W23储气库注采井射孔方式优选与评价

付波

摘要：W23储气库是华北地区重要的能源储备设施，该储气库通过射孔方式优选来确保单井注采能力。通过运行数据跟踪对比，寻找到更加适合该区块储层的射孔方式，为后续储气库扩建提供了重要依据。

关键词：射孔方式、注采井、储气库

一、W23储气库概况

W23气田地理位置优越，区内建设有多条长输管道并相互连通。气田的盖层具有很好的封闭性，能承受较高的压力,边界断层封闭性好，主块气层厚度大、砂体连通性好，储量规模大，产能高，采出程度高，改建地下储气库的地质条件优越。将其改建为储气库后可以很好地解决华北地区等多条输气管道的调峰问题，使之成为国家级储气库，对全国供气管网安全平衡供气具有非常重要的战略意义。

对于W23储气库而言，注采能力是最重要考核指标，大气量的注采能力是其起到应急调峰作用的根本保障。由于其利用枯竭气藏改建而成，气藏经过长期开发，地层压力枯竭，在储气库建设和投产过程中，钻井与完井工程的施工液体不可避免侵入储气库储层，造成污染。因此在投产的过程中，射孔就成为了最直接有效提高单井注采能力的手段。

二、W23储气库射孔优选及参数优化

W23储气库新钻注采井都为7″套管，内径157.1mm，有外径102mm、114mm、127mm、140mm四种规格的射孔枪可供选择，在国内外射孔施工中，这四种射孔枪在7″套管内都有或多或少不等量使用的经历。表1是四种射孔枪对7″套管的适应性比较。

表1 四种射孔枪在W23储气库适应性对比

射孔枪型	外径 （mm）	套管内径（mm）	射孔前枪套间隙 （mm）	最大毛刺高度 （mm）	射孔枪膨胀（mm）	射孔后枪套最小间隙（mm）	评价
102	102	157.1	55.1	5	5	40.1	间隙偏大
114	114	157.1	43.1	5	5	28.1	较合适
127	127	157.1	30.1	5	5	15.1	最合适
140	140	157.1	17.1	5	5	2.1	间隙太小

根据数据比较，可选用127mm或114mm射孔枪。，为尽量提高射孔穿深，可选用127射孔枪；对于水平井，考虑残留的固井水泥浆在射孔震动时脱落、射孔残渣落入井筒、射孔毛刺嵌挂孔眼等因素，为了确保射孔枪不会卡在套管内，应选择114mm射孔枪。根据数据比较，射孔枪可选用127mm或114mm射孔枪，使用Φ127mm的射孔枪，射孔弹和射孔枪的配合更趋合理，穿孔深度和孔径比较大，射孔效果较好，因此，对于井斜不大于60°的井选择Φ127mm射孔枪。

所有的聚能射孔弹穿孔后都会在孔道上形成压实带，压实厚度一般1.2-1.3cm，孔隙度下降幅度13.06-21.79%，渗透率下降幅度71.98-78.10%。压实带侧面受到的损害远远大于头部损害，轴向流动效率高于径向流动效率。

研究表明，射孔孔道压实带对气井产能的影响大于对油井的影响，它可以使气井产能降低20-30%，所以，对射孔压实带的改造直观重要。负压射孔可以从一定程度上解除地层污染，并使孔眼得到部分清洗，但对压实带的改造效果甚微。所以在W23储气库射孔时，选用以改造孔道压实带和降低地层污染为目的的深穿透多脉冲复合射孔器。同时一种后效射孔技术也在W23储气库得到一定的应用。技术原理是利用常规射孔弹射孔的同时，由高速射流引起的涡流场引力将后效体内的高能粒子曳入到孔道内，高能粒子在孔道内聚集、碰撞、相互作用，引起局部灼热点火，数毫秒内完成从爆燃到螺旋爆轰，实现地层孔道内的二次燃爆，可有效解除孔道的压实及污染。

三、效果评价

W23储气库注采完井以复合射孔为主，占总共工作量的85%；同时在部分井使用后效射孔弹，以增强单井注采能力，但经过多周期的注采运行发现，采用后效射孔方式的生产井的注采能力反而不及采用复合射孔技术的注采井。

表2 两种射孔方式在W23储气库中的应用效果统计表

射孔方式	平均采气量 104m3/d	平均采气强度 104m3/m
复合射孔	40.33	0.32
后效射孔	22.95	0.19

通过三个周期的运行统计，采用复合射孔的注采井的平均单井采气量为44.33×10⁴m³/d，采用后效射孔方式的注采井平均单井采气量为22.95×10⁴m³/d；采用复合射孔的注采井的平均采气强度为0.32×10⁴m³/m，采用后效射孔方式的注采井的平均采气强度为0.19×10⁴m³/m。分析复合射孔效果好于后效射孔原因主要是因为后效射孔所携带的后效体的二次爆燃不能够有效的接触射孔孔道的压实效果，反而增强了射孔孔道的的压实性，进而造成了射孔孔道与储层连接处的致密度增强，气体运移的阻力增加，最终削弱了单井的注采能力，因此推荐后期的W23扩建工程应采用复合射孔方式。

四、结论

匹配合适的射孔方式是增强储气库注采井单井注采能力的关键，而对于不同射孔方式的优选，则是保障储气库大吞吐量注采的保障，通过分析W23储气库前期运行数据发现复合射孔技术与后效射孔技术相比，更加有助于提升该储气库的单井注采能力，从而对保障该地区的能源供应提供了技术支撑。

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