高能气体压裂技术.ppt

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1、高能气体压裂,高能气体压裂是一种较新的增产增注措施。它是利用特定的发射药或推进剂在井的目的层段高速燃烧，产生高温、高压气体压裂储层形成多条自井眼为中心呈放射状的径向裂缝。由于这些裂缝的自支撑作用，形成了一定导流能力的通道，解除了井眼附近的堵塞，达到提高储层产能的目的。高能气体压裂更多地用于近井地带的储层解堵。,高能气体压裂的增产原理,2.1.1 高能气体压裂的概念 高能气体压裂利用火药或火箭推进剂燃烧产生的高温、高压气体压出多条径向裂缝以取得增产效果的方法。高能气体压裂工艺分为井内增压、造缝和裂缝延伸三个阶段。在井眼增压期间，井内发生弱性变形同时地层内的自然裂缝受到高压。推进剂产生的气体的简单

2、作用就象在一个密闭腔内一样。此时压力随时间线性增加。,高能气体压裂的增产原理,一般来说，炸药爆轰的增产效果远小于火药燃烧。爆炸产生的尖压力脉冲的增产效果远小于平缓的压力脉冲，也就是说炸药爆轰的增产效果远小于火药燃烧。炸药的燃烧速度以km/s计，点火后会形成爆轰波；火药的燃烧速度以mm/s计，最大也不超过10ms。炸药的燃烧速度与环境条件无关，而火药的燃烧速度受环境温度和压力的影响。火箭燃料（推进剂）近似于火药。,高能气体压裂的增产原理,常用的火药是硝化棉和炮药。硝化棉由致密的硝化纤维。极少量残留溶剂和水组成。炮药也叫发射药是硝化纤维在不易挥发溶剂（一般是硝化甘油）中的固体溶液。炮药比硝化棉的能

3、量高，一般含有降低燃烧温度的钝化剂及稳定剂。,高能气体压裂的增产原理,火药的燃烧速度虽然远较炸药慢，但火药燃烧造成的升压速率比水力压裂要快得多；水力压裂的升压时间以分计，而高能气体压裂的升压时间以毫秒计。随着井筒内升压速率的增高，在井附近不仅仅是在垂直最小地应力方向产生两条缝，而是产生多条径向缝，在离井筒较远处，这些径向缝仍按最大主应力方向延伸。裂缝条数主要取决于升压速率（峰值压力除以达到峰值压力所需的时间），升压速度太高易引起地层伤害，而太低则只能在水力压裂易于产生裂缝的方向形成裂缝。,高能气体压裂的增产原理,2.1.2 高能气体压裂的作用 1机械作用 火药或推进剂燃烧产生的高压气体，在超过

4、岩石的破裂压力的条件下，在井附近产生多条径向裂缝。由于裂缝不都是在垂直于地层的最小主应力方向，裂缝面上的切应力不为零，一旦裂开就会错动而不会闭合。其次，压力超过一定限度后，岩石会产生塑性变形，所以当压力下降后仍有残余裂缝。,高能气体压裂的增产原理,2水力振荡作用 火药压力发生器是在井中存在液柱条件下引燃的，随着高温、高压气体的产生将会推动井中液柱向上运动，而随着体积增大，气体压力又会下降，从而引起液柱向下运动。液柱向下运动压缩火药燃烧产生的气体，除部分流入地层外，会造成压力升高，又把液柱推上去，如此产生压力周期的衰减波动。这种压力周期波动有助于裂缝形成和清理储层堵塞。,高能气体压裂的增产原理,

5、3高温热作用 高能气体压裂施工后的井温测试表明，在火药弹点燃后的一段时间内，井温可升高到500700，开始下降很快，以后在几个小时内变慢，足以熔化沉淀在油井附近的石蜡与沥青，同时降低油的粘度。4化学作用火药燃烧后的产物主要是C02、N2和部分HCl，这些气体在高压下都会溶于原油，从而起到降低原油粘度和表面张力的作用，达到增产效果,高能气体压裂的增产原理,2.1.3 高能气体压裂的优点1由于裂缝穿过伤害区域达到未伤害区域,消除了近井地带伤害影响；2 供了连到整个待处理层的通道,使地层适于注入增产液体（如酸液等）；3对一个或多个薄层的局部进行选择性增产作业而不压裂不希望作业的层位,如含水水层；4在

6、水力压裂或注液体前使地层破裂，用于常规破裂可能无效的井。,高能气体压裂使用的设备,2.2.1 火药压力发生器 目前使用的压力发生器有三种类型：有壳火药压力发生器、无壳火药压力发生器和液体火药。1有壳火药压力发生器装置见图21。药柱外面有金属外壳保护，用电缆传输，磁定位确定点火位置，通过电缆地面点火。具有施工安全、成本低、周期短、易下井等优点。,高能气体压裂使用的设备,2无壳火药压力发生器 无壳火药压力发生器的典型结构如图22所示。全部表面都涂以防水层，外表覆以防磨损的保护层的药柱装在铝制中心管上，中心管的两端有螺纹可以通过短节将药柱连在一起，在最下部药柱的底部拧死堵头，电缆头内装点火盒，在中心

7、管内装有点火药，点火盒点燃后，引燃点火药，加热中心管，再引燃药柱。由于中心管为铝质，导热性很好，各药柱几乎同时燃烧。,高能气体压裂使用的设备,如果用油管送弹，则用撞击点火器代替电缆头，用投棒点火代替电缆点火。另一类型的无壳火药压力发生器如图23，没有密封外壳，靠药柱外表面轴向槽用钢丝绳连接，药柱下面有托盘托住，有的药柱有中心孔，有的无中心孔，二者都用密封的电阻丝加热点火，有中心孔的底部还装有点火器。药柱开始是端面燃烧，随后变成全面燃烧。这类火药压力发生器一次用药量比装有中心孔的无壳压力发生器高2040%。,高能气体压裂使用的设备,3液体火药 由于受固体火药性质的限制装药量不能太大，其总的增产效

8、果不及水力压裂，而液体火药压裂技术，与无壳火药压力发生器比具有成本低、能量高、燃烧时间长，压裂效果显著等优点。液体火药是由氧化剂、燃烧剂和水按一定的比例配制而成。这种液体火药抗冲击、静电、摩擦及热稳定性非常强，通常条件下不会起爆，只有用点火弹才能引燃，施工时用泵车将配制好的液体火药注入井内。液体火药注入前后，需打入隔离液或下入隔离器，用电缆车通过磁定位把点火弹下到射孔段，地面控制电源点火。,高能气体压裂使用的设备,2.2.2 高能气体压裂动态测试仪器 1井下存储式pt测试仪 测试仪由地面仪器和井下仪器两部分组成。地面仪器包括一台微型计算机和一个专门接口，主要实现数据的回收和处理任务；井下仪器则

9、由撞击导电机构、电子线路、电池组、点火系统、压力传感器和机械外壳等组成。高能气体压裂下弹过程结束后，给井下仪器通电，仪器控制模块使点火头与点火电源相连，引爆压裂弹，同时启动采集与记录模块，将火药点燃后造成的井筒内压力变化过程记录下来。压裂结束后，将测试仪器提出井筒，与地面仪器专用接口相连接，读出并处理电子记录模块中的pt过程数据。,高能气体压裂使用的设备,2地面直录式pt测试仪。该仪器分为井下数据采集部分与地面记录部分。井下数据采集部分包括压力传感器、压力变送器及其附属电路；地面记录部分包括输入阻抗放大器、转换器、89C51单片机、打印机与点火直流高压发生器等。当压裂弹及pt测试仪下到目的层位

10、后按下点火系统，同时启动89C51单片机控制系统开始数据采集工作,高能气体压裂的适用范围,2.3.1 高能气体压裂适用岩性 1高能气体压裂由于加载速率较高，从而决定了其适用的岩层是脆性地层，对于塑性地层则不甚适用，而对泥岩地层，反而可能产生“压实效应”。2适用于高能气体压裂技术的岩性有石灰岩、白云岩和泥质含量较低（小于10）的砂岩。高能气体压裂技术不适用于的岩层有泥岩、泥质含量较高（大于20）的泥灰岩和砂质泥岩等。此外，胶结疏松的砂岩地层，压后可能引起严重的出砂问题，应慎重对待。,高能气体压裂的适用范围,3由于高能气体压裂只能降低渗流阻力，所以只适用于地层压力高、含油饱和度高的油层。4由于注水

11、井井底经常处于高压状况，高能气体压裂增注效果优于油井增产效果。,高能气体压裂的适用范围,2.3.2 高能气体压裂选井选层1探井试油探井在钻井过程中如果由于钻井液或完井造成油层污染，此时高能气体压裂比水力压裂和酸化都方便、便宜。国内外实践证明，不论探井钻遇的岩性、油层物性好与坏，都可运用高能气体压裂技术。2 产井特别适用于处理地层能量高、含油饱和度高、井底附近被伤害的油气层。也适用于物性差的低产层，甚至停产层。,高能气体压裂的适用范围,3 水井利用高能气体压裂，一方面可解除近井地带的污染堵塞，另一方面，产生的径向多裂缝体系改善了注水驱替前沿，调节由层间差异造成的不合理注水剖面，从而增强油藏整体开

12、发及注水效果。4天然裂缝较发育油气层改造高能气体压裂产生的径向多裂缝体系，增加了与天然裂隙沟通的机会，从而可以利用地层的天然裂隙，获得较好的增产效果。,高能气体压裂的适用范围,5水敏、酸敏油气层改造由于地层岩性的特征，决定了此种油气层不适合于进行水力压裂和酸化处理。而高能气体压裂对地层几乎没有伤害，不会产生这种负作用。6戈壁、沙漠、海滩等区域油气井增产在这些地区，道路、井场、水源等施工条件比较受限制，不适合工艺复杂、施工规模很大的增产措施。而高能气体压裂工艺简单，施工方便，设备要求少，便于在这些地区发挥作用。,高能气体压裂的适用范围,7地层破裂压力异常高地区的水力压裂和酸化预压裂高能气体压裂由

13、于其产生的最高压力远高于地层破裂压力，且升压速率高，极易在这些地层中造成多条径向裂缝，降低破裂压力，从而提高水力压裂和酸化的成功率和施工效果。高能气体压裂和水力压裂、酸化相结合的施工已在多个油田取得成功,高能气体压裂的适用范围,2.3.3 高能气体压裂效果影响因素 1 裂缝长度与封闭压力成反比，与岩石的杨氏模数成正比。2 降低套管伤害主要靠增加射孔孔径，增加射孔数量也可实现其目的。3 无论井内有无液体，其裂缝的几何形状都相同。,高能气体压裂设计,形成不闭合残留垂直裂缝的条件是：(P-Pf)/h=E2/(E2-E1)式中 P药柱燃烧产生的压力；Pf地层压力；h水平地应力；E1岩石加载弹性模量；E

14、2一岩石卸载弹性模量。,高能气体压裂设计,一般E2/E1=310，只要药柱燃烧产生的压力等于岩石压力就可以压开地层。但要形成残余缝还必须有足够的流体进入裂缝，压力升高时间尽量长才行。施工设计的基本参数是：最大压力、压裂弹燃烧时间、进入裂缝的流体、气体数量。在井底附近形成不闭合裂缝的条件是火药燃烧产生的压力应不小于岩石压力，同时应保证这个压力小于套管的抗内压强度。,高能气体压裂设计,高能气体压裂设计的根本任务是在不破坏套管的情况下，尽量提高装药量以压出长裂缝、解除污染、提高产量。药量与火药燃烧产生的最大压力及挤入地层的流体体积的关系，必须用火药燃烧规律方程、考虑了压缩性和水力阻力的井内流体运动方

15、程、孔眼节流方程、驱替液体进入地层和火药气流入随之形成并延伸的裂缝的方程等组成的微分方程组来模拟。模拟火药弹的工作过程，可获得不同地质条件、不同药量产生的最大压力所压出的裂缝长度和宽度随时间变化的规律,高能气体压裂现场施工工艺,2.5.1 钢丝绳送入，水泥塞封堵，地面引燃施工工艺这种工艺见图24，它是用钢丝绳把气体发生器和引燃导线送入设计的施工井段，在气体发生器以上35m打水泥塞封堵。若施工段以下口袋较长时，就要在气体发生器下入之前先打一个水泥塞。,高能气体压裂现场施工工艺,水泥塞高度计算公式如下：H=KsPD/4CH=139G1/3式中H水泥塞高度，cm;Ks抗滑安全系数，取Ks=34；p最

16、高燃气压力，MPa；D井径，cm;C抗剪切强度，MPa；G火药用量，kg。水泥塞封堵方式安全可靠，但对深井及套管完成的井难度较大，而且施工麻烦，周期较长。因此，这项工艺仅适用于产能低的中深井。,高能气体压裂现场施工工艺,2.5.2 电缆送入，液柱压挡，地面引燃施工工艺 这项工艺是用射孔电缆车把气体发生器送至目的层段，采用液柱（水、油或压井液）压档，地面通电引燃。如图25、图26所示。,高能气体压裂现场施工工艺,通过压档液柱高度对火药燃气的峰值压力、各特征时间、造缝长度、液柱举升位移等影响的理论分析认为：压档液柱的高度不得小于500m，同时考虑到气体发生器外壳承压及密封等问题，压档液柱高度不应大

17、于1500m，实际施工建议保持在1000m左右。此项工艺适用于中深裸眼井及套管完成井的解堵。它具有动用设备少、施工时间短，安全可靠等优点，是目前国内外采用最多的一种方法。其缺点是部分火药燃气能量消耗在使压档液柱运动上。,高能气体压裂现场施工工艺,2.5.3 油管输送、封隔器加液柱复合压档，撞击引燃施工工艺 这种工艺见图27。此项工艺是用油管把气体发生器、监测仪、撞击起爆器及封隔器等输送到设计井段。首先坐封封隔器，之后在油套环空加1020MPa的平衡压力，最后在井口向油管内投棒，撞击引燃气体发生器。此工艺适合于各类生产井、水井和气井。它还易于进行分层及多层压裂。施工简便，撞击引燃技术可靠安全。,

18、高能气体压裂现场施工工艺,2.5.4 三种高能气体压裂解堵施工工艺的综合对比施工工艺钢丝绳起下，水泥塞封档，地面引燃施工工艺电缆起下，液体压挡，地面引燃施工工艺油管输送，封隔器加环压复合压挡，撞击引燃施工工艺,高能气体压裂现场施工,2.6.1 施工准备1根据压裂设计要求进行通井、洗井、冲砂、替换压井液，降液面作业；2井筒内压井液柱高度及性能满足设计要求；3根据井眼及地层情况选择压裂弹体型号、规格、弹体组成、装药量、承压、峰值压力等，并做好高能气体压裂设计。,高能气体压裂现场施工,2.6.2 施工工序1起出原井内的生产管柱；2用小于套管内径（24mm）的通径规通至人工井底，通径规大端长度不小于1

19、.5m，壁厚34mm；3洗井、测井；4下高能气体压裂管柱，引爆；5起出高能气体压裂管柱；6下生产管柱试生产；,高能气体压裂现场施工,2.6.3 注意事项1为了避免液体喷出井口，施工时井内液面离井口5060m为宜。2操作人员应经高能气体压裂技术培训，身着防静电衣服及鞋。3现场施工时操作人员不超过3名，轻拿轻放，不碰撞或敲打铁器。施工时井场不许有烟火，同时井场内应有相应的防火设施。4装配时应严格检查压裂弹及其配件质量，不符合施工要求的坚决不用。,高能气体压裂现场施工,5采用电缆输送式点火工艺，最后连接发火装置前，应先放去电缆上静电，并检查电缆是否有漏电现象，电发火器的安全电流小于0.24A，发火电

20、流大于1.5 A.6棒点火未燃时，应先打捞投棒，分析原因后再进行处理。7施工结束后如有剩余压裂弹及配套器材应严格回收。8雷电、雨雪、大风等恶劣天气情况下严禁施工。9高能气体压裂应不造成对套管的损坏，如缩径、变形等。,高能气体压裂现场施工,2.6.4 质量要求2.6.4.1 有弹壳高能气体压裂技术要求：1压裂弹体要求严密不漏;点火装置要求灵敏、可靠、安全；2现场管柱丈量准确，管柱内畅通无阻；3控制下钻速度，严禁顿、碰、砸；井口严禁任何落物入井。,高能气体压裂现场施工,2.6.4.2 无弹壳高能气体压裂技术1电缆传输压裂弹型号、规格、组合、装药量、压挡方式等与设计相符；电缆载荷（除自重外）不小于5

21、00kg，通电电流大于1.5A,绝缘值大于700M，点火电源电压小于200V；弹体连接牢靠、电发火装置导线短路后连接无壳弹体；,高能气体压裂现场施工,保证电缆电源切断，将电缆放电后与电发火装置连接，保证点火电路和压井液有良好的绝缘性能；用磁定位或转速器计量深度，下放速度不大于600m/min;下入深度确认无误后，所有人员撤离井口30m以外，通电点火；压裂过程结束后，切断电源，起出电缆,高能气体压裂现场施工,2油管传输油管丝扣完好、无变形、内部畅通、下钻过程中要用油管内径规逐根通过，长度准确，油管伸长量每千米按0.7m算；弹体连接牢固，引爆系统要作实验，确保无误；控制下钻速度，严禁顿、碰、砸井口

22、；下钻过程中油管内严禁任何落物入井；井筒液面要符合设计要求；弹体下入深度准确；投撞击棒后要准确记录引爆时间；如未引爆要先捞出撞击棒，查明原因再决定方案；,高能气体压裂现场施工,2.6.4.3 施工中其它技术要求1）施工前应洗井、冲砂、清除井壁结蜡及套管壁上的水泥。最好进行一次试井，求得表皮系数、地层渗透率及产液（吸水）剖面。2）最好先进行酸处理或酸浸。3）射孔段以上200m以内用地层水或NaCl、CaCl2、CaBr2、ZnCl2表面活性剂溶液顶替井中液体。4)若油层为裂缝性碳酸盐岩地层，建议在射孔段替入油酸乳化液，其体积分数为：盐酸（浓度为1822）占4060；柴油占859；乳化剂稳定剂占1

23、2。乳化液的用量为每次56m3。若为砂岩油层，也可在射孔段替入盐酸或土酸，用量同前。,高能气体压裂现场施工,5）井口安装射孔闸门（电缆点火）。6）孔径为10mm的射孔密度应达到2030孔m，不足的应补孔；孔径为16mm的射孔密度也应在10孔m以上。7）高能气体压裂产生的裂缝多在弹下24m处靠近地层界面或物性好处生成，所以最好将弹布在处理层上方24m处。8）如果有底水，在水泥环胶结良好的情况下，弹底距射孔段底部至少5m,高能气体压裂现场施工,2.6.5 资料录取2.6.5.1 电缆输送高能气体压裂1爆压时间、层位、层号、层段、深度值；高能气体压裂弹类型、数量、峰值压力及引爆方式；压井液名称、密度

24、、用量、配方。2起出电缆描述油气显示情况。,高能气体压裂现场施工,2.6.5.2 油管传输高能气体压裂1爆压时间、层位、层号、层段、深度值；高能气体压裂弹类型、性能、数量、设计峰值压力及引爆方式；投棒尺寸、投棒点火时间。2压井液名称、密度、用量、配方。3油管型号、内径，完成深度、压裂弹位置及装配情况，并画出草图和井下钻具结构图。4起出电缆描述油气显示情况,高能气体压裂测试,高能气体压裂过程中的峰值压力和压力时间过程是研究压裂机理、判断套管是否受损和评价压裂效果的重要数据。测试方法可分为静态测试和动态测试。,高能气体压裂测试,1静态测试（峰值压力测试）该方法是利用装在测压器内的铜柱的塑性变形来测

25、定压裂过程中的峰值压力，因而又称铜柱测压。铜柱测压因其结构简单、使用方便，然而该方法只能近似地测出峰值压力，而无法获得压裂过程中的压力一时间剖面，具有一定的局限性。,高能气体压裂测试,1）测压蛋结构 如右图所示为测压蛋的结构如图28。2）测压铜柱测定铜柱在压裂过程中的变形，即可确定峰值压力，因而对铜柱材料、机械性能、尺寸、形状都有严格的要求。目前油田压裂过程中常用的铜柱有圆柱形和圆锥形两种10个规格.,高能气体压裂测试,当井深L2000m时，选用圆锥形铜柱58.1；当2000mL4500m时，选用圆柱形铜柱69.8；当L4500时，选用圆柱形铜柱813。2动态测试（井下压力时间过程测试）为了检

26、查高能气体压裂设计的正确性，分析压裂效果，必须测定井内压力随时间的变化。这一切都基于井下压力时间过程数据的取得，即pt过程测试。主要利用井下存储仪或地面直读式测试仪,高能气体压裂测试,2.8 复合射孔高能气体压裂技术2.8.1复合射孔高能气体压裂的特点及结构形式1.复合射孔高能气体压裂技术的特点它是一项新的油层改造增产技术，它的基本原理是把射孔技术和高能气体压裂技术有机融合，综合改善油层，达到增产的目的。,高能气体压裂测试,该技术主要作用特点是：在油层目的层首先进行射孔，射开地层随即进行高能气体压裂，使地层产生裂缝，两种工艺合二为一，一次完成，一般能加深射孔孔眼25倍，加大射孔孔径0.51倍，

27、在地层产生28m的裂缝，提高了地层渗透导流能力，以达到实现增加油气井产量的目的。它较单一的射孔或高能气体压裂技术疏通地层半径效果更为明显。如图29所示。,高能气体压裂测试,2.复合射孔高能气体压裂技术的结构形式：1)混合组装型射孔弹与推进剂药同装在一个枪身里，一般射孔弹镶嵌在做成柱状发射药团的弹架上，可制成整体药芯或分段式药芯，使用时插到配套的射孔枪身里，形成复合射孔枪，如目前较常用的深穿透复合射孔技术装置。,高能气体压裂测试,2)二是分体组装型在常规的射孔枪尾部或上下联装高能气体压裂装置，目前最常见的是射孔枪尾部下挂无壳弹，结构比较简单，即被称作射孔高能气体压裂联作技术。3)三是加载组装型在

28、第一种混合组装型复合枪身尾部或上下再联装高能气体压裂装置，如目前的深穿透复合射孔技术装置，尾部下挂无壳弹,高能气体压裂测试,2.8.2 作用原理及效果分析 1.作用原理 射孔技术与高能气体压裂技术相结合对地层进行连续复合作用，一般通过电缆或油管下到油井设计目的层，通电或投棒引爆底火，底火引爆导爆索，导爆索引爆射孔弹，射孔弹引爆后产生高温金属流，穿透枪身、套管射开地层，在地层产生0.41m长的射孔孔眼，几乎同时高能气体压裂药被引燃，产生大量高温高压气体对地层进行压裂，产生多条径向裂缝，大大提高了地层渗透导流能力，增加了油气井的产量。,高能气体压裂测试,2作用效果分析1)混合组装型结构，由于射孔弹

29、与推进剂或发射药混合装在复合射孔枪内，其特点是发射射孔弹后，射孔弹被引爆产生的金属热粒子引燃发射药团，发射药燃烧产生大量高温高压气体，从所射开的射孔孔眼高速喷出，直接喷入刚射开的地层射孔孔眼，对射孔孔眼进行很强冲刷作用，能迅速解除或改善因射孔而产生的孔眼压实带，并能产生微小裂缝，返排清除孔眼内的残渣，疏通孔眼道，加大加深射孔孔眼，高压气体不断泄入射孔孔眼，压开地层，并快速扩展，沿孔眼尖端产生多条径向垂直裂缝，综合作用效果好，但其药芯制作程序复杂，枪身材质要求高。,高能气体压裂测试,2)在混合组装型下端联装无壳弹或其上下联装高能气体压裂装置就成为加载组装型，由于高能气体压裂药量大，作用时间延长，

30、能产生更长的裂缝，可明显改善地层的压裂效果，是较理想的发展方向。3)分体组装型结构其作用过程是在完成常规射孔功能后，直接进行高能气体压裂作用，其特点是结构简单，综合成本低，但作用效果不如前两种结构。,高能气体压裂测试,2.8.3 结构配置及技术参数 与高能气体压裂技术联作，可在其尾部配用无壳弹，也可在其上下端配用有壳弹，下端配用无壳弹，但目前常用的是在其下部配用无壳弹，结构比较简单。,高能气体压裂测试,2.8.4 现场应用 1选井选层一般用于地层岩性比较坚硬，泥质含量较低的地层，如石灰岩、砂岩等，对低渗油藏或特低渗油藏、地层水敏性或酸敏性较强的油井，也可使用该技术；而且地层应具备一定的能量，这

31、样使用效果才能更为明显。该技术适用性较强，适用于探井、生产井、开发井等，尤其在低渗油层或特低渗油层使用，将会以较少的投入，取得较好的效果。,高能气体压裂测试,2施工中应注意的问题1)枪身连接不能太长，尤其是 混合组装和加载组装结构，整层施工一般不能超过1215m.2)采用一级引爆工艺时,适当调整装药结构,如采用夹层枪时，跨隔不能太长，一般不能超过1520m，整体枪长不能超过2530m。3)传爆设计准确，使用爆炸器材一定要严格按标准执行，以保证传爆的安全可靠性。,高能气体压裂测试,3.下井工艺主要为电缆传输工艺和油管传输工艺两种。1）电缆输送工艺作业时间短，施工效率高，定位准确，但每次施工联接枪

32、身不能太长，要在实际应用中根据不同结构和具体情况而定。在射孔枪身与高能气体装置联作施工时要注意电缆的防冲，使用中应尽量避免加载组装型和分体组装型使用电缆施工工艺。,高能气体压裂测试,2）油管输送工艺一次枪身联接可适当加长，可实现跨层连续施工，在加载组装型和分体组装型施工时更加安全和可靠，装药量大，脉冲作用时间长，压裂效果更好，但其施工作业时间较长,高能气体压裂的发展趋势及前景,高能气体压裂自20世纪60年代研究以来，已经过几十年的机理探索和试验研究。实践证明，该技术不仅可以应用于裸眼井中，而且也可安全地用于套管井中，是一项极为有效的增产技术。然而由于高能气体压裂受多种因素制约（如压裂弹结构、药

33、型、套管承载能力、井身结构、地层性质等）使其压裂效果受到一定限制。因此，高能气体压裂的发展方向可以概括为自身技术的改进，以及与其他增产措施或完井措施的配套复合应用。,高能气体压裂的发展趋势及前景,2.9.1 高能气体压裂技术的改进1新型压裂弹液体火药弹 液体火药压裂工艺是高能气体压裂技术的进一步发展和深入，用于油井高能气体压裂的液体火药分为自燃和非燃系统。前者是当火药与井层内的液体（水）接触时立即起作用，自燃点火；后者是由点火系统提供外部能量点火。,高能气体压裂的发展趋势及前景,自燃系统不受井层的高含水和漏失的影响，若加适量的缓燃剂，可控制其延迟自燃的时间，能有效地将自燃液体火药注人目的层，实

34、现液体火药在油层内爆炸燃烧，使液体火药的能量充分作用于油层。这不仅改善了现有高能气体压裂的效果，而且将从根本上排除了对井内套管的损坏，因此自燃液体火药压爆是一项先进的发展前景可观的油层压裂技术。目前，我国的压裂弹产品还不很完善，还需要对其装药结构、点火系统等作进一步研究，研制出更适于现场应用的发生器产品。,高能气体压裂的发展趋势及前景,泡沫液及稠化凝胶压挡 采用泡沫液柱压挡，增加了井筒流体表现粘度，可控制液体漏失，有利于裂缝延伸及压裂中所产生的岩屑在裂缝中的运移，易于洗井，不对地层造成污染。稠化凝胶压挡可增加垂向压挡力量，有利于增加裂缝系数和裂缝几何尺寸，减少对井壁的伤害。,高能气体压裂的发展

35、趋势及前景,多层段压裂工艺 在油气井的多层段或厚层段压裂过程中，由于以前压裂的开启裂缝将吸收大量的能量，因而降低了多次重复压裂的有效性。,高能气体压裂的发展趋势及前景,ARJennings介绍了一项多层段压裂技术：施工时首先在较深的层段进行气体压裂，然后在该层段充填可固化的凝胶，再在其上部的层段进行第二次气体压裂，再一次充填凝胶井使之与第一段凝胶成为一体后，即可在其上部进行又一次高能气体压裂，连续进行作业直到处理完所有的层段为止，由于固化的凝胶段塞防止了高压脉冲能量进入已经压裂过的地层，因而可以增加单次压裂的造缝长度，较好地处理多层段或厚层段。待凝胶水化后进行返排，即可进行生产作业,高能气体压

36、裂的发展趋势及前景,2.9.2高能气体压裂的复合压裂技术 l与水力压裂结合的高能气体压裂 施工时，高能气体压裂在井眼周围形成多条径向裂缝，随后进行水力压裂，垂直于最小主应力的裂缝首先被延伸。不断地向裂缝中泵入携带有支撑剂的压裂液以增加裂缝的几何尺寸。当该裂缝扩展到一定程度后，裂缝中将出现砂堵，因而阻止了压裂液的继续进入（或者是通过注入稠化凝胶段塞和暂堵剂来实现）。此时仍保持泵的排量和注入压力，使得第二条径向裂缝开始延伸，其延伸方位受到原地应力场和第一条水力压裂缝的影响将发生一定的偏转。此过程不断进行，直到多条径向裂缝均延伸至地层深入时为止。这一技术有效的利用了高能气体压裂和水力压裂的长处，是一

37、项很有前景的技术,高能气体压裂的发展趋势及前景,2与酸化结合的高能气体压裂将高能气体压裂技术与酸化结合起来，即在高温高压燃气压裂的同时对裂缝面及其邻近地层进行酸化处理，燃气可使酸液较好地达到活化状态。施工时首先将足以浸没目的层段的酸液注入井中，然后采用下列两种方法之一使酸液活化：（1）引燃一级气体发生器产生大量的热；（2）使用铅、镁或者是它合金制成发生器外壳，外壳与酸液反应产生热，引燃气体发生器，产生多条径向裂缝并将酸液压入其中，从而增大了酸液与地层的接触面积，提高了酸岩反应的有效性，同时还可减少对井筒的损害。,高能气体压裂的发展趋势及前景,3与射孔结合的高能气体压裂 为了综合射孔和高能气体压

38、裂的强烈动态作用过程，高效地形成径向裂缝，同时缩短施工时间，节省施工费用，在气体发生器中装填固体推进剂，并安装了90相位角的聚能射孔弹，药室内还装入了研磨性物质，如砂、碳化硅和其他不可燃的粒状物质，以便造成加强射孔。,高能气体压裂的发展趋势及前景,当由引爆线引爆射孔弹形成射孔孔眼和初始裂缝后，引爆线同时引起推进剂产生径向燃烧，使初始裂缝得以扩展。使用的射孔装药的爆速大于7600cms，推进剂的燃速仅为10cms左右。起爆速度相差较大，因而可以保证正常的射孔作业。另一类作业方式为下井工具的射孔段和压裂段相互独立，施工时进行组装即可，先由射孔段进行射孔作业，随后引燃压裂段扩展径向裂缝,高能气体压裂

39、的发展趋势及前景,4与注入过氧化氢结合的高能气体压裂 该技术是使含有稳定剂的过氧化氢（H2O2）进入高能气体压裂形成的径向裂缝中，当稳定地与支撑剂或地层中的金属或金属离子发生反应时，H2O2便开始分解，产生足够的气体压力并进一步扩展裂缝。为了使H2O2在缺少金属或金属化合物的地层中能够分解，可以使用与金属相混的支撑剂。除此之外，还可以在固体推进剂的外面用金属化合物进行涂覆。,高能气体压裂的发展趋势及前景,综上所述，尽管高能气体压裂技术还不太完善，但由于它不仅具有普通水力压裂不可比拟的优点，而且能够与水力压裂等增产增注措施联合应用。因此，可以相信，随着高能气体压裂技术的不断完善，其应用前景将更加广阔。,