双层含能壳体303的外层壳体30301为碳钢，内层为含能材料层30302，含能材料的组分及质量百分比为：金属材料为铁65％；氧化剂为过氧化钡25％；胶黏剂为海因环氧树脂10％。
超燃串联装药模块2和超燃续能装药模块4的外层壳体组分及质量百分比为：热塑性树脂95％，其中聚甲基丙烯酸甲酯92％、ABS 3％；润滑剂为二氧化硅5％。
超燃串联装药模块2的内部装药层202的组分及质量百分比为：氧化剂为氧化铜10％；还原剂83％，其中铝40％、铁19％、镍24％；胶黏剂为环氧树脂5％；辅助填充料为碳酸钙2％。
超燃续能装药模块4的内部装药层402的组分及质量百分比为：氧化剂42％，其中高氯酸铵9％、高氯酸钾16％、过氧化钙15％、氧化铜2％；还原剂29％，其中铝17％、铁10％、硼2％；胶黏剂11％，其中聚氨酯3％、环氧树脂8％；辅助填充料为碳酸钙2％；阻燃剂为硼酸锌10％；抗结块剂为磷酸镁6％。
如图1、图2、图3、图14所示：本发明将上述各模块制成后，将超燃自适应释能射孔弹3安装于超燃射孔系统弹架5内，超燃串联装药模块2扣于超燃自适应释能射孔弹3的药型罩开口位置，超燃续能装药模块4固定在超燃自适应释能射孔弹3周围的超燃射孔系统弹架5上，导爆索6连接各超燃自适应释能射孔弹3，超燃串联装药模块2、超燃自适应释能射孔弹3、超燃续能装药模块4、超燃射孔系统弹架5和导爆索6组合成一体后装入到超燃射孔系统管柱1内。
经48小时的安全无误施工，射孔完成率达到了100％，地层表皮系数降低到2.3。措施后当日达产液300方/天，日产油260方/天，较相邻常规措施改造井80方/天表现，该技术的增产效果显著。
实施例2
本实施例各模块的结构与实施例1相同。
下面以某油井为例，详细说明本实施例的应用。
某油井，井深3400m，油气层厚度50m，储层位置：2980.2～3030.2m，属致密气砂岩。由于该井段属于低孔渗开发，在钻井过程中，钻井泥浆对近井地带的污染较大，通过施工部门的精细化分析论证，认为采用常规射孔手段无法有效打开受污染油藏，井上配套设备及现场施工条件有限，需要采用新型射孔增效技术，通过技术比对和现场工期要求，超燃自适应射孔增效技术适用于该井的措施改造，通过快速便捷的技术方案论证和检验，该井射孔增效技术方案可以马上实施。
由于措施井是一口新井，但钻井污染严重，且地层结构致密，且地层高温高压。经系统优化选材，本实施例2相关设计组分及质量百分比如下：
超燃自适应释能射孔弹3的自适应活性金属药罩301的组分及质量百分比为：铜45％；钨23％；锆4.5％；镍5％；铋3％；辅助金属材料14％，其中铝10％、铁2％、钼2％；辅助金属氧化物为氧化铜5％；润滑剂为石墨0.5％。
双层含能壳体303的外层壳体30301为碳钢，内层为含能材料层30302，含能材料的组分及质量百分比为：金属材料70％，其中铁60％、铋10％；氧化剂为过氧化钙20％；胶黏剂为海因环氧树脂10％。
超燃串联装药模块2和超燃续能装药模块4的外层壳体的组分及质量百分比为：耐高温热塑性树脂95％，其中聚苯硫醚90％、聚砜5％；润滑剂5％，其中二氧化硅4％、乙烯基双硬脂酰胺1％。
超燃串联装药模块2的内层装药层202的组分及质量百分比为：氧化剂65％，其中高氯酸钾26％、过氧化钙24％、氧化铜15％；还原剂22％，其中铝17％、镍5％；胶黏剂11％，其中聚硫橡胶6％、环氧树脂5％；辅助填充料为碳酸钙2％。
超燃续能装药模块4的内部装药层402的组分及质量百分比为：氧化剂49％，其中高氯酸铵7％、高氯酸钾24％、高铁酸钠6％、过氧化锌10％、氧化铁2％；还原剂24％，其中铝10％、锂2％、铁12％；胶黏剂12％，其中聚硫橡胶4％、环氧树脂8％；辅助填充料为碳酸钙1％；阻燃剂为硼酸锌12％；抗结块剂为磷酸镁2％。
本实施例各模块制成后，组装同实施例1。
经井下24小时顺利作业，射孔系统安全点火，该井顺利投产，喜获天然气1200m3/天，与相邻未采用措施井400m3/天比较，新技术挖潜提产效果明显。
实施例3
本实施例各模块的结构与实施例1相同。
下面以某油厂注水井为例，详细说明本实施例的应用。
某油厂注水井，井深1400m，注水层段650m～680m，属转注井。由于此前该井不能有效注入，仍处于停井状态。
考虑到油井所在地区地质结构复杂，地层致密等等特点，优化设计了超燃波动脉冲射孔技术方案，通过系统优化选材，本实施例3相关设计组分及质量百分比如下：
超燃自适应释能射孔弹3的自适应活性金属药罩301的组分及质量百分比为：铜25％；钨35％；锆9.4％；镍6％；铋5％；辅助金属材料13％，其中铝2％、铁9％、钼2％；辅助金属氧化物为氧化铜6％；润滑剂为石墨0.6％。
双层含能壳体303的外层壳体30301为碳钢，内层为含能材料层30302，含能材料的组分及质量百分比为：金属材料68％，其中铁63％、钴5％；氧化剂为过氧化锌22％；胶黏剂为海因环氧树脂10％。
超燃串联装药模块2和超燃续能装药模块4的组分及质量百分比为：热塑性树脂95％，其中聚甲基丙烯酸甲酯92％、ABS 3％；润滑剂为二氧化硅5％。
超燃串联装药模块2的内层装药层202的组分及质量百分比为：氧化剂64％，其中高氯酸钾27％、高氯酸钾24％、过氧化钙2％、氧化铁11％；还原剂为铝20％；胶黏剂11％，其中聚硫橡胶6％、环氧树脂5％；辅助填充材料为碳酸钙5％。
超燃续能装药模块4的内部装药层402的组分及质量百分比为：氧化剂29％，其中高氯酸铵7％、高氯酸钾10％、高铁酸钠10％、氧化铁2％；还原剂37％，其中铝30％、锂2％、硼5％；胶黏剂14％，其中聚硫橡胶4％、环氧树脂10％；辅助填充料为碳酸钙1％；阻燃剂为硼酸锌17％，抗结块剂为磷酸镁2％。
本实施例各模块制成后，组装同实施例1。
施工后，该井可以顺利注入，比预计注入压力降低3Mpa，累计增注30吨。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于包括超燃射孔系统管柱、超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索，所述超燃自适应释能射孔弹安装于超燃射孔系统弹架内，超燃串联装药模块扣于超燃自适应释能射孔弹的药型罩开口位置，超燃续能装药模块固定在超燃自适应释能射孔弹周围的超燃射孔系统弹架上，导爆索连接各超燃自适应释能射孔弹，超燃串联装药模块、超燃自适应释能射孔弹、超燃续能装药模块、超燃射孔系统弹架和导爆索组合成一体后装入到超燃射孔系统管柱内。
2.根据权利要求1所述的超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于超燃自适应释能射孔弹由内向外依次包括自适应活性金属药罩、炸药药柱和双层含能壳体，双层含能壳体包括一体的中空圆柱段和中空锥台段，锥台段上端开口，自适应活性金属药罩为锥形罩，其底部固定在双层含能壳体的圆柱段的下部内壁上，将圆柱段下端密封，炸药药柱位于自适应活性金属药罩和双层含能壳体之间的空腔内，双层含能壳体的外层壳体为碳钢壳体，内层为含能材料层。
3.根据权利要求2所述的超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于所述自适应活性金属药罩的各原料及其质量百分比为：
铜20％～65％；
钨10％～40％；
锆2％～30％；
镍2％～20％；
铋2％～10％；
辅助金属材料5％～20％；
辅助金属氧化物2％～20％；
石墨0.2％～1％。
辅助金属材料为铝、铁、钼中任意一种或多种的组合；
辅助金属氧化物为氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
所述含能材料层的各原料及其质量百分比为：
还原剂50％～80％；
氧化剂20％～40％；
胶黏剂5％～10％；
还原剂为铁、铋、钴中任意一种或多种的组合；
氧化剂为过氧化钡、过氧化钙、过氧化锌中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于超燃串联装药模块包括一体的中空圆筒段和中空锥台段，其上下两端开口设计，其扣合安装在超燃自适应释能射孔弹的上端，其圆柱段的内径与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段的外径匹配，锥台段的内腔与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的锥台段匹配，其锥台段前端开口大于超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的锥台段前端，超燃串联装药模块为双层结构，包括外层壳体和内层装药层。
5.根据权利要求4所述的超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于内部装药层的组分和质量百分比为：
氧化剂10％～70％；
还原剂15％～85％；
胶黏剂5％～15％；
辅助填充料2％～7％；
氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、过氧化钙、氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
还原剂为铝、铁、镍中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为聚硫橡胶、环氧树脂中任意一种或多种的组合；
辅助填充料为碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的超燃自适应射孔波动致裂增效装置，其特征在于超燃续能装药模块为环状结构，其套装在超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段上，其内径与超燃自适应释能射孔弹的双层含能壳体的圆柱段的外径匹配。
7.根据权利要求6所述的超燃自适应射孔波动致裂增效装置，其特征在于超燃续能装药模块的内部装药的组分及质量百分比为：
氧化剂25％～60％；
还原剂20％～40％；
胶黏剂10％～20％；
辅助填充料1％～4％；
阻燃剂5％～20％；
抗结块剂2％～10％；
氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、高铁酸钠、过氧化钙、过氧化锌、氧化铜、氧化铁中任意一种或多种的组合；
还原剂为铝、锂、铁、硼中任意一种或多种的组合；
胶黏剂为聚氨酯、聚硫橡胶、环氧树脂中任意一种或多种的组合；
辅助填充料为碳酸钙；
阻燃剂为硼酸锌；
抗结块剂为磷酸镁。
8.根据权利要求4所述的超燃自适应射孔波动致裂增效系统，其特征在于超燃串联装药模块的壳体的原料组分和质量百分比为：
热塑性树脂80％～95％；
二氧化硅2％～10％；
热塑性树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、ABS中任意一种或多种的组合。
9.根据权利要求4所述的超燃自适应射孔波动致裂增效装置，其特征在于超燃串联装药模块的壳体的原料组分和质量百分比为：
耐高温热塑性树脂80％～95％；
润滑剂2％～10％。
耐高温热塑性树脂为聚苯硫醚、聚砜中任意一种或多种的组合；
润滑剂为二氧化硅、乙烯基双硬脂酰胺中任意一种或多种的组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011478871.6A CN112523729A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011478871.6A CN112523729A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112523729A true CN112523729A (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=75000214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011478871.6A Pending CN112523729A (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112523729A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113402347A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-17 | 西安物华巨能爆破器材有限责任公司 | 一种燃烧剂和采用该燃烧剂的石油增产用超高温射流增效器及其制备方法 |
| CN113607000A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 太原理工大学 | 一种复合爆破定向装药管串装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201934079U (zh) * | 2011-01-24 | 2011-08-17 | 大庆华翰邦石油装备制造有限公司 | 内盲孔多级聚能燃烧复合射孔器 |
| US20160186536A1 (en) * | 2013-04-27 | 2016-06-30 | Xi'an Ruitong Energy Technology Co., Ltd | Coaxial perforating charge and its perforation method for self-eliminating compacted zone |
| CN107130946A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-05 | 北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司 | 一种含有活性材料层的双效射孔弹及活性材料 |
| CN213743362U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-07-20 | 山东北方民爆器材有限公司 | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 |
-
2020
- 2020-12-14 CN CN202011478871.6A patent/CN112523729A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201934079U (zh) * | 2011-01-24 | 2011-08-17 | 大庆华翰邦石油装备制造有限公司 | 内盲孔多级聚能燃烧复合射孔器 |
| US20160186536A1 (en) * | 2013-04-27 | 2016-06-30 | Xi'an Ruitong Energy Technology Co., Ltd | Coaxial perforating charge and its perforation method for self-eliminating compacted zone |
| CN107130946A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-05 | 北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司 | 一种含有活性材料层的双效射孔弹及活性材料 |
| CN213743362U (zh) * | 2020-12-14 | 2021-07-20 | 山东北方民爆器材有限公司 | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113402347A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-17 | 西安物华巨能爆破器材有限责任公司 | 一种燃烧剂和采用该燃烧剂的石油增产用超高温射流增效器及其制备方法 |
| CN113402347B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-09-09 | 西安物华巨能爆破器材有限责任公司 | 一种燃烧剂和采用该燃烧剂的石油增产用超高温射流增效器及其制备方法 |
| CN113607000A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 太原理工大学 | 一种复合爆破定向装药管串装置 |
| CN113607000B (zh) * | 2021-07-26 | 2023-08-15 | 太原理工大学 | 一种复合爆破定向装药管串装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113294134B (zh) | 一种水力压裂与甲烷原位燃爆协同致裂增透方法 | |
| CN102052068B (zh) | 油气井复合压裂射孔方法及装置 | |
| CN102016490B (zh) | 用于对井眼进行射孔的装置和方法 | |
| CN2821154Y (zh) | 一种模块式药盒装药的复合射孔装置 | |
| CN101440704B (zh) | 可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法及专用高能气体发生器 | |
| CN109025941B (zh) | 爆燃压裂与水力冲击压裂联作管柱及联作方法 | |
| CN201531261U (zh) | 套管井爆燃压裂装置 | |
| CN102865058B (zh) | 多脉冲增效射孔装置 | |
| CN113898330B (zh) | 一种水平井裸眼段甲烷原位射孔燃爆压裂一体化装置及方法 | |
| CN112523729A (zh) | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 | |
| CN102817633B (zh) | 深孔裂隙控制爆破的抽放瓦斯的装置及预裂方法 | |
| CN105888624A (zh) | 二氧化碳相变煤层致裂导向射孔装置及防突与防冲方法 | |
| CN201531259U (zh) | 油气井用高孔密深穿透射孔器的射孔弹 | |
| CN201568038U (zh) | 油气井复合压裂射孔装置 | |
| CN104819670A (zh) | 预钻中孔竖井开挖爆破方法 | |
| CN109138957A (zh) | 用于油气储层爆炸压裂的液体炸药注入和引爆装置 | |
| CN203362135U (zh) | 提高煤层透气性的射孔装置 | |
| CN112727411A (zh) | 一种利用夹层枪造建动态负压装置 | |
| CN102287170A (zh) | 变燃速增效射孔装药 | |
| CN213743362U (zh) | 一种超燃自适应射孔波动致裂增效系统 | |
| CN101148980A (zh) | 油井用射孔和酸化压裂组合装置 | |
| CN201045293Y (zh) | 油气井用高孔密多级脉冲携砂延缝射孔装置 | |
| CN201738852U (zh) | 适用于钻杆穿孔的大孔径无枪身穿孔弹 | |
| CN101994493A (zh) | 油气井用复合射孔动态降压装置 | |
| CN112302582B (zh) | 一种间隔式高效能射孔装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20250122 Address after: No. 8, Jianhua Road, Baise City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Applicant after: Guangxi Jianhua Machinery Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 255000 dongshima village, Shima Town, Boshan District, Zibo City, Shandong Province Applicant before: SHANDONG NORTH CIVIL EXPLOSIVE EQUIPMENT CO.,LTD. Country or region before: China |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |