多脉冲复合射孔注水技术研究与应用

低渗透油田复合射孔注水技术研究与应用目录一、问题的提出二、技术对策三、取得效果四、经济效益评价五、推广前景一、问题的提出红岗北油田构造井位图红岗北油田位于红岗阶地红岗北断裂带上，由于断层的封闭遮挡作用，形成了断层－岩性油气藏。开发的层位：扶余油层岩性以粉砂岩为主，泥质含量较高。孔隙度：10.6％空气渗透率：0.55×10-3μm2。（一）、基本情况一、问题的提出2004年末2005年初正式投入开发，采用菱形反九点面积井网，同步分层注水，油水井均采用压裂方式投产投注。500米300米150米（一）、基本情况05年上半年红岗北主体区投产油井40口，东西向油井14口，水井投注13口，注采比1.0，在半年的时间里，有5口东西向油井相继出现暴性水淹，占东西向油井的38.4％。而其它方向油井长期注水不见效。（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹主体区日产液日产油含水日产液日产油含水红75-3-85天7.66.711.8140100.0红75-7-85天4.33.811.69.31.781.7红75-3-110天15.713.215.914.60.993.8红75-2-857天15.313.611.1121.785.8红75-7-1135天3.82.728.94.80.393.8合计46.74014.354.74.691.6见水前见水后井号见注入水时间红岗北油田水淹井状况统计表（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹产液产油含水注水量1.021.041.061.081.11.121.141.161.181.21.221.241.261.28产液252015105产油105含水80604020注水量45403530例如：红75-3-1井：红75-3-1井位图红75-3-1井生产曲线2005年1月2日红75-5-2井开始注水，1月12日红75-3-1井开始含水上升，油量下降，到1月29日含水上升到97.1％，油量0.4吨。H75-3-3H75-3-1H75-3-2H75-3-4H75H75-1-2H75-5-3H75-5-1H75-5-2H75-5-4H75-7-2H75-7-1H75-7-4F3-5F6-8F10F405.1.205.1.2（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹H75-9-1井垂向裂缝（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹微电阻率扫描成像：裂缝方向北东88°-102°范围内H75-9-1井微电阻率扫描（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹由于最大主应力方向为东西向，因此压裂容易形成东西向裂缝.岩心应力测试1841188（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹压裂形成的人工裂缝与天然裂缝沟通后，增加了人工裂缝的长度。（二）、开发中存在的主要问题1、东西向油井暴性水淹人工裂缝与天然裂缝之间的沟通形式水井油井水井油井天然裂缝天然裂缝组（二）、开发中存在的主要问题2、层段间相互窜通，影响有效分注压裂井段厚度加砂强度裂缝顶底裂缝高度2147.4-2150.22.82.92147.0-2158.011H75-4-4井温法裂缝监测曲线压裂层段裂缝高度H75-4-4井裂缝监测资料结果裂缝监测资料表明：裂缝形态为：垂直缝延伸方向：向下延伸高度：10米左右红岗北水井隔层厚度大于10的占38％，隔层厚度小于10米的占62％。二、技术对策从前面的分析看到，由于在油水井间存在裂缝通道，造成了东西向油井暴性水淹，因此要想解决东西向油井暴性水淹问题，就必须控制裂缝规模。而裂缝通道又有两种形式，一种是天然裂缝，另一种是人工裂缝，对于天然裂缝是无法控制的，我们只能够对人工裂缝进行控制，即裂缝的规模越小越好。对于人工裂缝的控制，既可以从油井上控制，也可以从水井上控制，也可以从油水井双方面控制，但对于从油井上控制裂缝规模会影响油井产量，甚至造成不产液，因此只能从水井上寻求解决办法。另一方面，如果从注水井上控制裂缝规模，则注水层段间窜通的问题也将得到解决。1、技术思路二、技术对策综合评价，复合射孔为最优项选择。2、措施优选普通射孔优点：裂缝规模小，几乎不产生裂缝缺点：油层改造程度低，注水困难，不能满足注水需求普通压裂优点：油层改造程度高，注水压力低，能够满足注水需求缺点：裂缝的规模难以控制，容易与地层深处天然裂缝沟通，形成裂缝通道；持续的施工压力容易导致天然裂缝的继续延伸。复合射孔：裂缝规模小，只在近井地带产生微裂缝，避免形成裂缝通道，同时大量微裂缝的存在，提高了油层渗透率，增强了吸水能力，在一定程度上降低了注水压力。射孔枪内装有复合固体推进剂，射孔弹射穿地层后，射孔枪内燃烧的复合固体推进剂产生高温、高压气体以冲击加载的形式沿射孔孔道挤压冲击地层，使射孔孔道以裂缝的形式延伸扩展，在井筒周围形成微裂缝带，提高近井区的渗透率。二、技术对策3、复合射孔原理多脉冲复合射孔技术，是复合射孔技术的最新发展成果，代表着射孔领域的高新技术。射孔枪内装有多级复合固体推进剂，对地层进行反复冲刷加载，进一步提高井筒周围地层渗透率。（1）采用多级脉冲复合射孔技术，提高地层吸水能力二、技术对策4、优化参数设计红岗北扶余油藏共发育12小层，各小层之间物性差异较大，针对发育相对较差的油层，适当加大射孔密度，增强差油层的吸水能力，使各层段之间吸水更加均衡，减小层间矛盾。（2）采用变参数射孔技术二、技术对策4、优化参数设计三、取得效果2005年末至2006年初，在红岗北油田扶余油藏的东北部开展试验，该区域开采层位与已开发的主体区完全相同，油层性质（渗透率、孔隙度、裂缝发育状况）基本相当，对3口注水井（H75-12-18、H75-8-14、H75-4-14)实施了复合射孔注水，注采比1.0左右，涉及东西向油井4口。主体区试验区（一）、保障了注水能力，改善了吸水状况三、取得效果1、复合射孔注水井与压裂投注井注水压力基本相当y=117x-1209.905101520253035404510.310.410.510.610.710.8红75-4-14复合射孔吸水指示曲线y=127.8x-1293.4010203040506010.110.1510.210.2510.310.3510.410.4510.510.55红75-1-10压裂吸水指示曲线主体区试验区压裂（一）、保障了注水能力，改善了吸水状况注水量对比曲线05101520253035404550135791113151719212325272931压裂复合射孔0.05.010.015.020.025.030.0135791113151719212325272931压裂复合射孔注水压力对比曲线1、复合射孔注水井与压裂投注井注水压力基本相当（一）、保障了注水能力，改善了吸水状况2、各层段吸水更加均衡红75-4-10吸水剖面红75-8-14吸水剖面复合射孔投注井压裂投注井（一）、保障了注水能力，改善了吸水状况红75-12-18井射孔注水层段井号第一段隔层厚度验窜第二段隔层厚度验窜第三段H75-14-8F3-411.2合格F5-64.4合格F7-9红75-12-18井验窜曲线3、有效控制层间相互串通，提高动态分注率（二）、减缓东西向井水淹，提高东西向井开发效果1、延长未见注入水采收期1红75-3-82005.045天2006年11月份高含水停井2红75-7-82005.045天2005年9月份高含水停井3红75-3-12005.0110天2007年5月份转注4红75-6-82005.0615天2007年6月份高含水停井5红75-2-82005.0257天2007年6月份转注6H75-2-122005.052个月7红75-7-12005.014.5个月2007年8月份转注8红75-6-42005.0912个月9红75-11-52005.0612个月10红75-7-42005.0512个月2007年5月份转注11红75-7-52005.0218个月12H75-3-42005.0120个月13红75-2-42005.0127个月2008年6月高含水停井14红75-11-12005.0630个月10.1个月压裂投注的水井造成油井水淹情况统计表序号平均备注投产时间井号未见注入水采收期1H75-6-122005.1019个月2H75-10-122005.1016个月3H75-6-162006.0515个月4红75-14-162005.137个月21.8个月平均复合射孔投注的水井造成油井水淹情况统计表序号备注投产时间井号未见注入水采收期（二）、减缓东西向井水淹，提高东西向井开发效果2、提高了未见注入水期采出程度1红75-3-82005.045天312006年11月份高含水停井2红75-7-82005.045天222005年9月份高含水停井3红75-3-12005.0110天1452007年5月份转注4红75-6-82005.0615天432007年6月份高含水停井5红75-2-82005.0257天7902007年6月份转注6H75-2-122006.052个月1627红75-7-12005.014.5个月3352007年8月份转注8红75-6-42005.0912个月1889红75-11-52005.0612个月121310红75-7-42005.0512个月17142007年5月份转注11红75-7-52005.0218个月185612H75-3-42005.0120个月302613红75-2-42005.0127个月34772008年6月高含水停井14红75-11-12005.0630个月1570145728.5个月1041压裂投注的水井造成油井水淹情况统计表序号平均备注投产时间井号未见注入水采收期未见注入水累产油累计1H75-6-122005.1019个月2807.02H75-10-122005.1016个月3594.03H75-6-162006.0515个月908.04红75-14-162005.1037个月5260.012569.016.7个月3142.0合计井号未见注入水采收期未见注入水累产油平均复合射孔投注的水井造成油井水淹情况统计表序号备注投产时间累产油（万吨）单井累产油（吨）采出程度％压裂1436.341.457210414.01复合射孔410.381.2569314212.11对比21018.10未见注入水期井数地质储量（万吨）项目在红岗北试验区初步取得成功后，红岗北断块区、红岗北主体区、大45区、大208区、大26区新井投注或油井转注均采用了复合射孔的方式补孔注水，目前共实施49口。从效果来看，主要体现在水井方面，既满足了注水需求（注水压力与压裂投注井基本相当），又节约了投资，油井方面由于其它区块东西向水淹不是特别严重以及低渗透油藏注水见效缓慢，短期内效果并不明显。（三）、扩大试验红75扶余大26萨葡大208扶杨大45扶余（三）、扩大试验油压单井日注油压单井日注大45扶余0.189.0952018.76518.245大26萨葡3.514.7242218.12516.920大208扶余0.8512.4471714.32014.520红岗北扶余0.5510.6132015.24015.735油藏渗透率泵压压裂井复合射孔复合射孔井数孔隙度红岗油田复合射孔注水情况（四）、结论1、采用复合射孔不仅能在宏观上满足注水需求，而且在微观上能够改善吸水状况，减小层间矛盾，提高水驱效率，提高采收率。2、该项技术不仅适用于红岗北低渗透裂缝型油藏，同样适用于其它低渗透油藏，从红岗地区应用情况来看，渗透率大于0.18毫达西的低渗透特低渗透油藏均可应用该项技术。3、这项技术虽然已经取得了成功，但仍需继续完善和发展，例如可以通过改变射孔密度，定向射孔，调整射孔深度和脉冲次数等参数，以适应更加复杂的地质需要。陶粒按加砂强度2.0计算。合计49口井节约作业费用1034.094万元，平均单井节约21.104万元。复合射孔与压裂费用单价对比表1、节约操作成本四、经济效益评价项目基价/井次作业/井次射孔/