底水油藏水平井变密度射孔设计及应用

利用水平井开发底水油藏过程中,底水快速突破、油井提早见水是影响水平井开发效益的关键因素。针对采用射孔完井的水平井,通过在水平段不同部位采用不同的射孔密度,实现均衡各部位见水时间、延长无水采油期的目标。建立了考虑射孔密度、井眼轨迹、井筒流动压降、渗透率各向异性等影响因素的水平井分段产量和见水时间计算方法,基于此计算方法对东海海域XH井进行了变密度射孔方案设计。实际应用表明,建立的计算方法预测见水时间的准确性较高,变密度射孔能够提升无水采油期产油量,在一定程度上节约完井费用,提升水平井综合开发效益。

射孔参数对硬质岩石起裂压力的影响规律研究

BZ气田中深部地层以硬质岩石为主,储层起裂压力大,压裂作业的难度与危险性大。射孔孔道是传递压裂动力的通道,合理的射孔参数设计能够降低储层的起裂压力。基于断裂相场理论,结合压裂液流动-岩石应力损伤耦合方程,建立基于相场法的裂缝扩展模型,并通过现场数据验证模型的可靠性。结合BZ气田岩石力学数据及射孔弹打靶试验,采用压裂数模软件模拟不同射孔方案下硬质岩石的起裂压力变化规律。研究结果表明:定向射孔时,沿水平最大主应力方向射孔岩石的起裂压力最小;螺旋射孔时,相位越大,孔密越小,起裂压力越大;不考虑孔道摩阻的影响,孔径对起裂压力影响较小;起裂压力随着穿深的增加而降低,且穿深小于100 mm时起裂压力的降低幅度最大。建议BZ气田采用定向射孔,射孔方向沿水平最大主应力方向,射孔孔密大于每米16孔,射孔弹穿深大于100 mm,孔径尽量大;如果采用螺旋射孔,则射孔相位要小于60°。该研究成果为BZ等硬质岩石油气田储层压裂改造射孔参数优选提供参考,可提升储层压裂效果。

渤中凹陷古潜山砂砾岩抗压强度和砾石含量与射孔弹穿深关系

渤中凹陷古潜山砂砾岩储层非均质性强、岩性致密,储层改造困难,为此开展了模拟储层复杂压力条件下穿砂砾岩靶的射孔试验,分析砂砾岩储层射孔穿深的主要影响因素。研究结果表明:相同条件下射孔弹在砂砾岩中穿深远小于砂岩,当砂砾岩石强度超过150 MPa后,超深穿透射孔弹在井下穿深小于200 mm,对目前国内外射孔弹能否有效穿透污染带存在较大挑战;随着砾石含量的提高,射孔穿深呈递减趋势,砾石含量每增加10%,平均穿深降低4.7%,岩石抗压强度和砾石含量是影响穿深的主要因素;由于砂砾岩储层岩性致密,岩石本身受应力影响较弱,对射孔孔道穿深影响较小。研究结果对砂砾岩储层射孔完井方案的优化设计具有一定的指导意义。

硬地层自清洁射孔弹设计及应用效果

通过射孔弹装药结构设计,调整作用在药型罩上的爆轰波压合角及充分利用壳体产生的二次反射波;采用多锥内母线的药型罩结构,优化射流的速度和质量分布;使用自清洁药型罩配方,增加射孔孔道的直径和清除压实带的影响,从而获得符合硬地层油气开发的射孔弹,并在油田应用获得理想效果。

冲击载荷下射孔弹壳体大破片特性的设计及应用

以渤海油田稠油油藏的胶结疏松地质条件为研究背景,有针对性地设计了一种新型7in高孔密大破片射孔弹。采用AOTUDY和ANSYS/LS-DYNA软件对射孔弹的壳体爆炸破片和射流形成进行数值仿真分析,进行地面模拟装枪穿钢靶试验和单发射孔弹破片收集试验。数值仿真的破片形成效果和射流形态与地面试验结果吻合较好。新型射孔弹的大破片尺寸大于9.53mm,占有率达到85.95%,明显优于常规射孔弹的破片率。在渤海油田实际应用中,壳体形成大破片效果良好,多数留在枪体内,保证了射孔作业安全和后续完井工艺的顺利开展。

压制压力对粉末药型罩射流性能的影响

通过对旋压成型的粉末药型罩进行密度测试、压溃压力测试和破平性能测试,研究压制压力对粉末药型罩射流性能的影响规律。结果显示:随着粉末药型罩旋压压制压力增大,药型罩密度和压溃压力均呈增加趋势,药型罩射流破甲穿深和稳定性出现两处明显波动。当压制压力增大到110 t时,射流的破甲深度和稳定达到最佳状态。

渤海区块大位移侧钻小井眼完井工艺优化设计及安全性评估

针对渤海某油田疏松稠油砂岩的地质结构,进行了小井眼侧钻井完井施工。选用3.5in*大孔径射孔器,对完井工艺进行优化设计,并通过管柱动态力学分析软件对管柱安全性进行评估。利用定向工程软件对管柱校深进行模拟,以及利用射孔优化软件对射孔后套管强度进行分析。该技术成功解决小井眼疏松稠油砂岩压裂充填完井中的射孔技术难题,有效降低近井带的压降和相同产量时的生产压差,施工过程安全可靠,达到了稳产控砂的目的。

超高孔密等孔径射孔技术在南海西部深水气田中的应用

南海西部深水气田属高孔高渗透储层,射孔完井后需要进行砾石充填防砂。常规高孔密、大孔径射孔时,由于射孔枪在套管内无法保持居中状态,枪管与套管之间的间隙不一致,导致射孔孔径大小不一,造成不同孔径处砾石填充不均匀。文章提出一种高孔密等孔径的射孔方法,使得射孔孔径相对均一,配合砾石充填,以提高高孔高渗透储层气田的产能。对三种不同结构的药型罩进行射流数值仿真分析,得到最有利于等孔径射孔的药型罩结构,进而对该药型罩进行不同枪管与靶体之间间隙的钢靶有限元仿真分析,得到间隙分别为5 mm、15 mm、25 mm时靶体开口处的直径相对标准偏差仅为9.2%。对178型60孔/m射孔枪进行模拟井下整枪穿套管抗爆性能测试,结果符合国标GB/T 20489-2006的要求。混凝土靶偏心射孔试验结果表明等孔径射孔弹孔径偏差仅为9.8%,与数值仿真结果较为吻合,远小于常规大孔径射孔弹孔径偏差,且穿深性能与常规大孔径射孔弹一致。超高孔密等孔径射孔技术成功应用于南海西部X-2深水气田并获得高产,对国内其他高孔高渗储层的开发具有借鉴意义。

不同强度致密砂岩对射孔弹穿深的影响

为对比不同强度致密砂岩靶对2种射孔弹穿深的影响,选用3种不同强度的致密砂岩靶,选取114型和89型射孔弹在常温常压条件下进行地面模拟装枪穿砂岩靶的试验。为进一步研究围压对射孔弹穿深的影响,选取89型射孔弹在30MPa/60℃条件下穿致密红砂岩。结果显示:在无围压条件下,砂岩靶强度和孔隙度对射孔弹穿孔性能影响较大,89型射孔弹穿深较114型射孔弹下降幅度大,114型射孔弹在穿深上优势明显;而89型射孔弹在致密砂岩靶在30MPa/60℃条件下的穿深较常温常压条件下穿深下降达23%.在相同致密砂岩条件下,围压是影响射孔弹穿深的主要因素。

负压射孔方式在海上油田探井测试中的应用与改进

探井测试中的常规TCP+APR或TCP+MFE射孔联作测试工艺已较为成熟,但在测试作业应用中,由于受井深、井斜和管柱变径等因素的影响,多次出现通过投棒点火射孔失败的案例。因此引进了不受井深和井斜等限制条件的环空加压射孔装置,其解决了投棒点火负压射孔的难题,且在渤海和东海海域多年的作业实践中取得了良好的应用效果。但在应用中发现,该装置也存在诸多不足,文章针对性的提出了解决方案,具有一定的应用价值和借鉴意义。

不同测试方法对射孔弹穿孔性能的评价

采用地面模拟装枪穿钢靶试验、整枪穿环形混凝土靶试验和地面模拟装枪穿砂岩靶试验3种不同的测试方法评价一种114型射孔弹穿孔性能。结果表明:在射孔弹方案研制阶段,选择地面模拟装枪穿钢靶试验,试验成本较低,对优化穿深性能有指导意义;地面模拟装枪穿砂岩靶试验作为射孔弹研制后期的评价方法,贴合射孔弹对地层的射孔效能,对油气增产和射孔弹应用更具指导意义。