影响射孔效率的主要因素及评价方法

关键词：

射孔是指利用射孔器, 射穿封闭产层的套管及水泥环直至地层, 沟通井筒与产层间的流体通道。它是衔接于钻井与采油之间的一道关键工序。钻井完井的方法很多, 通常是在套管完井时, 采用射孔的方法打开产层。

1 储层性质对射孔效率的影响

1.1 高渗透疏松砂岩储层

这种储层的砂岩通常固结不好, 射孔后孔道内容易被砂砾充填。因此, 射孔时应优先考虑孔眼的稳定性, 防止孔道被砂堵及砂粒运移堵塞。可采用60°相位角, 中等孔深, 中等孔密, 大孔径较小的负压差射孔为宜。

1.2 非均质气层

非达西流 (紊流) 效应是影响气层射孔效率的一个主要原因。在气井中紊流效应一般都比较明显, 尤其是地层的渗透率越高, 紊流效应越显著。因此对低渗透气层射孔应采用深穿透、高孔密和中等孔径;对高渗透层射孔应采用中等孔深, 高孔密, 较大的孔径和90°的相位角。

1.3 裂缝性储集层

天然裂缝地层中, 射孔完井的产能完全取决于射孔孔眼和裂缝系统间的连通情况。

1.4 地层的各向异性

储集层岩石的垂直渗透率低于水平渗透率, 称为各向异性。其特征是流体在各个方向上传递速度不一样, 差别程度用水平渗透率与垂直渗透率的比值表示。

各向异性地层对射孔的效率影响很大, 为了改善这种影响需要在射孔时提高孔密。在渗透率各向异性差别大的地层 (水平渗透率与垂直渗透率比值在10-100之间) , 增大孔密可使产能增大, 比渗透率各向同性地层增大孔密时产能增大的幅度大。而射孔相位对射孔效率影响不大。在地层流体呈紊流的情况下, 渗透率的各向异性对产能的影响将成次要地位。

1.5 稠油层、高含蜡油层

对于这类油层, 影响射孔效率的主要因素是射孔孔眼的摩阻和流速。射孔时应选择大孔径的射孔器 (大于19mm) , 以减少摩阻损失, 降低流速。

1.6 低产低渗透储层

地层致密、低产、低渗透、不经过酸化压裂就形不成工业油流, 这类地层仅靠提高射孔效率无法达到增产目的, 只有采用酸化压裂等增产措施才会有效。因此在射孔时深穿透, 高孔密的效果已经不明显。为配合好压裂施工应重点考虑大而圆的孔径, 90°的相位角。

1.7 钻井与固井造成的地层损害带

损害带是近井周围地层, 由于有害的钻井液, 固井液的侵入储层造成损害, 会影响储层产能。采用深穿透的射孔器能穿过这个损害带。这样可减轻损害对产能的影响。

2 射孔参数对油层产能影响排序

2.1 未射穿钻井损害带:孔深, 孔密, 钻井损害程度, 压实带损害程度, 孔径, 相位角, 压实带厚度, 钻井损害带深度, 布孔格式。

2.2 射穿钻井损害带:孔密、孔深、压实带损害程度、压实带厚度、相位角、孔径、钻井损害程度、钻井损害深度、布孔格式。

2.3高损害 (损害程度≤0.45) 未射穿浅穿透 (射穿损害带厚度≤64%) :孔深、孔密、钻井损害程度、相位角、孔径、钻井损害深度、射孔压实损害程度。

2.4高损害未射穿深穿透 (射穿深度≤钻井损害带深度) :孔深, 孔密, 钻井损害程度, 孔径, 钻井损害深度, 射孔压实损害程度, 相位角。

2.5高损害射穿钻井损害带:孔深, 孔密, 钻井损害程度, 孔径, 相位角, 钻井损害程度, 射孔压实损害程度。

2.6低损害 (损害程度>0.45) 未射穿钻井损害带:孔深, 孔密, 孔径, 钻井损害程度, 相位角, 钻井损害深度, 射孔压实损害程度。

3 射孔效率评价方法

3.1 表皮系数法

表皮系数是描述近井地带的地层受到损害而引起流体渗流阻力增加的常数, 以符号S表示。S值越大表明地层受到的损害程度越大;S值为0, 表明地层未受损害;S值为负值表明地层得到改善, 确定S值的方法分为非稳定阶段的压降曲线法和霍纳法 (Horner) 及MDH法。

3.2 产率比法

产率比是指在相同条件下, 储层的实际产量与其假定的理想产量之比, 用PR表示。PR=1表示储层未受损害;当PR<1时, 表明储层受到损害;当PR>1时表明储层得到改善。如选择同一区块、同一产层, 钻井工序大致相同的油井进行对比, 则产率比主要反映了射孔工序的影响。因此, 国外目前都采用这一指标作为评价射孔效果或者说射孔对产层损害程度的矿场试井评价标准。