第三节 高能气体压裂高能气体压裂 (High Energy Gas Fracturing,简称
HEGF)是继爆炸压裂,水力压裂之后发展起来的一项油水井增产增注技术 。
它是利用特制火药或火箭推进剂在井筒中油层部位快速燃烧所产生的高温高压气体,将油层压出辐射状径向多裂缝体系,从而有效地穿透井筒附近的污染带,
勾通天然微裂缝,改善近井地带渗透性能,达到油水井增产增注的目的 。
高能气体压裂具有施工简便、成本低廉、污染小的显著优点，它的发展为低产能井的改造提供了新手段。
一,
高能气体压裂的增产机理主要基于下述四方面的作用 。
1.
当高能气体发生器在井下燃爆时,产生大量的高温高压气体,在 0.1～ 0.2ms即达到峰值压力 。 这种较高的加载速率导致在地层中形成辐射状的径向多裂缝体系,不仅穿透近井地带污染区,而且沟通了地层的天然微裂缝,
如图 13-24所示,使导流能力显著提高 。
图 13-24
2.
一般井温可达 230～ 600℃ 。 井温变化的结果将产生两方面的作用效应：一方面,燃气热量汽化部分压井液体,并在液相中传导建立不均匀分布的温度场；另一方面,燃气通过套管及射孔炮眼将热量传递给地层,使其温度升高 。 压井液及地层温度的升高,对清除蜡质,胶质及沥青质的堵塞起了重要的作用 。
3.
高能气体压裂的化学作用是指燃气中的 CO,CO2、
HCl及 H2S成分遇水形成酸液对岩层的作用 。 与酸处理地层一样,化学作用不但与酸液性质有关,而且与地层岩性有关 。 有时这种化学作用也会产生不利的效果,这在火药配方设计中应力求避免 。
4,水力冲击作用高能气体压裂过程中的水力冲击作用,是指井筒中的液体振荡及与其伴随的压力波的传播,反射,叠加所造成的压力脉动对地层的冲击作用 。
这种作用可以破坏堵塞颗粒与油层之间的结合力,产生松动作用,也还可以克服毛管效应,有利于油气渗流 。
第四节物理法增产增注技术就是利用各种物理场或波对油层进行处理,以解除油层堵塞,提高油层中流体的渗流能力,达到油水井增产增注的目的 。
目前常用的物理法增产增注技术有声波 (主要是超声波 ),水力振荡,低频振动,电脉冲等,它们都是物理场或波在采油领域中的具体应用,因此,也被称为物理 (或波场 )采油技术 。
一,
利用声波的机械振动能,经流体介质耦合后进入地层,
从而达到解除污染,堵塞,提高近井地带渗透性的目的 。
1,超声波的作用超声波采油技术的机理主要是机械振动作用,空化作用和热作用三个方面 。
(1)
机械振动作用：是指地层弹性介质微粒机械振动的传播 。 在传播过程中,粒子的振幅,速度及加速度发生显著的变化,从而产生松动,边界磨擦,微裂缝,
解聚等 。
(2)
空化作用是指在振动脉冲的作用下，液体中气泡成长和崩溃的过程以及伴随发生的一系列现象。
这种空化作用一方面可以减小气阻,另一方面在气核崩溃间形成的激波,又可以促进裂缝的产生和局部温度的上升 。
(3)
超声波在传播介质内部的吸收,在不同介质的分界处的摩擦及空化作用在气泡崩裂时释放大量的热量,这三种方式是热作用能量的主要来源 。
上述超声波的三种作用不是孤立的,而是互相交织在一起并存的 。 不同的振源强度及频率,三种作用的比例也不同 。
2,超声波对油层作用的效应
(1)
(2)
(3)
(4)
HEGF)是继爆炸压裂,水力压裂之后发展起来的一项油水井增产增注技术 。
它是利用特制火药或火箭推进剂在井筒中油层部位快速燃烧所产生的高温高压气体,将油层压出辐射状径向多裂缝体系,从而有效地穿透井筒附近的污染带,
勾通天然微裂缝,改善近井地带渗透性能,达到油水井增产增注的目的 。
高能气体压裂具有施工简便、成本低廉、污染小的显著优点，它的发展为低产能井的改造提供了新手段。
一,
高能气体压裂的增产机理主要基于下述四方面的作用 。
1.
当高能气体发生器在井下燃爆时,产生大量的高温高压气体,在 0.1～ 0.2ms即达到峰值压力 。 这种较高的加载速率导致在地层中形成辐射状的径向多裂缝体系,不仅穿透近井地带污染区,而且沟通了地层的天然微裂缝,
如图 13-24所示,使导流能力显著提高 。
图 13-24
2.
一般井温可达 230～ 600℃ 。 井温变化的结果将产生两方面的作用效应：一方面,燃气热量汽化部分压井液体,并在液相中传导建立不均匀分布的温度场；另一方面,燃气通过套管及射孔炮眼将热量传递给地层,使其温度升高 。 压井液及地层温度的升高,对清除蜡质,胶质及沥青质的堵塞起了重要的作用 。
3.
高能气体压裂的化学作用是指燃气中的 CO,CO2、
HCl及 H2S成分遇水形成酸液对岩层的作用 。 与酸处理地层一样,化学作用不但与酸液性质有关,而且与地层岩性有关 。 有时这种化学作用也会产生不利的效果,这在火药配方设计中应力求避免 。
4,水力冲击作用高能气体压裂过程中的水力冲击作用,是指井筒中的液体振荡及与其伴随的压力波的传播,反射,叠加所造成的压力脉动对地层的冲击作用 。
这种作用可以破坏堵塞颗粒与油层之间的结合力,产生松动作用,也还可以克服毛管效应,有利于油气渗流 。
第四节物理法增产增注技术就是利用各种物理场或波对油层进行处理,以解除油层堵塞,提高油层中流体的渗流能力,达到油水井增产增注的目的 。
目前常用的物理法增产增注技术有声波 (主要是超声波 ),水力振荡,低频振动,电脉冲等,它们都是物理场或波在采油领域中的具体应用,因此,也被称为物理 (或波场 )采油技术 。
一,
利用声波的机械振动能,经流体介质耦合后进入地层,
从而达到解除污染,堵塞,提高近井地带渗透性的目的 。
1,超声波的作用超声波采油技术的机理主要是机械振动作用,空化作用和热作用三个方面 。
(1)
机械振动作用：是指地层弹性介质微粒机械振动的传播 。 在传播过程中,粒子的振幅,速度及加速度发生显著的变化,从而产生松动,边界磨擦,微裂缝,
解聚等 。
(2)
空化作用是指在振动脉冲的作用下，液体中气泡成长和崩溃的过程以及伴随发生的一系列现象。
这种空化作用一方面可以减小气阻,另一方面在气核崩溃间形成的激波,又可以促进裂缝的产生和局部温度的上升 。
(3)
超声波在传播介质内部的吸收,在不同介质的分界处的摩擦及空化作用在气泡崩裂时释放大量的热量,这三种方式是热作用能量的主要来源 。
上述超声波的三种作用不是孤立的,而是互相交织在一起并存的 。 不同的振源强度及频率,三种作用的比例也不同 。
2,超声波对油层作用的效应
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