高能气体压裂技术在油田增产增注中的应用效果评价
【摘要】本文比较详细地论述了高能气体压裂技术的机理、施工工艺、技术特点及适用范围，并结合其在胡尖山油田的现场应用进行了增产增注效果评价，认为高能气体压裂在油田的生产开发中是一个很好的增产增注手段，具有良好的应用前景。
【关键词】高能气体压裂压裂机理施工工艺适用范围应用效果评价
1 前言
高能气体压裂（high energy gas fracture，简写hegf）技术以其施工简单、费用低廉的特点在改善油水井近井地带渗流能力的增产增注中取得了很好的效果，具有良好的应用前景。
2 高能气体压裂技术2.1 压裂机理
高能气体压裂是利用火药或火箭推进剂，在井下有规律地燃烧，产生大量高温高压气体，以一定的升压速度加载于地层，将地层压开，在近井地带形成多条不受地应力控制的径向多裂缝体系，提高井筒附近地层的导流能力，达到增产增注的目的[1]。
火药及火箭推进剂产生的高温高压气体对压裂处理基于四个方面的作用：机械作用、热作用、化学作用和水力作用[2]。
2.1.1 机械作用
高能气体压裂的机械作用即岩石破裂多条裂缝造逢作用，指高能气体压裂过程中压力增值快，高能气体瞬间产生的各项冲力大于地层破裂压力值，造逢方位不受地应力控制，在近井地带造逢机会均等，是改善近井地带导流能力的有效方法。
机械作用过程可分为井内增压、岩石破裂和裂缝延伸三个阶段。
2.1.2 热作用
高能气体压裂施工后的井温测试表明，在火药弹点燃后的一段时间内，井温可升高到500～700℃，开始下降很快，以后在几个小时内变慢，足以熔化沉淀在油井附近的石蜡与沥青，同时降低油的粘度。
对解除近井地带和射孔孔眼的堵塞以及清蜡起着重要的作用。
2.1.3 化学作用
火药燃烧后产生co2、co、n2、no及hcl气体。
no及hcl溶于水
生成腐蚀性较强的酸液，配合以燃气的高温作用对油层起到一定的酸化解堵作用。
2.1.4 水力作用
在高能气体压裂过程中，伴随着高压脉冲压力作用，井中液体会产生液体振荡作用，液体振荡对地层的振动作用可以破坏堵塞颗粒与储油岩层之间的凝集力，使输油孔道毛细孔径发生变化，同时也有助于裂缝形成和清理储层堵塞。
2.2 压裂效果影响因素
高能气体压裂效果主要与压裂弹的升压速度、峰值压力和压力的持续时间有关。
（1）升压速度：升压速度决定着压开裂缝的分布形状和方向，高能气体压裂的升压速度为毫秒级，它不象爆炸压裂那样造成井眼周围岩石压实带，也不象水力压裂那样形成受地应力控制的单条裂缝，而是在井筒周围形成多条放射状裂缝。
（2）峰值压力：峰值压力越高，形成的裂缝越深，但峰值压力不得超过套管最
大抗内压力。
第一个峰值压力使地层起裂，它的上升速度越快，沿井筒形成的径向裂缝就越多，但当压力上升时间t
（2）井的套管质量和固井质量良好。
（3）底水发育且油层与水层间无遮挡的薄油层，天然裂缝较发育的油层改造。
（3）生产井的解堵处理。
（5）注水井的降压增注处理。
（6）污染、堵塞严重的油气井的解堵处理。
（7）地层破裂压力异常高地区的油气井的水力压裂和酸化预压裂[ 3 ]。
（8）无水源地区、井场条件差、道路条件差的山区、沙漠、浅海、河湖港汊地区、偏远地区等无法实施水力压裂的油气井的压裂增产处理。
3 现场应用及效果
为了在胡尖山油田取得较好的解堵改造效果，特选用gy-100型φ90mm的高效压裂弹进行施工，该弹的燃烧升压时间短（0.5-5ms）燃烧持续时间长（600-1000ms），峰值压力为50-80mpa，根据试验结果不会对j55钢级的51/2套管造成损伤（见表2所示）。
3.1 注水井应用效果
为了解除注水井近井地带的堵塞，降低注入压力，改善水驱状况，较好的增加地层能量和油井产能。
胡154区块和a28区块初期6口井采用复合射孔投注，达不到配注要求，后实施高能气体压裂，效果显著。
措施后和措施前相比油压、套压下降，日注水量增加：措施前平均油压14.2mpa，平均套压14.1mpa，日注水0.5m3；措施后平均油压8.4mpa，平均套压8.2mpa，日注水15.8m3，日增注15.3m3（见表3所示）。
09年以来在胡尖山油田三叠系长4+5、长6、长7油藏注水井推广应用了高能气体压裂，共实施高能气体压裂388井次，平均单井加药27.7kg，措施效果较好，注水井投注后压力一直保持较低，均能达到配注要求（如表4、表5所示）。
高能气体压裂技术在胡尖山油田注水井的近井地带解堵、降压、增注、改善吸水剖面中已经取得了很好的效果。
3.2 采油井应用效果
对于胡尖山油田侏罗系油藏，底水发育，物性较差或近井地带存在污染，射孔无产能的油井实施了高能气体压裂措施，取得了很好的效果（如表6，表7所示）。
高能气体压裂技术在胡尖山油田侏罗系底水油藏油井改造中取得了很好的效果，与相邻的小型水力压裂井相比，含水降低，产量增高，已经作为胡尖山油田底水油藏改造的重要技术推广应用。