射孔压实带的研究.pdfVIP

射孔压实带研究 李东传 孙新波 姜国庆 (石油工业油气田射孔器材质量监督检验中心) 摘 要该文用实验手段对射孔压实带进行了研究，实验所用的靶体为标准贝雷砂岩靶，在 API RP43(第五版)标准中第四章的实验条件下进行负压射孔，并进行流动镤I试。射孔流动实验后 对靶体傲了核磁共振、扫描电镜、电子探针、粒度分析等实验。实验结果表明压实带区域颗粒接触紧 密，孔隙连通性变差，小碎屑大量增加；由孔道入口到顶端压实带颗粒直径有增大的趋势．表明射孔 损害程度降低，压实带中未发现爆轰残留物，杵体的主要成份为铜的氧化物。通过以上研究对压实 带有了进一步的认识． 关键词 压实带孔隙度 渗透率爆轰残留物 聚能射孔弹射孔后产生射孔孔道，同时形成射孔压实带，压实带是射孔损害最重要的组成 部分，严重影响油井产能。本文采用多种实验手段研究了压实带的结构及物性特点，阐述了压 实带的厚度、受损害程度及变化趋势．这对聚能射孔弹的研制、射孔参数的优化设计具有十分 重要的指导意义。 核磁共振 对三种不同装药量的聚能射孔弹打的靶做了核磁共振实验。 将射孔实验后沿层理剖开的贝雷砂岩靶样品(一半)真空干燥(压力为133Pa，温度为 9399℃)，放人特制容器中抽真空(压力为133Pa)并用浓度为3％NaCI溶液饱和。 用BIOSPEC47／40核磁共振成像仪评价贝雷砂岩射孔前后孔隙度、渗透率的变化情况。 实验测试剖面为平行于砂岩靶入孑L端面延孔道方向1～1lcm处(剖面宽度为10cm)。 通过核磁共振实验可以测出贝雷砂岩靶中未受到射孔损害的区域孔隙度、渗透率均匀稳 定，射孔孔道周围存在一个受到射流挤压而产生的孑L隙度、渗透率明显下降的区域，压实区域 和未压实区域界线比较明显，压实区域平均厚度为1．20～1．30cm。从压实带边缘到孔道壁孔 隙度逐渐减小，射孔孔道周围的压实区域孔隙度值较低。 压实带内平均孔隙度下降幅度不大，为13．06％21．79％，平均渗透率下降幅度较大，压 实带区域内的渗透率只有原渗透率的21．90％～28．02％(表1)。 27 袭l 压实带厚度、孔隙度和渗透率 射孔弹 压实带平均 平均孔隙度 平均渗透率 弹型 装药量(g) 厚度(cm) 下降百分数 下降百分数 A 13．7 1．20 21．79％ 78．10％ B 24．7 1．25 18．OO％ 77．82％ C 32．O 1．30 13．06％ 71．98％ 对比三种聚能射孔弹所形成的射孔孔道的实验结果可知： (1)由弹型A到弹型B、C，射孔压实带厚度增大； (2)由弹型A到弹型B、C，射孔压实带平均孔隙度降低幅度减少，即损害程度降低； (3)由弹型A到弹型B、C，射孔压实带平均渗透率降低幅度减少，即损害程度降低。 扫 描 电 镜 在对砂岩靶进行扫描电镜分析前，由于考虑到可能有爆轰产物(其主要成分为碳)和药型 罩金属残留物(主要成分为铜)的存在，因此选用金(Au)镀层。 察。三块靶扳共取样30块，每块靶板为10块，依次为从孔道入口到孔道底端的TX和TY方 mm。 向上的样品。其中97—15和97--05试样紧靠近孔道壁，97—14试样离孔道约为2～5 为对比说明，同时取标准贝雷砂岩岩心样品一块。分别从岩石全貌、岩石颗粒粒间孔隙情况、 粘土矿物和岩石颗粒中的裂缝及破碎情况等方面将三块样品与标准样品进行比较分析。 从相同放大倍数