射孔是石油鉆井的主要完井方法之一, 射孔新技術(shù)、新工藝在20世紀(jì)80年代以來(lái)有了飛速的發(fā)展[ 1] 。隨著地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)深度和廣度的不斷發(fā)展,近年來(lái), 射孔和酸化壓裂技術(shù)逐漸應(yīng)用到地?zé)徙@井中[ 2、3] 。射孔技術(shù)在北京地?zé)徙@井的應(yīng)用主要在對(duì)技術(shù)套管井段的射孔, 為了增加地?zé)峋?/a>的出水量, 射孔后再配合酸化洗井, 大多數(shù)地?zé)峋?/a>都取得了明顯的增產(chǎn)效果。北京YRG-1地?zé)?/a>井由于施工失誤水泥封固了目的熱水儲(chǔ)層井段, 造成了該地?zé)?/a>井基本不再出水, 后經(jīng)應(yīng)用射孔和酸化壓裂技術(shù)等洗井工藝, 基本恢復(fù)了原來(lái)的產(chǎn)能, 增產(chǎn)效果十分明顯[ 4] 。

 

  1 地?zé)峋?/a>主要特征

  YRG-1地?zé)峋?/a>施工鉆機(jī)為45 -G型, 鉆探能力4500 m。全孔采用正循環(huán)全面鉆進(jìn)方法, 牙輪鉆頭、泥漿鉆井液。G級(jí)油井水泥固井, 井管為API標(biāo)準(zhǔn)石油套管。井孔結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

 

  1.2 地層及巖性

 

  YRG-1地?zé)峋@探揭露地層及巖性特征見(jiàn)表1。

 

  1.3 儲(chǔ)層條件

 

  YRG-1地?zé)?/a>井儲(chǔ)層地層為奧陶系和寒武系,地下水類型為碳酸巖鹽巖溶裂隙水。物探測(cè)井解釋熱水儲(chǔ)層成果見(jiàn)表2。本井熱儲(chǔ)取水深度2383.20～ 3349.00 m, 鉆進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有明顯泥漿漏失。物探測(cè)井解釋熱水儲(chǔ)層共計(jì)30層, 累計(jì)厚度209.20 m,儲(chǔ)集層系數(shù)為21.7%, 儲(chǔ)層平均孔隙度為4.69%。

 

  其中一類儲(chǔ)層2層, 累計(jì)厚度16.2 m;二類儲(chǔ)層11層, 累計(jì)厚度52.8 m;三類儲(chǔ)層17層(表2中未列出), 累計(jì)厚度140.2 m。

 

  2 射孔和酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用

 

  2.1 洗井情況簡(jiǎn)介

 

  YRG-1地?zé)?/a>井在射孔前經(jīng)過(guò)了三聚磷酸鈉-壓縮空氣聯(lián)合洗井、鹽酸-液態(tài)二氧化碳-壓縮空氣-水泵抽水聯(lián)合洗井、噴射-壓縮空氣聯(lián)合洗井、鹽酸-壓縮空氣-水泵抽水聯(lián)合洗井及壓縮空氣洗井5個(gè)階段的洗井程序。出水量1980.5 m3 /d, 出水溫度65 ℃, 動(dòng)水位92.02 m, 熱恢復(fù)最高水位高出地面5.6 m, 單位涌水量19.366 m3 /(d· m)。但熱水呈黑灰色, 含有大量黑灰色懸浮物。經(jīng)過(guò)分析和試驗(yàn), 證明熱水中的黑灰色懸浮物是“三開(kāi)”井段石炭系煤系地層污染的泥漿, 順“二開(kāi)”頂部與“一開(kāi)”的重疊部位滲漏到了井中, 經(jīng)下入分隔器打壓檢驗(yàn)證明重疊部位水泥封固失效。

 

  在水泥“戴帽”過(guò)程中, 由于“二開(kāi)”底部的密封裝置失效, 發(fā)現(xiàn)水泥漿(密度1.90 g/cm3 )下竄到了“四開(kāi)”取水井段中, 緊接著下鉆循環(huán)清水劃至井底, 重新進(jìn)行了水泥“戴帽”作業(yè), 并經(jīng)憋壓5 MPa持續(xù)30 min檢驗(yàn)合格。

 

  下鉆用清水進(jìn)一步替清水泥污染的井液, 用S-10/150型空氣壓縮機(jī)連續(xù)氣舉洗井16 h。下入200QJR80/120型水泵抽水, 5 min后斷流, 證明下竄水泥漿嚴(yán)重堵塞了熱水儲(chǔ)層的孔隙通道。經(jīng)到大港油田咨詢, 決定采用射孔技術(shù)增產(chǎn)。

 

  2.2 射孔技術(shù)應(yīng)用

 

  2.2.1 射孔器主要參數(shù)

 

  射孔器采用聚能射孔技術(shù), 127型射孔槍, 混凝土穿深>700 mm。炸藥類型為RDX, 裝藥量38 g,彈外徑52 mm, 彈長(zhǎng)63 mm。每槍射孔3 m, 共39個(gè)孔, 平均13孔/m, 孔徑10 mm。

 

  2.2.2 射孔儲(chǔ)層選擇

 

  根據(jù)物探測(cè)井熱水儲(chǔ)層的解釋成果, 主要選擇在一類和二類儲(chǔ)層射孔, 射孔段為:2425.00 ～2433.20、2526.00 ～ 2530.00、2616.00 ～ 2628.00、2731.40 ～ 2738.80和2838.80 ～ 2843.00 m。共射孔6槍, 共計(jì)234個(gè)孔。

 

  2.2.3 水泵試水情況

 

  射孔后即下入水泵抽水, 效果沒(méi)有較明顯的改善, 抽水6 min后仍然斷流。分析射孔后的水泵抽水情況, 表明射孔破壞水泥堵塞儲(chǔ)層的最初期望沒(méi)有達(dá)到。分析原因可能是水泥堵塞孔隙比較深, 射孔的孔隙度對(duì)于地?zé)峋漠a(chǎn)能要求來(lái)說(shuō)還比較低。

 

  經(jīng)咨詢石油鉆井專家得知, 油田一般射孔后要進(jìn)行酸化壓裂工藝洗井, 才能取得較好的效果。本井的射孔工作對(duì)進(jìn)行酸化壓裂工藝是必要的, 射孔能改善酸液滲入儲(chǔ)層的通道條件。由于石油企業(yè)酸化壓裂技術(shù)服務(wù)費(fèi)用很高, 為此, 我們根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行簡(jiǎn)易酸化壓裂工藝。

 

  2.3 酸化壓裂洗井

 

  2.3.1 密封工藝選擇

 

  由于地?zé)峋岸_(kāi)”和“三開(kāi)”技術(shù)套管井段不是全井段水泥固井, 套管抗擠壓能力差, 同時(shí)套管重疊部位水泥封固的工藝質(zhì)量也不能承受太大的壓力, 不能采用操作工藝簡(jiǎn)單的井口焊接密封工藝。

 

  因此, 須采用下入封隔器的工藝, 封隔器封堵位置選擇在“三開(kāi)”井段“穿鞋”水泥固井質(zhì)量較好的底部向上4 ～ 5 m處。使用一套7 inP-T型卡瓦封隔器。

 

  2.3.2 設(shè)備及材料選擇

 

  (1)注酸深度選擇:根據(jù)前期洗井地?zé)峋某鏊疁囟确治? 出水段主要集中在取水井段的上部井段, 所以注酸深度選擇在已射孔的最下部的一類儲(chǔ)層, 鉆桿排酸出口深度2840 m。

 

  (2)注酸管路使用 89 mm和 127 mm鉆桿。

 

  (3)鹽酸選擇:普通工業(yè)鹽酸, 用量20 t, 濃度

 

  31%, 加入濃度約3%的甲醛防腐劑和醋酸穩(wěn)定劑。

 

  (4)泵車選擇:一臺(tái)700型泵車, 安全打壓能力40 MPa;一臺(tái)鉆機(jī)自備的3NB-1300C型泥漿泵, 安全打壓能力26 MPa。

 

  (5)排酸抽水設(shè)備:S-10 /150型空氣壓縮機(jī);

 

  200QJR80/120型潛水泵等。

 

  2.3.3 作業(yè)程序

 

  (1)將鉆具連同分隔器下至設(shè)計(jì)打酸深度, 封隔器坐封, 泥漿泵送清水檢驗(yàn)封隔器的封隔質(zhì)量。

 

  (2)連接泵車、泥漿泵、酸灌車與井口鉆桿的管路, 管路分段連接必須用油壬接口。泵車以低速排量送清水檢驗(yàn)管路的密封質(zhì)量。

 

  (3)用泵車高速排量打完鹽酸后, 同時(shí)開(kāi)動(dòng)泥漿泵和泵車連續(xù)打入清水。壓力最高達(dá)到16 MPa,最后降至9 MPa, 表明壓開(kāi)了儲(chǔ)層的孔隙通道, 停止打入清水。

 

  (4)上提鉆桿至深度800 m, 連接空氣壓縮機(jī)氣舉引噴, 連續(xù)氣舉18 h至基本水清。出水情況基本與射孔前洗井相近。

 

  (5)下入水泵抽水24 h, 出水量1829 m3 /d, 出水溫度68 ℃, 動(dòng)水位95.09 m, 單位涌水量18.172m3 /(d· m), 水清砂凈。

 

  3 效果評(píng)價(jià)

 

  本井經(jīng)過(guò)射孔酸化壓裂洗井后, 單位涌水量減少1.194 m3 /d, 衰減率6.17%, 基本恢復(fù)了地?zé)峋瓉?lái)的出水量;出水溫度增加3 ℃, 表明酸化壓裂作用打開(kāi)了深部溫度較高的熱水儲(chǔ)層。

 

  4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

 

  由于初次應(yīng)用射孔和酸化壓裂技術(shù), 經(jīng)驗(yàn)不足,同時(shí)考慮降低施工成本因素, 射孔深度偏淺, 深部的3處二類儲(chǔ)層沒(méi)有射孔, 影響了地?zé)峋某鏊疁囟?鹽酸濃度偏高(一般15% ～ 20%), 鹽酸用量偏少,至少應(yīng)該達(dá)到40 t, 酸量太小有些儲(chǔ)層可能沒(méi)有或滲入酸液太少, 影響溶蝕效果;應(yīng)選用2 ～ 3臺(tái)700型泵車打壓, 有助于提高升壓速度和儲(chǔ)層壓裂效果。

 

  可以推測(cè), 如果采用上述改進(jìn)條件, 地?zé)峋某鏊亢蜏囟染鶗?huì)超過(guò)原來(lái)的產(chǎn)能指標(biāo)。

 

  5 結(jié)語(yǔ)

 

  YRG-1地?zé)峋畱?yīng)用射孔和酸化壓裂技術(shù)洗井基本解除了水泥對(duì)熱水儲(chǔ)層堵塞, 基本恢復(fù)到了地?zé)峋瓉?lái)的出水量, 單位涌水量衰減6.17%。同時(shí)壓裂作用也打開(kāi)了深部的高溫儲(chǔ)層, 地?zé)峋鏊疁囟忍岣吡? ℃。雖然受成本和各方面條件的限制,酸化壓裂工藝比較簡(jiǎn)單, 但仍取得了很好的效果。

 

  本次射孔和酸化壓裂技術(shù)的成功運(yùn)用, 為以后北京地區(qū)地?zé)峋畱?yīng)用射孔和酸化壓裂技術(shù)洗井增產(chǎn)提供了工藝改進(jìn)的借鑒經(jīng)驗(yàn), 一定程度上降低了地?zé)峋娘L(fēng)險(xiǎn).