李 军，袁结连，毛鸿辉，袁 伟，蔡如意，毛门丰,左 静

（1.中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院，河南 南阳，473132；2.中国石化河南油田分公司采油一厂，河南 南阳，473132；3.大庆油田采油十厂，黑龙江 大庆，166405；4.北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司，陕西 西安，710065）

随着河南油田进入开发后期，在特高含水、高采出程度下，地下水淹状况极为复杂，剩余油层“薄、散、小、差、低”，挖潜难度越来越大。由于常规聚能射孔器在特低孔、低渗和需要改造的地层效果不理想[1-2]，而DSQ多脉冲射孔技术利用多级火药燃速的差异性，实现燃气对地层的多级压力脉冲加载，延长作用时间，增大延缝半径，达到有效降低注水压力及提高油井产能的效果。基于2011年河南油田原油生产的需要，在采油一厂开展并应用了DSQ多脉冲复合增效射孔技术，且和与之相邻、油层物性非常相近的常规射孔井的射孔效果进行对比评价。

1 DSQ多脉冲射孔技术

1.1 技术原理

DSQ多脉冲射孔技术利用多级火药燃速的差异性，将其在射孔器中合理组装，从而实现燃气对地层的多级压力脉冲加载，延长作用时间，增大延缝半径，达到降低破裂压力并有效降低注水压力，以及提高油井产能的效果[2-3]。

1.2 技术关键

（1）多级装药分段点火，使能量按顺序释放，从原理上避免压力峰值叠加，保证射孔作业安全。要实现多脉冲压裂，需从装药配方设计上获得解决途径。

（2）制备工艺、装枪工艺、射孔工艺具有使用的安全性、可操作性。

1.3 造缝机理

DSQ的造缝长度可用式（1）表达：

式（1）中：L为总造缝长度；l0为射孔弹平均穿深；l1为一级装药延缝长度；l2为二级装药延缝长度。

图1 多脉冲射孔机理Fig.1 Mechanism of multi-pulse perforation technology

一级装药[4]在地层中产生裂缝长度l1，由岩石损伤理论[5]推导，结果可表示为：

式（2）中：P1为一级装药产生的最大峰值压力；σ∞为原岩破裂应力；σc为在岩石拉伸条件下，二次延缝临界应力。

同理，二级火药在地层中的延缝长度l2为：

式（4）中：B为裂纹宽度；E为岩石弹性模量；P0为燃气压力峰；r0为套管半径；l为裂缝某点到套管中心距离。从式（4）可以看出，压力越大裂缝越宽。第2次压裂缝宽会大于第1次。

2 应用地层

DSQ多脉冲射孔技术在河南油田采油一厂主要应用在以下区块油水井中：

2.1 断层发育连通关系差、低品位油藏

东庄油田属于低品位难采储量，其为断层发育，储层物性差，边水不活跃。由于地层亏空严重、能量严重不足，导致油井产液、产油能力低，其生产时间短，开发效果差；此外，部分井采用常规的增产措施效果较差。

2.2 早期射孔不完善的潜力层

一些投产时间长的潜力层，由于以前采用老式射孔枪型，使射孔不完善。例如J6-806距邻井6-728井仅 12m，本次重复补孔段上次采用的是孔径为Φ 10.9mm、穿深仅为522mm的89-1弹。

2.3 三采区块见效差的上倾尖灭区域

例如：K423井位于Ⅳ11-321-2层西南上倾尖灭区，邻井H417井（相距160m），目前全井生产Ⅳ11-321-3层，日产油2.3t、日产水23.4m3、含水91.2%、动液面1 526m，分析K423井Ⅳ11-321-2层应有一定的出液能力。又如：408井位于Ⅳ11-3层中部上倾尖灭区，分析408井Ⅳ11-2层应有一定的出液能力，目前出液差为射孔不完善所致 。

2.4 物性差的区域

油田开发中影响储层出液能力因素很多，其中储层物性决定其出液能力，一般储层的渗透率大于等于500×10-3μm2为高渗透层，在50×10-3～ 500×10-3μm2间为中渗透层，在 10×10-3～ 50×10-3μm2间为一般低渗透层，在1×10-3～ 10×10-3μm2间为特低渗透层，小于1×10-3μm2为超低渗透层。例如：江河区Ⅴ-Ⅸ油组储层物性差异大，非均质性严重，导致储层动用程度不均衡。

3 应用效果评价

3.1 效果评价原则

为了正确评价DSQ多脉冲射孔技术的效果，挑选了相邻且油层物性等方面非常相近的区块，将DSQ多脉冲射孔技术与常规射孔进行对比。对比原则采用同层系的生产井作为可对比井，即将可对比井和被对比井射孔井段单位产能系数下的产液量进行对比[6]。

3.2 枪弹组合技术参数对比

DSQ多脉冲射孔技术在原一体式基础上，再利用枪内空间，把弹架制作成含能弹架，使装药量提高1倍以上。

表1 枪弹组合技术参数Tab.1 Performance of different guns combined with shaped charges

从表1中可以看出，在多级火药的作用下，DSQ多脉冲射孔延缝深度可以达到2 700 mm，比常规聚能射孔弹穿孔长度提高3倍以上。

3.3 枪弹组合应用效果对比

枪弹组合应用效果对比见表2。从表2可以看出，单位产能系数下产液量与射孔弹的穿深成正比，DSQ多脉冲延缝半径最大，所以效果最好。

2011年1～10月，采油一厂应用DSQ多脉冲射孔技术62井次，其中油井57井，有效厚度达369.3m，日产液量969.3 m3/d，单位产能系数下产液量43.9 m3/（d·μm2·m），见表3。

表2 枪弹组合应用效果Tab.2 Application of different guns combined with shaped charges

表3 DSQ多脉冲射孔应用效果统计表Tab.3 Application statistics of DSQ perforation

3.4 单井射孔应用效果评价对比

为了更客观地评价和对比DSQ多脉冲射孔和常规枪弹组合的射孔效果，针对单井和单井的可对比井进行效果评价，见表4。

表4 单井枪弹组合应用效果Tab.4 Application of different guns combined with shaped charges in a well

从表4可以看出：DSQ多脉冲射孔比89枪/89弹射孔增长幅度为261.4%；DSQ多脉冲射孔比102枪/127弹射孔增长幅度为630.8%。

3.5 典型井例分析

J6-806井距邻井6-728井仅12m，油层物性、射孔段长度相近，两口井上次采用的是孔径为Φ10.9mm，穿深仅为522mm的89-1弹，射孔后效果差，属于早期射孔不完善的潜力层。本次对J6-806井采用DSQ多脉冲射孔重复补孔，射孔后产液量由10.0m3/d增加到22.0m3/d，初期油量由0增加到6.0m3/d，以后一直稳定在2.7m3/d。含水率由100%降为88%，说明DSQ多脉冲射孔技术效果显著。而邻井6-728井采用102枪127弹补孔，同样16孔/m，但产液量仅增加3.0m3/d，产油量为 0.7m3/d。J6-806井平面图及应用效果见图2。

图2 J6-806井平面图及应用效果图Fig.2 Production record curves and effect of the J6-806 well

4 结束语

DSQ多脉冲射孔技术在提高中低渗透层的渗流能力及增产增注方具有一定的效果，与常规射孔方式相比，措施有效率高，是老油田挖潜增效的有效手段之一。

[1]王艳萍,黄寅生,潘永新,等.复合射孔技术的现状与趋势[J].爆破器材,2002,31(3):30-34.

[2]李道品,张连春.我国低渗透油田开发当前之新进展[J].低渗透油气田,2004,9(1):15-19.

[3]冯国富,汪长栓,等.多脉冲复合射孔技术试验研究[J].爆破器材,2005,34(1):34-36.

[4]王泽山,徐复铭,等.火药装药设计原理[M].北京:兵器工业出版社,1995.

[5]Paine A S, Please C P.An improved model of fracture propagation by gas during rock blasting-some analytical results[J].Int J Rock Mech Min Sci,1994,31(6):699-706.

[6]徐勇,等.射孔新技术在川西地区的应用[J].测井技术，2007,31(1):71-74.