2006高压水射流钻井完井增产技术.ppt

3.2 水力脉冲发生器工作原理 水力脉冲发生器是将叶轮的扰动作用和自激振动腔的空化效应耦合，使进入钻头的常规连续流动调制成振动脉冲流动，钻头喷嘴出口成脉冲空化射流，三种效应： 水力脉冲—改善井底流场，提高井底净化和清岩 效率，减少压持和重复破碎； 局部负压—井底局部瞬时负压，改变井底应力状况； 空化冲蚀—辅助破岩，提高破岩效率。 3.3 水力脉冲发生器结构 水力脉冲发生器主要由本体、弹性挡圈、导流体、叶轮座、叶轮轴、叶轮及轴套组件、自激振动腔等组成。 3.4 现场初步试验结果 （1）克拉2-6井在相同泵压和钻井参数条件下，水力脉冲空化射流钻井比邻井同井段提高钻速2倍；克拉2-5井在钻压降低20~40KN条件下，水力脉冲空化射流钻井与邻井同井段钻速相当；两口井综合平均结果，水力脉冲空化射流钻井比邻井同井段钻速提高1倍，证明现场试验提高钻速取得成功。 （2）试验用钻头钻有200多米的进尺起出后完好，新度在90％以上，充分证明了水力脉冲空化射流钻井还具有改善井底流场、增加钻头进尺的作用。 4.1 地面全增压钻井试验 70年代初，美国地面将泥浆全增压至69~103MPa，在5口3000米左右井中试验，钻速为21~85m/h，是常规钻速的2~3倍。 当喷嘴压降为104MPa时，连续性射流可以冲击破碎70~80%所钻岩石。 国内胜利油田开展过25 ~ 30MPa高压喷射钻井试验，大港油田正开展35MPa、中原油田正开展50MPa高压喷射钻井试验，钻速明显提高。 设备和循环系统维护要求非常高。 4.2 双管柱钻井试验 深井高围压下喷嘴组合井底流场 水射流破岩钻大连续孔眼必须具备三个基本条件： 一是形成的孔眼要有足够大的面积； 二是形成的孔眼必须具有规则的形状； 三是具有较高的破岩效率和钻进速度。 常规的圆射流不具备这些功能，因此设计利用旋转射流。 旋转射流破岩机理不同于普通圆射流。它不单纯以冲击、拉伸、水楔作用破岩，而是以剪切破坏为主，并伴有冲蚀、拉伸破坏等多种形式。 1、剪切破碎 利用岩石抗剪、抗拉强度低的特点，依靠旋转射流切向速度对岩石产生剪切破碎，从而大大提高破岩效率。 2、冲蚀破碎 在垂直冲击力和横向流的联合作用下，圆环面积内岩石颗粒的胶结物或层理等弱面首先被冲蚀而脱离母体，射流对圆锥面的冲蚀作用使岩石颗粒迅速离开母体，减少了重复破碎，提高了破岩效率。 3、拉伸破碎 旋转射流冲击井底的同时，对圆锥面产生拉应力， 使岩石更容易产生垂直裂纹，裂纹在水楔作用下产生破碎。 4、旋流磨削 携带着岩屑的返回流沿孔壁旋转返回，象磨粒一样磨削已形成的孔壁，扩大并光滑孔眼，提高了钻孔质量。 快速造腔原理 9.5 现场试验 3.现场施工效果 现场试验11井次, 能很好解除油层污染，对油层堵塞原因引起伤害的低产井，可以起到射孔解堵增产的双重目的。 1. 不宜压裂井射孔增产 2. 低渗透地层改造 3. 水力喷砂割缝 4. 定向水力喷射压裂 5. 喷砂处理水泥塞和坚硬地层 第九章 磨料射流射孔研究与实验 生产初期常规炮弹射孔并加砂6m3压裂，试油产能低（6m3/d）。 因固井质量差，常规射孔不宜进行压裂改造，故采用磨料射流射孔，提高井底完善度。 设计用3个喷枪，每枪3个喷嘴，按1200夹角排列，共射9孔。 经喷砂射孔后抽汲求产，日产油8.0 m3，不含水，施工效果良好。 9.5 现场试验 4.现场施工井例---史125井 第九章 磨料射流射孔研究与实验 9.5 现场试验---施工和生产曲线 第九章 磨料射流射孔研究与实验 利用高压水射流破岩钻孔原理，在生产层创造出较大深度的清洁无阻的油气通道，射孔深度达3.0米之多，孔径达14-25毫米，可有效克服近井地层污染，是新井完井、低渗改造的一项有效新技术。 工作压力：50--70 MPa 工作介质：清水或射孔液 喷嘴直径：2.0 --3.0 mm 孔眼直径：14--25 mm 孔眼长度：3 m 高压水射流深穿透射孔 第十章 高压水射流深穿透射孔 第十一章 水力定向喷射辅助压裂 11.1 问题的由来 压裂改造是油气井特别低渗地层增产的主要措施。美国有30%原油产量是通过压裂获得的。 裂缝起裂位置及扩展方向难以控制，易水串水淹，直接影响着压裂施工成败，是国内外未解决的世界性难题。得到国家863计划支持。 从分析射孔孔眼的应力分布入手，计算孔眼处水力裂缝的起裂压力、延伸压力，预测起裂位置和扩展方向，探讨射流定向射孔辅助压裂的可行性。 11.2 水力射孔孔眼的应力分布模型 射孔井眼模型如图所示 假设