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1、 高能气体压裂高能气体压裂n n高高能能气气体体压压裂裂是是一一种种较较新新的的增增产产增增注注措措施施。它它是是利利用用特特定定的的发发射射药药或或推推进进剂剂在在井井的的目目的的层层段段高高速速燃燃烧烧，产产生生高高温温、高高压压气气体体压压裂裂储储层层形形成成多多条条自自井井眼眼为为中中心心呈呈放放射射状状的的径径向向裂裂缝缝。由由于于这这些些裂裂缝缝的的自自支支撑撑作作用用，形形成成了了一一定定导导流流能能力力的的通通道道，解解除除了了井井眼眼附附近近的的堵堵塞塞，达达到到提提高高储储层层产产能能的的目目的的。高高能能气气体体压压裂裂更更多多地地用于近井地带的储层解堵。用于近井地带的储
2、层解堵。高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 高能气体压裂的概念高能气体压裂的概念高能气体压裂的概念高能气体压裂的概念n n 高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂利利利利用用用用火火火火药药药药或或或或火火火火箭箭箭箭推推推推进进进进剂剂剂剂燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生的的的的高高高高温温温温、高高高高压压压压气气气气体体体体压压压压出出出出多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝以以以以取取取取得得得得增产效果的方法。增产效果的方法。增产效果的方法。增产效果的方法。n n 高高高高能能能能气气气气体体体体压压
3、压压裂裂裂裂工工工工艺艺艺艺分分分分为为为为井井井井内内内内增增增增压压压压、造造造造缝缝缝缝和和和和裂裂裂裂缝缝缝缝延延延延伸伸伸伸三三三三个个个个阶阶阶阶段段段段。在在在在井井井井眼眼眼眼增增增增压压压压期期期期间间间间，井井井井内内内内发发发发生生生生弱弱弱弱性性性性变变变变形形形形同同同同时时时时地地地地层层层层内内内内的的的的自自自自然然然然裂裂裂裂缝缝缝缝受受受受到到到到高高高高压压压压。推推推推进进进进剂剂剂剂产产产产生生生生的的的的气气气气体体体体的的的的简简简简单单单单作作作作用用用用就就就就象象象象在在在在一一一一个个个个密密密密闭闭闭闭腔内一样。此时压力随时间线性增加。腔
4、内一样。此时压力随时间线性增加。腔内一样。此时压力随时间线性增加。腔内一样。此时压力随时间线性增加。 高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n一一一一般般般般来来来来说说说说，炸炸炸炸药药药药爆爆爆爆轰轰轰轰的的的的增增增增产产产产效效效效果果果果远远远远小小小小于于于于火火火火药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧。爆爆爆爆炸炸炸炸产产产产生生生生的的的的尖尖尖尖压压压压力力力力脉脉脉脉冲冲冲冲的的的的增增增增产产产产效效效效果果果果远远远远小小小小于于于于平平平平缓缓缓缓的的的的压压压压力力力力脉脉脉脉冲冲冲冲，也也也也就就就就是是是是说说说说炸炸炸炸药药药药爆爆爆爆轰轰轰轰的的的的增增增增产
5、产产产效效效效果果果果远远远远小小小小于于于于火火火火药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧。炸炸炸炸药药药药的的的的燃燃燃燃烧烧烧烧速速速速度度度度以以以以km/skm/skm/skm/s计计计计，点点点点火火火火后后后后会会会会形形形形成成成成爆爆爆爆轰轰轰轰波波波波；火火火火药药药药的的的的燃燃燃燃烧烧烧烧速速速速度度度度以以以以mm/smm/smm/smm/s计计计计，最最最最大大大大也也也也不不不不超超超超过过过过10m10m10m10ms s s s。炸炸炸炸药药药药的的的的燃燃燃燃烧烧烧烧速速速速度度度度与与与与环环环环境境境境条条条条件件件件无无无无关关关关，而而而而火火火火药药药药的的的的
6、燃燃燃燃烧烧烧烧速速速速度度度度受受受受环环环环境境境境温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力的的的的影影影影响响响响。火火火火箭箭箭箭燃燃燃燃料料料料（推推推推进进进进剂剂剂剂）近近近近似似似似于于于于火火火火药。药。药。药。高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n常用的火药是硝化棉和炮药。硝化常用的火药是硝化棉和炮药。硝化棉由致密的硝化纤维。极少量残留棉由致密的硝化纤维。极少量残留溶剂和水组成。炮药也叫发射药是溶剂和水组成。炮药也叫发射药是硝化纤维在不易挥发溶剂（一般是硝化纤维在不易挥发溶剂（一般是硝化甘油）中的固体溶液。炮药比硝化甘油）中的固体溶液。炮药比硝化棉的能量高，一般含有
7、降低燃硝化棉的能量高，一般含有降低燃烧温度的钝化剂及稳定剂。烧温度的钝化剂及稳定剂。高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n火火火火药药药药的的的的燃燃燃燃烧烧烧烧速速速速度度度度虽虽虽虽然然然然远远远远较较较较炸炸炸炸药药药药慢慢慢慢，但但但但火火火火药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧造造造造成成成成的的的的升升升升压压压压速速速速率率率率比比比比水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂要要要要快快快快得得得得多多多多；水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂的的的的升升升升压压压压时时时时间间间间以以以以分分分分计计计计，而而而而高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂的的的的升升升升压压压压时时
8、时时间间间间以以以以毫毫毫毫秒秒秒秒计计计计。随随随随着着着着井井井井筒筒筒筒内内内内升升升升压压压压速速速速率率率率的的的的增增增增高高高高，在在在在井井井井附附附附近近近近不不不不仅仅仅仅仅仅仅仅是是是是在在在在垂垂垂垂直直直直最最最最小小小小地地地地应应应应力力力力方方方方向向向向产产产产生生生生两两两两条条条条缝缝缝缝，而而而而是是是是产产产产生生生生多多多多条条条条径径径径向向向向缝缝缝缝，在在在在离离离离井井井井筒筒筒筒较较较较远远远远处处处处，这这这这些些些些径径径径向向向向缝缝缝缝仍仍仍仍按按按按最最最最大大大大主主主主应应应应力力力力方方方方向向向向延延延延伸伸伸伸。裂裂裂裂
9、缝缝缝缝条条条条数数数数主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于升升升升压压压压速速速速率率率率（峰峰峰峰值值值值压压压压力力力力除除除除以以以以达达达达到到到到峰峰峰峰值值值值压压压压力力力力所所所所需需需需的的的的时时时时间间间间），升升升升压压压压速速速速度度度度太太太太高高高高易易易易引引引引起起起起地地地地层层层层伤伤伤伤害害害害，而而而而太太太太低低低低则则则则只只只只能能能能在在在在水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂易易易易于于于于产产产产生裂缝的方向形成裂缝。生裂缝的方向形成裂缝。生裂缝的方向形成裂缝。生裂缝的方向形成裂缝。 高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n2.
10、1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 高能气体压裂的作用高能气体压裂的作用高能气体压裂的作用高能气体压裂的作用n n 1 1 1 1机械作用机械作用机械作用机械作用n n 火火火火药药药药或或或或推推推推进进进进剂剂剂剂燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生的的的的高高高高压压压压气气气气体体体体，在在在在超超超超过过过过岩岩岩岩石石石石的的的的破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力的的的的条条条条件件件件下下下下，在在在在井井井井附附附附近近近近产产产产生生生生多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝。由由由由于于于于裂裂裂裂缝缝缝缝不不不不都都都都是是是是在在在在垂垂垂垂直直直直于于于于
11、地地地地层层层层的的的的最最最最小小小小主主主主应应应应力力力力方方方方向向向向，裂裂裂裂缝缝缝缝面面面面上上上上的的的的切切切切应应应应力力力力不不不不为为为为零零零零，一一一一旦旦旦旦裂裂裂裂开开开开就就就就会会会会错错错错动动动动而而而而不不不不会会会会闭闭闭闭合合合合。其其其其次次次次，压压压压力力力力超超超超过过过过一一一一定定定定限限限限度度度度后后后后，岩岩岩岩石石石石会会会会产产产产生生生生塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，所所所所以以以以当当当当压力下降后仍有残余裂缝。压力下降后仍有残余裂缝。压力下降后仍有残余裂缝。压力下降后仍有残余裂缝。高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的
12、增产原理n n2 2 2 2水力振荡作用水力振荡作用水力振荡作用水力振荡作用n n 火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器是是是是在在在在井井井井中中中中存存存存在在在在液液液液柱柱柱柱条条条条件件件件下下下下引引引引燃燃燃燃的的的的，随随随随着着着着高高高高温温温温、高高高高压压压压气气气气体体体体的的的的产产产产生生生生将将将将会会会会推推推推动动动动井井井井中中中中液液液液柱柱柱柱向向向向上上上上运运运运动动动动，而而而而随随随随着着着着体体体体积积积积增增增增大大大大，气气气气体体体体压压压压力力力力又又又又会会会会下下下下降降降降，从从从从而而而而引引引引起起起起液
13、液液液柱柱柱柱向向向向下下下下运运运运动动动动。液液液液柱柱柱柱向向向向下下下下运运运运动动动动压压压压缩缩缩缩火火火火药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生的的的的气气气气体体体体，除除除除部部部部分分分分流流流流入入入入地地地地层层层层外外外外，会会会会造造造造成成成成压压压压力力力力升升升升高高高高，又又又又把把把把液液液液柱柱柱柱推推推推上上上上去去去去，如如如如此此此此产产产产生生生生压压压压力力力力周周周周期期期期的的的的衰衰衰衰减减减减波波波波动动动动。这这这这种种种种压压压压力力力力周周周周期期期期波动有助于裂缝形成和清理储层堵塞。波动有助于裂缝形成和清理储层堵塞。波动有助于
14、裂缝形成和清理储层堵塞。波动有助于裂缝形成和清理储层堵塞。高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n3 3 3 3高温热作用高温热作用高温热作用高温热作用n n 高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂施施施施工工工工后后后后的的的的井井井井温温温温测测测测试试试试表表表表明明明明，在在在在火火火火药药药药弹弹弹弹点点点点燃燃燃燃后后后后的的的的一一一一段段段段时时时时间间间间内内内内，井井井井温温温温可可可可升升升升高高高高到到到到500500500500700700700700，开开开开始始始始下下下下降降降降很很很很快快快快，以以以以后后后后在在在在几几几几个个个个小小小
15、小时时时时内内内内变变变变慢慢慢慢，足足足足以以以以熔熔熔熔化化化化沉沉沉沉淀淀淀淀在在在在油油油油井井井井附附附附近近近近的的的的石石石石蜡蜡蜡蜡与与与与沥沥沥沥青，同时降低油的粘度青，同时降低油的粘度青，同时降低油的粘度青，同时降低油的粘度。n n4 4 4 4化学作用化学作用化学作用化学作用n n火火火火药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧后后后后的的的的产产产产物物物物主主主主要要要要是是是是C0C0C0C02 2 2 2、N N N N2 2 2 2和和和和部部部部分分分分HClHClHClHCl，这这这这些些些些气气气气体体体体在在在在高高高高压压压压下下下下都都都都会会会会溶溶溶溶于于于于原
16、原原原油油油油，从从从从而而而而起起起起到到到到降降降降低原油粘度和表面张力的作用，达到增产效果低原油粘度和表面张力的作用，达到增产效果低原油粘度和表面张力的作用，达到增产效果低原油粘度和表面张力的作用，达到增产效果高能气体压裂的增产原理高能气体压裂的增产原理n n2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 高能气体压裂的优点高能气体压裂的优点高能气体压裂的优点高能气体压裂的优点n n1 1 1 1由由由由于于于于裂裂裂裂缝缝缝缝穿穿穿穿过过过过伤伤伤伤害害害害区区区区域域域域达达达达到到到到未未未未伤伤伤伤害害害害区区区区域域域域, , , ,消消消消除了近井地带伤害影响；除了近井地带伤
17、害影响；除了近井地带伤害影响；除了近井地带伤害影响；n n2 2 2 2 供供供供了了了了连连连连到到到到整整整整个个个个待待待待处处处处理理理理层层层层的的的的通通通通道道道道, , , ,使使使使地地地地层层层层适适适适于注入增产液体（如酸液等）；于注入增产液体（如酸液等）；于注入增产液体（如酸液等）；于注入增产液体（如酸液等）；n n3 3 3 3对对对对一一一一个个个个或或或或多多多多个个个个薄薄薄薄层层层层的的的的局局局局部部部部进进进进行行行行选选选选择择择择性性性性增增增增产产产产作业而不压裂不希望作业的层位作业而不压裂不希望作业的层位作业而不压裂不希望作业的层位作业而不压裂不希
18、望作业的层位, , , ,如含水水层；如含水水层；如含水水层；如含水水层；n n4 4 4 4在在在在水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂或或或或注注注注液液液液体体体体前前前前使使使使地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂，用用用用于于于于常规破裂可能无效的井。常规破裂可能无效的井。常规破裂可能无效的井。常规破裂可能无效的井。高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 火药压力发生器火药压力发生器火药压力发生器火药压力发生器 n n 目目目目前前前前使使使使用用用用的的的的压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器有有有有三三三三种种种种类类类类型型
19、型型：有有有有壳壳壳壳火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器、无无无无壳壳壳壳火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器和和和和液液液液体体体体火药。火药。火药。火药。n n 1 1 1 1有壳火药压力发生器有壳火药压力发生器有壳火药压力发生器有壳火药压力发生器n n装装装装置置置置见见见见图图图图21212121。药药药药柱柱柱柱外外外外面面面面有有有有金金金金属属属属外外外外壳壳壳壳保保保保护护护护，用用用用电电电电缆缆缆缆传传传传输输输输，磁磁磁磁定定定定位位位位确确确确定定定定点点点点火火火火位位位位置置置置，通通通通过过过过电电电电缆缆缆缆地地地地面面
20、面面点点点点火火火火。具具具具有有有有施施施施工工工工安安安安全全全全、成成成成本本本本低低低低、周周周周期期期期短短短短、易易易易下井等优点。下井等优点。下井等优点。下井等优点。高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n2 2 2 2无壳火药压力发生器无壳火药压力发生器无壳火药压力发生器无壳火药压力发生器n n 无无无无壳壳壳壳火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器的的的的典典典典型型型型结结结结构构构构如如如如图图图图22222222所示。所示。所示。所示。 n n 全全全全部部部部表表表表面面面面都都都都涂涂涂涂以以以以防防防防水水水水层层层层，外外外外表表表表
21、覆覆覆覆以以以以防防防防磨磨磨磨损损损损的的的的保保保保护护护护层层层层的的的的药药药药柱柱柱柱装装装装在在在在铝铝铝铝制制制制中中中中心心心心管管管管上上上上，中中中中心心心心管管管管的的的的两两两两端端端端有有有有螺螺螺螺纹纹纹纹可可可可以以以以通通通通过过过过短短短短节节节节将将将将药药药药柱柱柱柱连连连连在在在在一一一一起起起起，在在在在最最最最下下下下部部部部药药药药柱柱柱柱的的的的底底底底部部部部拧拧拧拧死死死死堵堵堵堵头头头头，电电电电缆缆缆缆头头头头内内内内装装装装点点点点火火火火盒盒盒盒，在在在在中中中中心心心心管管管管内内内内装装装装有有有有点点点点火火火火药药药药，点点点
22、点火火火火盒盒盒盒点点点点燃燃燃燃后后后后，引引引引燃燃燃燃点点点点火火火火药药药药，加加加加热热热热中中中中心心心心管管管管，再再再再引引引引燃燃燃燃药药药药柱柱柱柱。由由由由于于于于中中中中心心心心管管管管为为为为铝铝铝铝质质质质，导导导导热热热热性性性性很很很很好好好好，各各各各药药药药柱柱柱柱几几几几乎乎乎乎同同同同时时时时燃烧。燃烧。燃烧。燃烧。 高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n如如如如果果果果用用用用油油油油管管管管送送送送弹弹弹弹，则则则则用用用用撞撞撞撞击击击击点点点点火火火火器器器器代代代代替替替替电电电电缆缆缆缆头头头头，用投棒点火代替电缆点火。用投棒点火
23、代替电缆点火。用投棒点火代替电缆点火。用投棒点火代替电缆点火。n n 另另另另一一一一类类类类型型型型的的的的无无无无壳壳壳壳火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器如如如如图图图图23232323，没没没没有有有有密密密密封封封封外外外外壳壳壳壳，靠靠靠靠药药药药柱柱柱柱外外外外表表表表面面面面轴轴轴轴向向向向槽槽槽槽用用用用钢钢钢钢丝丝丝丝绳绳绳绳连连连连接接接接，药药药药柱柱柱柱下下下下面面面面有有有有托托托托盘盘盘盘托托托托住住住住，有有有有的的的的药药药药柱柱柱柱有有有有中中中中心心心心孔孔孔孔，有有有有的的的的无无无无中中中中心心心心孔孔孔孔，二二二二者者者者都都都
24、都用用用用密密密密封封封封的的的的电电电电阻阻阻阻丝丝丝丝加加加加热热热热点点点点火火火火，有有有有中中中中心心心心孔孔孔孔的的的的底底底底部部部部还还还还装装装装有有有有点点点点火火火火器器器器。药药药药柱柱柱柱开开开开始始始始是是是是端端端端面面面面燃燃燃燃烧烧烧烧，随随随随后后后后变变变变成成成成全全全全面面面面燃燃燃燃烧烧烧烧。这这这这类类类类火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器一一一一次次次次用用用用药药药药量量量量比比比比装装装装有有有有中中中中心心心心孔孔孔孔的的的的无无无无壳壳壳壳压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器高高高高2020202040%40%4
25、0%40%。 高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n3 3 3 3液体火药液体火药液体火药液体火药n n 由由由由于于于于受受受受固固固固体体体体火火火火药药药药性性性性质质质质的的的的限限限限制制制制装装装装药药药药量量量量不不不不能能能能太太太太大大大大，其其其其总总总总的的的的增增增增产产产产效效效效果果果果不不不不及及及及水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂，而而而而液液液液体体体体火火火火药药药药压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术，与与与与无无无无壳壳壳壳火火火火药药药药压压压压力力力力发发发发生生生生器器器器比比比比具具具具有有有有成成成成本本本本低低低低、能能能能量量量量高
26、高高高、燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时间间间间长长长长，压裂效果显著等优点。压裂效果显著等优点。压裂效果显著等优点。压裂效果显著等优点。n n 液液液液体体体体火火火火药药药药是是是是由由由由氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂、燃燃燃燃烧烧烧烧剂剂剂剂和和和和水水水水按按按按一一一一定定定定的的的的比比比比例例例例配配配配制制制制而而而而成成成成。这这这这种种种种液液液液体体体体火火火火药药药药抗抗抗抗冲冲冲冲击击击击、静静静静电电电电、摩摩摩摩擦擦擦擦及及及及热热热热稳稳稳稳定定定定性性性性非非非非常常常常强强强强，通通通通常常常常条条条条件件件件下下下下不不不不会会会会起起起起爆爆爆爆，只只只只有有有有用
27、用用用点点点点火火火火弹弹弹弹才才才才能能能能引引引引燃燃燃燃，施施施施工工工工时时时时用用用用泵泵泵泵车车车车将将将将配配配配制制制制好好好好的的的的液液液液体体体体火火火火药药药药注注注注入入入入井井井井内内内内。液液液液体体体体火火火火药药药药注注注注入入入入前前前前后后后后，需需需需打打打打入入入入隔隔隔隔离离离离液液液液或或或或下下下下入入入入隔隔隔隔离离离离器器器器，用用用用电电电电缆缆缆缆车车车车通过磁定位把点火弹下到射孔段，地面控制电源点火通过磁定位把点火弹下到射孔段，地面控制电源点火通过磁定位把点火弹下到射孔段，地面控制电源点火通过磁定位把点火弹下到射孔段，地面控制电源点火。
28、高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 高能气体压裂动态测试仪器高能气体压裂动态测试仪器高能气体压裂动态测试仪器高能气体压裂动态测试仪器 n n1 1 1 1井下存储式井下存储式井下存储式井下存储式p p p pt t t t测试仪测试仪测试仪测试仪n n 测测测测试试试试仪仪仪仪由由由由地地地地面面面面仪仪仪仪器器器器和和和和井井井井下下下下仪仪仪仪器器器器两两两两部部部部分分分分组组组组成成成成。地地地地面面面面仪仪仪仪器器器器包包包包括括括括一一一一台台台台微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机和和和和一一一一个个个个专专专专门
29、门门门接接接接口口口口，主主主主要要要要实实实实现现现现数数数数据据据据的的的的回回回回收收收收和和和和处处处处理理理理任任任任务务务务；井井井井下下下下仪仪仪仪器器器器则则则则由由由由撞撞撞撞击击击击导导导导电电电电机机机机构构构构、电电电电子子子子线线线线路路路路、电电电电池池池池组组组组、点点点点火火火火系系系系统统统统、压压压压力力力力传传传传感感感感器器器器和和和和机机机机械械械械外外外外壳壳壳壳等等等等组组组组成成成成。高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂下下下下弹弹弹弹过过过过程程程程结结结结束束束束后后后后，给给给给井井井井下下下下仪仪仪仪器器器器通通通通电电电电，
30、仪仪仪仪器器器器控控控控制制制制模模模模块块块块使使使使点点点点火火火火头头头头与与与与点点点点火火火火电电电电源源源源相相相相连连连连，引引引引爆爆爆爆压压压压裂裂裂裂弹弹弹弹，同同同同时时时时启启启启动动动动采采采采集集集集与与与与记记记记录录录录模模模模块块块块，将将将将火火火火药药药药点点点点燃燃燃燃后后后后造造造造成成成成的的的的井井井井筒筒筒筒内内内内压压压压力力力力变变变变化化化化过过过过程程程程记记记记录录录录下下下下来来来来。压压压压裂裂裂裂结结结结束束束束后后后后，将将将将测测测测试试试试仪仪仪仪器器器器提提提提出出出出井井井井筒筒筒筒，与与与与地地地地面面面面仪仪仪仪器器
31、器器专专专专用用用用接接接接口口口口相相相相连连连连接接接接，读读读读出出出出并并并并处处处处理理理理电电电电子子子子记记记记录模块中的录模块中的录模块中的录模块中的p p p pt t t t过程数据。过程数据。过程数据。过程数据。 高能气体压裂使用的设备高能气体压裂使用的设备n n2 2地面直录式地面直录式p pt t测试仪。测试仪。n n该该仪仪器器分分为为井井下下数数据据采采集集部部分分与与地地面面记记录录部部分分。井下数据采集部分包括压力传感器、压井下数据采集部分包括压力传感器、压n n力力变变送送器器及及其其附附属属电电路路；地地面面记记录录部部分分包包括括输输入阻抗放大器、转换器
32、、入阻抗放大器、转换器、89C5189C51单片机、打印单片机、打印n n机机与与点点火火直直流流高高压压发发生生器器等等。当当压压裂裂弹弹及及p pt t测试仪下到目的层位后按下点火系统，同时测试仪下到目的层位后按下点火系统，同时n n启动启动89C5189C51单片机控制系统开始数据采集工作单片机控制系统开始数据采集工作 高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 高能气体压裂适用岩性高能气体压裂适用岩性高能气体压裂适用岩性高能气体压裂适用岩性n n 1 1 1 1高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂由由由由于于于于加加加加载载载
33、载速速速速率率率率较较较较高高高高，从从从从而而而而决决决决定定定定了了了了其其其其适适适适用用用用的的的的岩岩岩岩层层层层是是是是脆脆脆脆性性性性地地地地层层层层，对对对对于于于于塑塑塑塑性性性性地地地地层层层层则则则则不不不不甚甚甚甚适适适适用用用用，而而而而对对对对泥泥泥泥岩岩岩岩地地地地层层层层，反反反反而而而而可可可可能能能能产产产产生生生生“压实效应压实效应压实效应压实效应”。n n 2 2 2 2适适适适用用用用于于于于高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术的的的的岩岩岩岩性性性性有有有有石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩、白白白白云云云云岩岩岩岩和和和和泥泥泥泥
34、质质质质含含含含量量量量较较较较低低低低（小小小小于于于于10101010）的的的的砂砂砂砂岩岩岩岩。高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术不不不不适适适适用用用用于于于于的的的的岩岩岩岩层层层层有有有有泥泥泥泥岩岩岩岩、泥泥泥泥质质质质含含含含量量量量较较较较高高高高（大大大大于于于于20202020）的的的的泥泥泥泥灰灰灰灰岩岩岩岩和和和和砂砂砂砂质质质质泥泥泥泥岩岩岩岩等等等等。此此此此外外外外，胶胶胶胶结结结结疏疏疏疏松松松松的的的的砂砂砂砂岩岩岩岩地地地地层层层层，压压压压后后后后可能引起严重的出砂问题，应慎重对待。可能引起严重的出砂问题，应慎重对待。可能引
35、起严重的出砂问题，应慎重对待。可能引起严重的出砂问题，应慎重对待。高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n3 3由由于于高高能能气气体体压压裂裂只只能能降降低低渗渗流流阻阻力力，所所以以只只适适用用于于地地层层压压力力高高、含含油油饱饱和和度度高高的的油油层。层。n4 4由由于于注注水水井井井井底底经经常常处处于于高高压压状状况况，高高能能气气体体压压裂裂增增注注效果优于油井增产效果。效果优于油井增产效果。高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n n2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 高能气体压裂选井选层高能气体压裂选井选层高能气体压裂选井选层高能气体压裂选井选层n n
36、1 1 1 1探井试油探井试油探井试油探井试油n n探探探探井井井井在在在在钻钻钻钻井井井井过过过过程程程程中中中中如如如如果果果果由由由由于于于于钻钻钻钻井井井井液液液液或或或或完完完完井井井井造造造造成成成成油油油油层层层层污污污污染染染染，此此此此时时时时高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂比比比比水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂和和和和酸酸酸酸化化化化都都都都方方方方便便便便、便便便便宜宜宜宜。国国国国内内内内外外外外实实实实践践践践证证证证明明明明，不不不不论论论论探探探探井井井井钻钻钻钻遇遇遇遇的的的的岩岩岩岩性性性性、油油油油层层层层物物物物性性性性好好好好与与与与坏
37、坏坏坏，都都都都可可可可运运运运用用用用高高高高能能能能气体压裂技术。气体压裂技术。气体压裂技术。气体压裂技术。n n2 2 2 2 产井产井产井产井n n特特特特别别别别适适适适用用用用于于于于处处处处理理理理地地地地层层层层能能能能量量量量高高高高、含含含含油油油油饱饱饱饱和和和和度度度度高高高高、井井井井底底底底附附附附近近近近被被被被伤伤伤伤害害害害的的的的油油油油气气气气层层层层。也也也也适适适适用用用用于于于于物物物物性性性性差差差差的的的的低产层，甚至停产层。低产层，甚至停产层。低产层，甚至停产层。低产层，甚至停产层。 高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n n3 3 3
38、 3 水井水井水井水井n n利利利利用用用用高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂，一一一一方方方方面面面面可可可可解解解解除除除除近近近近井井井井地地地地带带带带的的的的污污污污染染染染堵堵堵堵塞塞塞塞，另另另另一一一一方方方方面面面面，产产产产生生生生的的的的径径径径向向向向多多多多裂裂裂裂缝缝缝缝体体体体系系系系改改改改善善善善了了了了注注注注水水水水驱驱驱驱替替替替前前前前沿沿沿沿，调调调调节节节节由由由由层层层层间间间间差差差差异异异异造造造造成成成成的的的的不不不不合合合合理理理理注注注注水水水水剖剖剖剖面，从而增强油藏整体开发及注水效果。面，从而增强油藏整体开发及注水效
39、果。面，从而增强油藏整体开发及注水效果。面，从而增强油藏整体开发及注水效果。 n n4 4 4 4天然裂缝较发育油气层改造天然裂缝较发育油气层改造天然裂缝较发育油气层改造天然裂缝较发育油气层改造n n高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂产产产产生生生生的的的的径径径径向向向向多多多多裂裂裂裂缝缝缝缝体体体体系系系系，增增增增加加加加了了了了与与与与天天天天然然然然裂裂裂裂隙隙隙隙沟沟沟沟通通通通的的的的机机机机会会会会，从从从从而而而而可可可可以以以以利利利利用用用用地地地地层层层层的的的的天天天天然然然然裂裂裂裂隙隙隙隙，获得较好的增产效果。获得较好的增产效果。获得较好的增产效果
40、。获得较好的增产效果。高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n n5 5 5 5水敏、酸敏油气层改造水敏、酸敏油气层改造水敏、酸敏油气层改造水敏、酸敏油气层改造n n由由由由于于于于地地地地层层层层岩岩岩岩性性性性的的的的特特特特征征征征，决决决决定定定定了了了了此此此此种种种种油油油油气气气气层层层层不不不不适适适适合合合合于于于于进进进进行行行行水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂和和和和酸酸酸酸化化化化处处处处理理理理。而而而而高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂对地层几乎没有伤害，不会产生这种负作用。裂对地层几乎没有伤害，不会产生这种负作用。裂对地层几乎没有伤害，不会产生这种负
41、作用。裂对地层几乎没有伤害，不会产生这种负作用。n n6 6 6 6戈壁、沙漠、海滩等区域油气井增产戈壁、沙漠、海滩等区域油气井增产戈壁、沙漠、海滩等区域油气井增产戈壁、沙漠、海滩等区域油气井增产n n在在在在这这这这些些些些地地地地区区区区，道道道道路路路路、井井井井场场场场、水水水水源源源源等等等等施施施施工工工工条条条条件件件件比比比比较较较较受受受受限限限限制制制制，不不不不适适适适合合合合工工工工艺艺艺艺复复复复杂杂杂杂、施施施施工工工工规规规规模模模模很很很很大大大大的的的的增增增增产产产产措措措措施施施施。而而而而高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂工工工工艺艺艺艺简
42、简简简单单单单，施施施施工工工工方方方方便，设备要求少，便于在这些地区发挥作用。便，设备要求少，便于在这些地区发挥作用。便，设备要求少，便于在这些地区发挥作用。便，设备要求少，便于在这些地区发挥作用。高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n n7 7 7 7地地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力异异异异常常常常高高高高地地地地区区区区的的的的水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂和和和和酸酸酸酸化预压裂化预压裂化预压裂化预压裂n n高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂由由由由于于于于其其其其产产产产生生生生的的的的最最最最高高高高压压压压力力力力远远远远高高高高于于于于地
43、地地地层层层层破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力，且且且且升升升升压压压压速速速速率率率率高高高高，极极极极易易易易在在在在这这这这些些些些地地地地层层层层中中中中造造造造成成成成多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝，降降降降低低低低破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力，从从从从而而而而提提提提高高高高水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂和和和和酸酸酸酸化化化化的的的的成成成成功功功功率率率率和和和和施施施施工工工工效效效效果果果果。高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂和和和和水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂、酸酸酸酸化化化化相相相相结结结结合合合合的的的的施施施施工工工工已已已
44、已在在在在多个油田取得成功多个油田取得成功多个油田取得成功多个油田取得成功高能气体压裂的适用范围高能气体压裂的适用范围n2.3.3 2.3.3 高能气体压裂效果影响因素高能气体压裂效果影响因素 n1 1 裂裂缝缝长长度度与与封封闭闭压压力力成成反反比比，与与岩岩石的杨氏模数成正比。石的杨氏模数成正比。n2 2 降降低低套套管管伤伤害害主主要要靠靠增增加加射射孔孔孔孔径径，增加射孔数量也可实现其目的。增加射孔数量也可实现其目的。n3 3 无无论论井井内内有有无无液液体体，其其裂裂缝缝的的几几何何形状都相同。形状都相同。 高能气体压裂设计高能气体压裂设计n形成不闭合残留垂直裂缝的条件是：形成不闭合
45、残留垂直裂缝的条件是：n(P-Pf)/h=E2/(E2-E1) n n式中式中 P药柱燃烧产生的压力；药柱燃烧产生的压力；n n Pf地层压力；地层压力；n n h水平地应力；水平地应力；n n E1岩石加载弹性模量；岩石加载弹性模量；n n E2一岩石卸载弹性模量。一岩石卸载弹性模量。高能气体压裂设计高能气体压裂设计n n一一一一般般般般E2/E1=3E2/E1=3E2/E1=3E2/E1=310101010， 只只只只要要要要药药药药柱柱柱柱燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生的的的的压压压压力力力力等等等等于于于于岩岩岩岩石石石石压压压压力力力力就就就就可可可可以以以以压压压压开开开开地地地
46、地层层层层。但但但但要要要要形形形形成成成成残残残残余余余余缝缝缝缝还还还还必必必必须须须须有有有有足足足足够够够够的的的的流流流流体体体体进进进进入入入入裂裂裂裂缝缝缝缝，压压压压力力力力升升升升高高高高时时时时间尽量长才行。间尽量长才行。间尽量长才行。间尽量长才行。n n施施工工设设计计的的基基本本参参数数是是：最最大大压压力力、压压裂裂弹弹燃燃烧烧时时间间、进进入入裂裂缝缝的的流流体体、气气体体数数量量。在在井井底底附附近近形形成成不不闭闭合合裂裂缝缝的的条条件件是是火火药药燃燃烧烧产产生生的的压压力力应应不不小小于于岩岩石石压压力力，同同时时应应保保证证这这个个压压力力小小于于套套管管
47、的的抗内压强度。抗内压强度。高能气体压裂设计高能气体压裂设计n n高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂设设设设计计计计的的的的根根根根本本本本任任任任务务务务是是是是在在在在不不不不破破破破坏坏坏坏套套套套管管管管的的的的情情情情况况况况下下下下，尽量提高装药量以压出长裂缝、解除污染、提高产量。尽量提高装药量以压出长裂缝、解除污染、提高产量。尽量提高装药量以压出长裂缝、解除污染、提高产量。尽量提高装药量以压出长裂缝、解除污染、提高产量。n n 药药量量与与火火药药燃燃烧烧产产生生的的最最大大压压力力及及挤挤入入地地层层的的流流体体体体积积的的关关系系，必必须须用用火火药药燃燃烧烧规
48、规律律方方程程、考考虑虑了了压压缩缩性性和和水水力力阻阻力力的的井井内内流流体体运运动动方方程程、孔孔眼眼节节流流方方程程、驱驱替替液液体体进进入入地地层层和和火火药药气气流流入入随随之之形形成成并并延延伸伸的的裂裂缝缝的的方方程程等等组组成成的的微微分分方方程程组组来来模模拟拟。模模拟拟火火药药弹弹的的工工作作过过程程，可可获获得得不不同同地地质质条条件件、不不同同药药量量产产生生的的最最大大压压力力所所压压出出的的裂裂缝长度和宽度随时间变化的规律缝长度和宽度随时间变化的规律高能气体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n2.5.1 2.5.1 钢钢丝丝绳绳送送入入，水水泥泥塞塞封封堵堵，
49、地面引燃施工工艺地面引燃施工工艺n这这种种工工艺艺见见图图2424，它它是是用用钢钢丝丝绳绳把把气气体体发发生生器器和和引引燃燃导导线线送送入入设设计计的的施施工工井井段段，在在气气体体发发生生器器以以上上3 35m5m打打水水泥泥塞塞封封堵堵。若若施施工工段段以以下下口口袋袋较较长长时时，就就要要在在气气体体发发生生器器下下入入之前先打一个水泥塞。之前先打一个水泥塞。高能气体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n n水泥塞高度计算公式如下水泥塞高度计算公式如下：n nH=KsPD/4Cn nH=139G1/3n n式式中中HH水水泥泥塞塞高高度度， cm;Kcm;Ks s抗抗滑滑安安全全
50、系系数数，取取K Ks s=3=34 4； pp最最高高燃燃气气压压力力， MPaMPa； DD井井径径， cm; cm; CC抗抗剪剪切切强强度度， MPaMPa；GG火药用量，火药用量，kgkg。n n 水水泥泥塞塞封封堵堵方方式式安安全全可可靠靠，但但对对深深井井及及套套管管完完成成的的井井难难度度较较大大，而而且且施施工工麻麻烦烦，周周期期较较长长。因此，这项工艺仅适用于产能低的中深井。因此，这项工艺仅适用于产能低的中深井。高能气体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n2.5.2 2.5.2 电电缆缆送送入入，液液柱柱压压挡挡，地面引燃施工工艺地面引燃施工工艺n 这这项项工工艺艺是
51、是用用射射孔孔电电缆缆车车把把气气体体发发生生器器送送至至目目的的层层段段，采采用用液液柱柱（水水、油油或或压压井井液液）压压档档，地地面面通通电电引引燃燃。如如图图2525、图图2626所示。所示。 高能气体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n n通通通通过过过过压压压压档档档档液液液液柱柱柱柱高高高高度度度度对对对对火火火火药药药药燃燃燃燃气气气气的的的的峰峰峰峰值值值值压压压压力力力力、各各各各特特特特征征征征时时时时间间间间、造造造造缝缝缝缝长长长长度度度度、液液液液柱柱柱柱举举举举升升升升位位位位移移移移等等等等影影影影响响响响的的的的理理理理论论论论分分分分析析析析认认认认为
52、为为为：压压压压档档档档液液液液柱柱柱柱的的的的高高高高度度度度不不不不得得得得小小小小于于于于500m500m500m500m，同同同同时时时时考考考考虑虑虑虑到到到到气气气气体体体体发发发发生生生生器器器器外外外外壳壳壳壳承承承承压压压压及及及及密密密密封封封封等等等等问问问问题题题题，压压压压档档档档液液液液柱柱柱柱高高高高度度度度不不不不应应应应大大大大于于于于1500m1500m1500m1500m，实实实实际际际际施施施施工工工工建建建建议议议议保保保保持持持持在在在在1000m1000m1000m1000m左左左左右右右右。此此此此项项项项工工工工艺艺艺艺适适适适用用用用于于于于
53、中中中中深深深深裸裸裸裸眼眼眼眼井井井井及及及及套套套套管管管管完完完完成成成成井井井井的的的的解解解解堵堵堵堵。它它它它具具具具有有有有动动动动用用用用设设设设备备备备少少少少、施施施施工工工工时时时时间间间间短短短短，安安安安全全全全可可可可靠靠靠靠等等等等优优优优点点点点，是是是是目目目目前前前前国国国国内内内内外外外外采采采采用用用用最最最最多多多多的的的的一一一一种种种种方方方方法法法法。其其其其缺缺缺缺点点点点是是是是部部部部分分分分火火火火药药药药燃气能量消耗在使压档液柱运动上。燃气能量消耗在使压档液柱运动上。燃气能量消耗在使压档液柱运动上。燃气能量消耗在使压档液柱运动上。高能气
54、体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n n2.5.3 2.5.3 2.5.3 2.5.3 油油油油管管管管输输输输送送送送、封封封封隔隔隔隔器器器器加加加加液液液液柱柱柱柱复复复复合合合合压压压压档档档档，撞撞撞撞击击击击引引引引燃施工工艺燃施工工艺燃施工工艺燃施工工艺n n 这这种种工工艺艺见见图图2727。此此项项工工艺艺是是用用油油管管把把气气体体发发生生器器、监监测测仪仪、撞撞击击起起爆爆器器及及封封隔隔器器等等输输送送到到设设计计井井段段。首首先先坐坐封封封封隔隔器器，之之后后在在油油套套环环空空加加101020MPa20MPa的的平平衡衡压压力力，最最后后在在井井口口向向油油
55、管管内内投投棒棒，撞撞击击引引燃燃气气体体发发生生器器。此此工工艺艺适适合合于于各各类类生生产产井井、水水井井和和气气井井。它它还还易易于于进进行行分分层层及及多多层层压压裂裂。施施工工简简便便，撞撞击引燃技术可靠安全。击引燃技术可靠安全。高能气体压裂现场施工工艺高能气体压裂现场施工工艺n n2.5.4 2.5.4 2.5.4 2.5.4 三三三三种种种种高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂解解解解堵堵堵堵施施施施工工工工工工工工艺艺艺艺的的的的综综综综合对比合对比合对比合对比n n施工工艺施工工艺n n钢丝绳起下，水泥塞封档，地面引燃施钢丝绳起下，水泥塞封档，地面引燃施工工艺工工
56、艺n n电缆起下，液体压挡，地面引燃施工工电缆起下，液体压挡，地面引燃施工工艺艺n n油管输送，封隔器加环压复合压挡，撞油管输送，封隔器加环压复合压挡，撞击引燃施工工艺击引燃施工工艺高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.1 2.6.1 施工准备施工准备n n1 1根根据据压压裂裂设设计计要要求求进进行行通通井井、洗洗井井、冲砂、替换压井液，降液面作业；冲砂、替换压井液，降液面作业；n n2 2井井筒筒内内压压井井液液柱柱高高度度及及性性能能满满足足设设计计要求；要求；n n3 3根根据据井井眼眼及及地地层层情情况况选选择择压压裂裂弹弹体体型型号号、规规格格、弹弹体体组组成成、装
57、装药药量量、承承压压、峰值压力等，并做好高能气体压裂设计。峰值压力等，并做好高能气体压裂设计。高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.2 2.6.2 施工工序施工工序n n1 1起出原井内的生产管柱；起出原井内的生产管柱；n n2 2用用小小于于套套管管内内径径（2 24mm4mm）的的通通径径规规通通至至人人工工井井底底，通通径径规规大大端端长长度度不不小小于于1.5m1.5m，壁厚，壁厚3 34mm4mm；n n3 3洗井、测井；洗井、测井；n n4 4下高能气体压裂管柱，引爆；下高能气体压裂管柱，引爆；n n5 5起出高能气体压裂管柱；起出高能气体压裂管柱；n n6 6下生
58、产管柱试生产下生产管柱试生产；高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.3 2.6.3 2.6.3 2.6.3 注意事项注意事项注意事项注意事项n n1 1 1 1为为为为了了了了避避避避免免免免液液液液体体体体喷喷喷喷出出出出井井井井口口口口，施施施施工工工工时时时时井井井井内内内内液液液液面面面面离井口离井口离井口离井口5050505060m60m60m60m为宜。为宜。为宜。为宜。n n2 2 2 2操操操操作作作作人人人人员员员员应应应应经经经经高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术培培培培训训训训，身身身身着防静电衣服及鞋。着防静电衣服及鞋。着防
59、静电衣服及鞋。着防静电衣服及鞋。n n3 3 3 3现现现现场场场场施施施施工工工工时时时时操操操操作作作作人人人人员员员员不不不不超超超超过过过过3 3 3 3名名名名，轻轻轻轻拿拿拿拿轻轻轻轻放放放放，不不不不碰碰碰碰撞撞撞撞或或或或敲敲敲敲打打打打铁铁铁铁器器器器。施施施施工工工工时时时时井井井井场场场场不不不不许许许许有有有有烟烟烟烟火火火火，同时井场内应有相应的防火设施。同时井场内应有相应的防火设施。同时井场内应有相应的防火设施。同时井场内应有相应的防火设施。n n4 4 4 4装装装装配配配配时时时时应应应应严严严严格格格格检检检检查查查查压压压压裂裂裂裂弹弹弹弹及及及及其其其其配
60、配配配件件件件质质质质量量量量，不符合施工要求的坚决不用。不符合施工要求的坚决不用。不符合施工要求的坚决不用。不符合施工要求的坚决不用。高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n5 5 5 5采采采采用用用用电电电电缆缆缆缆输输输输送送送送式式式式点点点点火火火火工工工工艺艺艺艺，最最最最后后后后连连连连接接接接发发发发火火火火装装装装置置置置前前前前，应应应应先先先先放放放放去去去去电电电电缆缆缆缆上上上上静静静静电电电电，并并并并检检检检查查查查电电电电缆缆缆缆是是是是否否否否有有有有漏漏漏漏电电电电现现现现象象象象，电发火器的安全电流小于电发火器的安全电流小于电发火器的安全电流小于电
61、发火器的安全电流小于0.24A0.24A0.24A0.24A，发火电流大于，发火电流大于，发火电流大于，发火电流大于1.5 A.1.5 A.1.5 A.1.5 A.n n6 6 6 6棒棒棒棒点点点点火火火火未未未未燃燃燃燃时时时时，应应应应先先先先打打打打捞捞捞捞投投投投棒棒棒棒，分分分分析析析析原原原原因因因因后后后后再再再再进进进进行行行行处理。处理。处理。处理。n n7 7 7 7施工结束后如有剩余压裂弹及配套器材应严格回收。施工结束后如有剩余压裂弹及配套器材应严格回收。施工结束后如有剩余压裂弹及配套器材应严格回收。施工结束后如有剩余压裂弹及配套器材应严格回收。n n8 8 8 8雷电
62、、雨雪、大风等恶劣天气情况下严禁施工。雷电、雨雪、大风等恶劣天气情况下严禁施工。雷电、雨雪、大风等恶劣天气情况下严禁施工。雷电、雨雪、大风等恶劣天气情况下严禁施工。n n9 9 9 9高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂应应应应不不不不造造造造成成成成对对对对套套套套管管管管的的的的损损损损坏坏坏坏，如如如如缩缩缩缩径径径径、变变变变形等。形等。形等。形等。高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.4 2.6.4 2.6.4 2.6.4 质量要求质量要求质量要求质量要求n n2.6.4.1 2.6.4.1 2.6.4.1 2.6.4.1 有弹壳高能气体压裂技术要求：有弹
63、壳高能气体压裂技术要求：有弹壳高能气体压裂技术要求：有弹壳高能气体压裂技术要求：n1 1压压裂裂弹弹体体要要求求严严密密不不漏漏; ;点点火火装装置要求灵敏、可靠、安全；置要求灵敏、可靠、安全；n2 2现现场场管管柱柱丈丈量量准准确确，管管柱柱内内畅畅通通无阻；无阻；n3 3控控制制下下钻钻速速度度，严严禁禁顿顿、碰碰、砸砸；井口严禁任何落物入井。井口严禁任何落物入井。高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.4.2 2.6.4.2 2.6.4.2 2.6.4.2 无弹壳高能气体压裂技术无弹壳高能气体压裂技术无弹壳高能气体压裂技术无弹壳高能气体压裂技术n n1 1 1 1电缆传输电
64、缆传输电缆传输电缆传输n压压裂裂弹弹型型号号、规规格格、组组合合、装装药药量量、压压挡方式等与设计相符；挡方式等与设计相符；n电电缆缆载载荷荷（除除自自重重外外）不不小小于于500kg500kg，通通电电电电流流大大于于1.5A,1.5A,绝绝缘缘值值大大于于700M700M，点点火火电源电压小于电源电压小于200V200V；n弹弹体体连连接接牢牢靠靠、电电发发火火装装置置导导线线短短路路后后连接无壳弹体；连接无壳弹体；高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n保保证证电电缆缆电电源源切切断断，将将电电缆缆放放电电后后与与电电发发火火装装置置连连接接，保保证证点点火火电电路路和和压压井井液
65、有良好的绝缘性能；液有良好的绝缘性能；n n用用磁磁定定位位或或转转速速器器计计量量深深度度，下下放放速速度度不不大大于于600m/min;600m/min;下下入入深深度度确确认认无无误误后后，所所有有人人员员撤撤离离井井口口30m30m以以外外，通通电电点点火火；压裂过程结束后，切断电源，起出电缆压裂过程结束后，切断电源，起出电缆高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2 2 2 2油管传输油管传输油管传输油管传输n n油油油油管管管管丝丝丝丝扣扣扣扣完完完完好好好好、无无无无变变变变形形形形、内内内内部部部部畅畅畅畅通通通通、下下下下钻钻钻钻过过过过程程程程中中中中要要要要用用用用
66、油油油油管管管管内内内内径径径径规规规规逐逐逐逐根根根根通通通通过过过过，长长长长度度度度准准准准确确确确，油油油油管伸长量每千米按管伸长量每千米按管伸长量每千米按管伸长量每千米按0.7m0.7m0.7m0.7m算；算；算；算；n n弹弹弹弹体体体体连连连连接接接接牢牢牢牢固固固固，引引引引爆爆爆爆系系系系统统统统要要要要作作作作实实实实验验验验，确确确确保保保保无无无无误误误误；控控控控制制制制下下下下钻钻钻钻速速速速度度度度，严严严严禁禁禁禁顿顿顿顿、碰碰碰碰、砸砸砸砸井井井井口口口口；下下下下钻过程中油管内严禁任何落物入井；钻过程中油管内严禁任何落物入井；钻过程中油管内严禁任何落物入井；
67、钻过程中油管内严禁任何落物入井；n n井井井井筒筒筒筒液液液液面面面面要要要要符符符符合合合合设设设设计计计计要要要要求求求求；弹弹弹弹体体体体下下下下入入入入深深深深度度度度准准准准确确确确；投投投投撞撞撞撞击击击击棒棒棒棒后后后后要要要要准准准准确确确确记记记记录录录录引引引引爆爆爆爆时时时时间间间间；如如如如未未未未引引引引爆要先捞出撞击棒，查明原因再决定方案；爆要先捞出撞击棒，查明原因再决定方案；爆要先捞出撞击棒，查明原因再决定方案；爆要先捞出撞击棒，查明原因再决定方案；高能气体压裂现场施工高能气体压裂现场施工n n2.6.4.3 2.6.4.3 2.6.4.3 2.6.4.3 施工中
68、其它技术要求施工中其它技术要求施工中其它技术要求施工中其它技术要求n n1 1 1 1）施施施施工工工工前前前前应应应应洗洗洗洗井井井井、冲冲冲冲砂砂砂砂、清清清清除除除除井井井井壁壁壁壁结结结结蜡蜡蜡蜡及及及及套套套套管管管管壁壁壁壁上上上上的的的的水水水水泥泥泥泥。最最最最好好好好进进进进行行行行一一一一次次次次试试试试井井井井，求求求求得得得得表表表表皮皮皮皮系系系系数数数数、地地地地层层层层渗渗渗渗透透透透率率率率及及及及产产产产液液液液（吸吸吸吸水水水水）剖剖剖剖面。面。面。面。n n2 2 2 2）最好先进行酸处理或酸浸。）最好先进行酸处理或酸浸。）最好先进行酸处理或酸浸。）最好先
69、进行酸处理或酸浸。n n3 3 3 3）射射射射孔孔孔孔段段段段以以以以上上上上200m200m200m200m以以以以内内内内用用用用地地地地层层层层水水水水或或或或NaClNaClNaClNaCl、CaClCaClCaClCaCl2 2 2 2、CaBrCaBrCaBrCaBr2 2 2 2、ZnClZnClZnClZnCl2 2 2 2表面活性剂溶液顶替井中液体。表面活性剂溶液顶替井中液体。表面活性剂溶液顶替井中液体。表面活性剂溶液顶替井中液体。n n4)4)4)4)若若若若油油油油层层层层为为为为裂裂裂裂缝缝缝缝性性性性碳碳碳碳酸酸酸酸盐盐盐盐岩岩岩岩地地地地层层层层，建建建建议议议议
70、在在在在射射射射孔孔孔孔段段段段替替替替入入入入油油油油酸酸酸酸乳乳乳乳化化化化液液液液，其其其其体体体体积积积积分分分分数数数数为为为为： 盐盐盐盐酸酸酸酸（浓浓浓浓度度度度为为为为1818181822222222）占占占占4040404060606060；柴柴柴柴油油油油占占占占8 8 8 859595959；乳乳乳乳化化化化剂剂剂剂稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂占占占占1 1 1 12 2 2 2。乳乳乳乳化化化化液液液液的的的的用用用用量量量量为为为为每次每次每次每次5 5 5 56m6m6m6m3 3 3 3。n n 若为砂岩油层，也可在射孔段替入盐酸或土酸，用量同前。若为砂岩油层，也可在
71、射孔段替入盐酸或土酸，用量同前。若为砂岩油层，也可在射孔段替入盐酸或土酸，用量同前。若为砂岩油层，也可在射孔段替入盐酸或土酸，用量同前。 高能气体压裂现场施高能气体压裂现场施工工n n5 5）井口安装射孔闸门（电缆点火）。）井口安装射孔闸门（电缆点火）。n n6 6）孔孔径径为为10mm10mm的的射射孔孔密密度度应应达达到到20203030孔孔m m，不不足足的的应应补补孔孔；孔孔径径为为16mm16mm的的射射孔密度也应在孔密度也应在1010孔孔m m以上。以上。n n7 7） 高高能能气气体体压压裂裂产产生生的的裂裂缝缝多多在在弹弹下下2 24m4m处处靠靠近近地地层层界界面面或或物物性
72、性好好处处生生成成，所以最好将弹布在处理层上方所以最好将弹布在处理层上方2 24m4m处。处。n n8 8）如如果果有有底底水水，在在水水泥泥环环胶胶结结良良好好的的情情况下，弹底距射孔段底部至少况下，弹底距射孔段底部至少5m5m高能气体压裂现场施高能气体压裂现场施工工n n2.6.5 2.6.5 资料录取资料录取n n2.6.5.1 2.6.5.1 电缆输送高能气体压裂电缆输送高能气体压裂n1 1爆爆压压时时间间、层层位位、层层号号、层层段段、深深度度值值；高高能能气气体体压压裂裂弹弹类类型型、数数量量、峰峰值值压压力力及及引引爆爆方方式式；压井液名称、密度、用量、配方。压井液名称、密度、用
73、量、配方。n2 2起出电缆描述油气显示起出电缆描述油气显示情况情况。高能气体压裂现场施高能气体压裂现场施工工n n2.6.5.2 2.6.5.2 2.6.5.2 2.6.5.2 油管传输高能气体压裂油管传输高能气体压裂油管传输高能气体压裂油管传输高能气体压裂n n1 1爆爆压压时时间间、层层位位、层层号号、层层段段、深深度度值值；高高能能气气体体压压裂裂弹弹类类型型、性性能能、数数量量、设设计计峰峰值值压压力力及及引引爆爆方方式式；投投棒棒尺尺寸寸、投投棒棒点点火火时时间。间。n n2 2压井液名称、密度、用量、配方。压井液名称、密度、用量、配方。n n3 3油油管管型型号号、内内径径，完完成
74、成深深度度、压压裂裂弹弹位位置置及装配情况，并画出草图和井下钻具结构图。及装配情况，并画出草图和井下钻具结构图。n n4 4起出电缆描述油气显示情况起出电缆描述油气显示情况 高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n 高高能能气气体体压压裂裂过过程程中中的的峰峰值值压压力力和和压压力力时时间间过过程程是是研研究究压压裂裂机机理理、判判断断套套管管是是否否受受损损和和评评价价压压裂裂效效果果的的重重要要数数据据。测测试试方方法法可分为静态测试和动态测试。可分为静态测试和动态测试。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n1 1静态测试（峰值压力测试）静态测试（峰值压力测试）n n 该该方方法法是是利利用
75、用装装在在测测压压器器内内的的铜铜柱柱的的塑塑性性变变形形来来测测定定压压裂裂过过程程中中的的峰峰值值压压力力，因因而而又又称称铜铜柱柱测测压压。铜铜柱柱测测压压因因其其结结构构简简单单、使使用用方方便便，然然而而该该方方法法只只能能近近似似地地测测出出峰峰值值压压力力，而而无无法法获获得得压压裂裂过过程程中中的的压压力力一一时时间间剖剖面面，具具有有一一定定的局限性。的局限性。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n1 1）测压蛋结构）测压蛋结构n n 如如右右图图所所示示为为测测压压蛋蛋的的结结构构如如图图228 8。n n2 2）测压铜柱）测压铜柱n n测测定定铜铜柱柱在在压压裂裂过过程程
76、中中的的变变形形，即即可可确确定定峰峰值值压压力力，因因而而对对铜铜柱柱材材料料、机机械械性性能能、尺尺寸寸、形形状状都都有有严严格格的的要要求求。目目前前油油田田压压裂裂过过程程中中常常用用的的铜铜柱柱有有圆圆柱柱形形和和圆锥形两种圆锥形两种1010个规格个规格. .高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n当当当当井井井井深深深深L L L L2000m2000m2000m2000m时时时时，选选选选用用用用圆圆圆圆锥锥锥锥形形形形铜铜铜铜柱柱柱柱58.158.158.158.1；当当当当2000m2000m2000m2000mL L L L4500m4500m4500m4500m时时时时，选
77、选选选用用用用圆圆圆圆柱柱柱柱形形形形铜铜铜铜柱柱柱柱69.869.869.869.8；当当当当L L L L4500450045004500时，选用圆柱形铜柱时，选用圆柱形铜柱时，选用圆柱形铜柱时，选用圆柱形铜柱813813813813。n n 2 2动动态态测测试试（井井下下压压力力时时间间过过程程测测试）试）n n 为为了了检检查查高高能能气气体体压压裂裂设设计计的的正正确确性性，分分析析压压裂裂效效果果，必必须须测测定定井井内内压压力力随随时时间间的的变变化化。这这一一切切都都基基于于井井下下压压力力时时间间过过程程数数据据的的取取得得，即即p pt t过过程程测测试试。主主要要利利用
78、用井井下下存储仪或地面直读式测试仪存储仪或地面直读式测试仪高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n2.8 2.8 复合射孔高能气体压裂技术复合射孔高能气体压裂技术n n2.8.12.8.1复复合合射射孔孔高高能能气气体体压压裂裂的的特特点点及及结结构形式构形式n n1.1.复合射孔高能气体压裂技术的特点复合射孔高能气体压裂技术的特点n n它它是是一一项项新新的的油油层层改改造造增增产产技技术术，它它的的基基本本原原理理是是把把射射孔孔技技术术和和高高能能气气体体压压裂裂技技术术有有机机融融合合，综综合合改改善善油油层层，达达到到增增产的目的。产的目的。 高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n该技
79、术主要作用特点是：该技术主要作用特点是：该技术主要作用特点是：该技术主要作用特点是：n n在在在在油油油油层层层层目目目目的的的的层层层层首首首首先先先先进进进进行行行行射射射射孔孔孔孔，射射射射开开开开地地地地层层层层随随随随即即即即进进进进行行行行高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂，使使使使地地地地层层层层产产产产生生生生裂裂裂裂缝缝缝缝，两两两两种种种种工工工工艺艺艺艺合合合合二二二二为为为为一一一一，一一一一次次次次完完完完成成成成，一一一一般般般般能能能能加加加加深深深深射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼2 2 2 25 5 5 5倍倍倍倍，加加加加大大大大射射射射孔孔孔
80、孔孔孔孔孔径径径径0.50.50.50.51 1 1 1倍倍倍倍，在在在在地地地地层层层层产产产产生生生生2 2 2 28m8m8m8m的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝，提提提提高高高高了了了了地地地地层层层层渗渗渗渗透透透透导导导导流流流流能能能能力力力力，以以以以达达达达到到到到实实实实现现现现增增增增加加加加油油油油气气气气井井井井产产产产量量量量的的的的目目目目的的的的。它它它它较较较较单单单单一一一一的的的的射射射射孔孔孔孔或或或或高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术疏疏疏疏通通通通地地地地层层层层半半半半径径径径效效效效果果果果更更更更为为为为明显。明显。明显。
81、明显。n n如图如图如图如图29292929所示。所示。所示。所示。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n2.2.复合射孔高能气体压裂技术的结构形式：复合射孔高能气体压裂技术的结构形式：n n1) 1) 混合组装型混合组装型n n射射孔孔弹弹与与推推进进剂剂药药同同装装在在一一个个枪枪身身里里，一一般般射射孔孔弹弹镶镶嵌嵌在在做做成成柱柱状状发发射射药药团团的的弹弹架架上上，可可制制成成整整体体药药芯芯或或分分段段式式药药芯芯，使使用用时时插插到到配配套套的的射射孔孔枪枪身身里里，形形成成复复合合射射孔孔枪枪，如如目目前较常用的深穿透复合射孔技术装置。前较常用的深穿透复合射孔技术装置。高能气体
82、压裂测试高能气体压裂测试n n2) 2) 二是分体组装型二是分体组装型n n在在常常规规的的射射孔孔枪枪尾尾部部或或上上下下联联装装高高能能气气体体压压裂裂装装置置，目目前前最最常常见见的的是是射射孔孔枪枪尾尾部部下下挂挂无无壳壳弹弹，结结构构比比较较简简单单，即即被被称称作作射射孔孔高高能能气气体体压压裂联作技术。裂联作技术。n n3) 3) 三是加载组装型三是加载组装型n n在在第第一一种种混混合合组组装装型型复复合合枪枪身身尾尾部部或或上上下下再再联联装装高高能能气气体体压压裂裂装装置置，如如目目前前的的深深穿穿透透复复合合射射孔技术装置，尾部下挂无壳弹孔技术装置，尾部下挂无壳弹高能气体
83、压裂测试高能气体压裂测试n n2.8.2 2.8.2 2.8.2 2.8.2 作用原理及效果分析作用原理及效果分析作用原理及效果分析作用原理及效果分析n n 1. 1. 1. 1.作用原理作用原理作用原理作用原理n n 射射射射孔孔孔孔技技技技术术术术与与与与高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术相相相相结结结结合合合合对对对对地地地地层层层层进进进进行行行行连连连连续续续续复复复复合合合合作作作作用用用用，一一一一般般般般通通通通过过过过电电电电缆缆缆缆或或或或油油油油管管管管下下下下到到到到油油油油井井井井设设设设计计计计目目目目的的的的层层层层，通通通通电电电电
84、或或或或投投投投棒棒棒棒引引引引爆爆爆爆底底底底火火火火，底底底底火火火火引引引引爆爆爆爆导导导导爆爆爆爆索索索索，导导导导爆爆爆爆索索索索引引引引爆爆爆爆射射射射孔孔孔孔弹弹弹弹，射射射射孔孔孔孔弹弹弹弹引引引引爆爆爆爆后后后后产产产产生生生生高高高高温温温温金金金金属属属属流流流流，穿穿穿穿透透透透枪枪枪枪身身身身、套套套套管管管管射射射射开开开开地地地地层层层层，在在在在地地地地层层层层产产产产生生生生0.40.40.40.41m1m1m1m长长长长的的的的射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼，几几几几乎乎乎乎同同同同时时时时高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂药药药药被被被被引
85、引引引燃燃燃燃，产产产产生生生生大大大大量量量量高高高高温温温温高高高高压压压压气气气气体体体体对对对对地地地地层层层层进进进进行行行行压压压压裂裂裂裂，产产产产生生生生多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝，大大大大大大大大提提提提高高高高了了了了地地地地层层层层渗渗渗渗透透透透导流能力，增加了油气井的产量。导流能力，增加了油气井的产量。导流能力，增加了油气井的产量。导流能力，增加了油气井的产量。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n2 2 2 2作用效果分析作用效果分析作用效果分析作用效果分析n n1)1)1)1)混混混混合合合合组组组组装装装装型型型型结结结结构构构构，由由由由
86、于于于于射射射射孔孔孔孔弹弹弹弹与与与与推推推推进进进进剂剂剂剂或或或或发发发发射射射射药药药药混混混混合合合合装装装装在在在在复复复复合合合合射射射射孔孔孔孔枪枪枪枪内内内内，其其其其特特特特点点点点是是是是发发发发射射射射射射射射孔孔孔孔弹弹弹弹后后后后，射射射射孔孔孔孔弹弹弹弹被被被被引引引引爆爆爆爆产产产产生生生生的的的的金金金金属属属属热热热热粒粒粒粒子子子子引引引引燃燃燃燃发发发发射射射射药药药药团团团团，发发发发射射射射药药药药燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生大大大大量量量量高高高高温温温温高高高高压压压压气气气气体体体体，从从从从所所所所射射射射开开开开的的的的射射射射孔孔孔孔
87、孔孔孔孔眼眼眼眼高高高高速速速速喷喷喷喷出出出出，直直直直接接接接喷喷喷喷入入入入刚刚刚刚射射射射开开开开的的的的地地地地层层层层射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼，对对对对射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼进进进进行行行行很很很很强强强强冲冲冲冲刷刷刷刷作作作作用用用用，能能能能迅迅迅迅速速速速解解解解除除除除或或或或改改改改善善善善因因因因射射射射孔孔孔孔而而而而产产产产生生生生的的的的孔孔孔孔眼眼眼眼压压压压实实实实带带带带，并并并并能能能能产产产产生生生生微微微微小小小小裂裂裂裂缝缝缝缝，返返返返排排排排清清清清除除除除孔孔孔孔眼眼眼眼内内内内的的的的残残残残渣渣渣渣，疏疏疏疏通通通通孔孔
88、孔孔眼眼眼眼道道道道，加加加加大大大大加加加加深深深深射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼，高高高高压压压压气气气气体体体体不不不不断断断断泄泄泄泄入入入入射射射射孔孔孔孔孔孔孔孔眼眼眼眼，压压压压开开开开地地地地层层层层，并并并并快快快快速速速速扩扩扩扩展展展展，沿沿沿沿孔孔孔孔眼眼眼眼尖尖尖尖端端端端产产产产生生生生多多多多条条条条径径径径向向向向垂垂垂垂直直直直裂裂裂裂缝缝缝缝，综综综综合合合合作作作作用用用用效效效效果果果果好好好好，但但但但其其其其药药药药芯芯芯芯制制制制作作作作程程程程序序序序复复复复杂杂杂杂，枪枪枪枪身身身身材质要求高。材质要求高。材质要求高。材质要求高。高能气体压裂
89、测试高能气体压裂测试n n2)2)2)2)在在在在混混混混合合合合组组组组装装装装型型型型下下下下端端端端联联联联装装装装无无无无壳壳壳壳弹弹弹弹或或或或其其其其上上上上下下下下联联联联装装装装高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂装装装装置置置置就就就就成成成成为为为为加加加加载载载载组组组组装装装装型型型型，由由由由于于于于高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂药药药药量量量量大大大大，作作作作用用用用时时时时间间间间延延延延长长长长，能能能能产产产产生生生生更更更更长长长长的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝，可可可可明明明明显显显显改改改改善善善善地地地地层层层层的的的的压压压
90、压裂裂裂裂效效效效果果果果，是是是是较较较较理想的发展方向。理想的发展方向。理想的发展方向。理想的发展方向。n n3)3)3)3)分分分分体体体体组组组组装装装装型型型型结结结结构构构构其其其其作作作作用用用用过过过过程程程程是是是是在在在在完完完完成成成成常常常常规规规规射射射射孔孔孔孔功功功功能能能能后后后后，直直直直接接接接进进进进行行行行高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂作作作作用用用用，其其其其特特特特点点点点是是是是结结结结构构构构简简简简单单单单，综综综综合合合合成成成成本本本本低低低低，但但但但作作作作用用用用效效效效果果果果不不不不如如如如前两种结构。前两种结构
91、。前两种结构。前两种结构。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n2.8.3 2.8.3 结构配置及技术参数结构配置及技术参数n 与与高高能能气气体体压压裂裂技技术术联联作作，可可在在其其尾尾部部配配用用无无壳壳弹弹，也也可可在在其其上上下下端端配配用用有有壳壳弹弹，下下端端配配用用无无壳壳弹弹，但但目目前前常常用用的的是是在在其其下下部部配配用用无无壳壳弹，结构比较简单。弹，结构比较简单。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n2.8.4 2.8.4 2.8.4 2.8.4 现场应用现场应用现场应用现场应用n n 1 1 1 1选井选层选井选层选井选层选井选层n n一一一一般般般般用用用用于于于于地
92、地地地层层层层岩岩岩岩性性性性比比比比较较较较坚坚坚坚硬硬硬硬，泥泥泥泥质质质质含含含含量量量量较较较较低低低低的的的的地地地地层层层层，如如如如石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩、砂砂砂砂岩岩岩岩等等等等，对对对对低低低低渗渗渗渗油油油油藏藏藏藏或或或或特特特特低低低低渗渗渗渗油油油油藏藏藏藏、地地地地层层层层水水水水敏敏敏敏性性性性或或或或酸酸酸酸敏敏敏敏性性性性较较较较强强强强的的的的油油油油井井井井，也也也也可可可可使使使使用用用用该该该该技技技技术术术术；而而而而且且且且地地地地层层层层应应应应具具具具备备备备一一一一定定定定的的的的能能能能量量量量，这样使用效果才能更为明显。这样使用效果才能
93、更为明显。这样使用效果才能更为明显。这样使用效果才能更为明显。n n该该该该技技技技术术术术适适适适用用用用性性性性较较较较强强强强，适适适适用用用用于于于于探探探探井井井井、生生生生产产产产井井井井、开开开开发发发发井井井井等等等等，尤尤尤尤其其其其在在在在低低低低渗渗渗渗油油油油层层层层或或或或特特特特低低低低渗渗渗渗油油油油层层层层使使使使用用用用，将会以较少的投入，取得较好的效果。将会以较少的投入，取得较好的效果。将会以较少的投入，取得较好的效果。将会以较少的投入，取得较好的效果。 高能气体压裂测试高能气体压裂测试n n2 2 2 2施工中应注意的问题施工中应注意的问题施工中应注意的问
94、题施工中应注意的问题n n1)1)1)1) 枪枪枪枪身身身身连连连连接接接接不不不不能能能能太太太太长长长长，尤尤尤尤其其其其是是是是 混混混混合合合合组组组组装装装装和和和和加加加加载组装结构，整层施工一般不能超过载组装结构，整层施工一般不能超过载组装结构，整层施工一般不能超过载组装结构，整层施工一般不能超过1212121215m.15m.15m.15m.n n2)2)2)2) 采采采采用用用用一一一一级级级级引引引引爆爆爆爆工工工工艺艺艺艺时时时时, , , ,适适适适当当当当调调调调整整整整装装装装药药药药结结结结构构构构, , , ,如如如如采采采采用用用用夹夹夹夹层层层层枪枪枪枪时时
95、时时，跨跨跨跨隔隔隔隔不不不不能能能能太太太太长长长长，一一一一般般般般不不不不能能能能超超超超过过过过1515151520m20m20m20m，整体枪长不能超过，整体枪长不能超过，整体枪长不能超过，整体枪长不能超过2525252530m30m30m30m。n n3)3)3)3) 传传传传爆爆爆爆设设设设计计计计准准准准确确确确，使使使使用用用用爆爆爆爆炸炸炸炸器器器器材材材材一一一一定定定定要要要要严严严严格格格格按按按按标准执行，以保证传爆的安全可靠性。标准执行，以保证传爆的安全可靠性。标准执行，以保证传爆的安全可靠性。标准执行，以保证传爆的安全可靠性。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n
96、n3.3.下井工艺下井工艺n n主要为电缆传输工艺和油管传输工艺两种。主要为电缆传输工艺和油管传输工艺两种。n n1 1） 电缆输送工艺电缆输送工艺n n作作业业时时间间短短，施施工工效效率率高高，定定位位准准确确，但但每每次次施施工工联联接接枪枪身身不不能能太太长长，要要在在实实际际应应用用中中根根据据不不同同结结构构和和具具体体情情况况而而定定。在在射射孔孔枪枪身身与与高高能能气气体体装装置置联联作作施施工工时时要要注注意意电电缆缆的的防防冲冲，使使用用中中应应尽尽量量避避免免加加载载组组装装型型和和分分体体组组装型使用电缆施工工艺。装型使用电缆施工工艺。高能气体压裂测试高能气体压裂测试n
97、2 2） 油管输送工艺油管输送工艺n一一次次枪枪身身联联接接可可适适当当加加长长，可可实实现现跨跨层层连连续续施施工工，在在加加载载组组装装型型和和分分体体组组装装型型施施工工时时更更加加安安全全和和可可靠靠，装装药药量量大大，脉脉冲冲作作用用时时间间长长，压压裂裂效果更好，但其施工作业时间较长效果更好，但其施工作业时间较长高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n 高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂自自自自20202020世世世世纪纪纪纪60606060年年年年代代代代研研研研究究究究以以以以来来来来，已已已已经经经经过过过过几几几几十十十十年年年年的的的的
98、机机机机理理理理探探探探索索索索和和和和试试试试验验验验研研研研究究究究。实实实实践践践践证证证证明明明明，该该该该技技技技术术术术不不不不仅仅仅仅可可可可以以以以应应应应用用用用于于于于裸裸裸裸眼眼眼眼井井井井中中中中，而而而而且且且且也也也也可可可可安安安安全全全全地地地地用用用用于于于于套套套套管管管管井井井井中中中中，是是是是一一一一项项项项极极极极为为为为有有有有效效效效的的的的增增增增产产产产技技技技术术术术。然然然然而而而而由由由由于于于于高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂受受受受多多多多种种种种因因因因素素素素制制制制约约约约（如如如如压压压压裂裂裂裂弹弹弹弹结结
99、结结构构构构、药药药药型型型型、套套套套管管管管承承承承载载载载能能能能力力力力、井井井井身身身身结结结结构构构构、地地地地层层层层性性性性质质质质等等等等）使使使使其其其其压压压压裂裂裂裂效效效效果果果果受受受受到到到到一一一一定定定定限限限限制制制制。因因因因此此此此，高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂的的的的发发发发展展展展方方方方向向向向可可可可以以以以概概概概括括括括为为为为自自自自身身身身技技技技术术术术的的的的改改改改进进进进，以以以以及及及及与与与与其其其其他他他他增增增增产产产产措措措措施施施施或或或或完完完完井井井井措措措措施施施施的的的的配配配配套套套套复复
100、复复合合合合应用。应用。应用。应用。高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n2.9.1 2.9.1 高能气体压裂技术的改进高能气体压裂技术的改进n n1 1新型压裂弹新型压裂弹液体火药弹液体火药弹n n 液液体体火火药药压压裂裂工工艺艺是是高高能能气气体体压压裂裂技技术术的的进进一一步步发发展展和和深深入入，用用于于油油井井高高能能气气体体压压裂裂的的液液体体火火药药分分为为自自燃燃和和非非燃燃系系统统。前前者者是是当当火火药药与与井井层层内内的的液液体体（水水）接接触触时时立立即即起起作作用用，自自燃燃点点火火；后者是由点火系统提供外部能量点火。后者是由点火系统提供外部
101、能量点火。 高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n自自自自燃燃燃燃系系系系统统统统不不不不受受受受井井井井层层层层的的的的高高高高含含含含水水水水和和和和漏漏漏漏失失失失的的的的影影影影响响响响，若若若若加加加加适适适适量量量量的的的的缓缓缓缓燃燃燃燃剂剂剂剂，可可可可控控控控制制制制其其其其延延延延迟迟迟迟自自自自燃燃燃燃的的的的时时时时间间间间，能能能能有有有有效效效效地地地地将将将将自自自自燃燃燃燃液液液液体体体体火火火火药药药药注注注注人人人人目目目目的的的的层层层层，实实实实现现现现液液液液体体体体火火火火药药药药在在在在油油油油层层层层内内内内爆爆爆爆炸炸炸
102、炸燃燃燃燃烧烧烧烧，使使使使液液液液体体体体火火火火药药药药的的的的能能能能量量量量充充充充分分分分作作作作用用用用于于于于油油油油层层层层。这这这这不不不不仅仅仅仅改改改改善善善善了了了了现现现现有有有有高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂的的的的效效效效果果果果，而而而而且且且且将将将将从从从从根根根根本本本本上上上上排排排排除除除除了了了了对对对对井井井井内内内内套套套套管管管管的的的的损损损损坏坏坏坏，因因因因此此此此自自自自燃燃燃燃液液液液体体体体火火火火药药药药压压压压爆爆爆爆是是是是一一一一项项项项先先先先进进进进的的的的发发发发展展展展前前前前景景景景可可可可观观观
103、观的的的的油层压裂技术。油层压裂技术。油层压裂技术。油层压裂技术。n n 目目目目前前前前，我我我我国国国国的的的的压压压压裂裂裂裂弹弹弹弹产产产产品品品品还还还还不不不不很很很很完完完完善善善善，还还还还需需需需要要要要对对对对其其其其装装装装药药药药结结结结构构构构、点点点点火火火火系系系系统统统统等等等等作作作作进进进进一一一一步步步步研研研研究究究究，研研研研制出更适于现场应用的发生器产品。制出更适于现场应用的发生器产品。制出更适于现场应用的发生器产品。制出更适于现场应用的发生器产品。 高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n泡沫液及稠化凝胶压挡泡沫液及稠化凝胶压
104、挡n n 采采用用泡泡沫沫液液柱柱压压挡挡，增增加加了了井井筒筒流流体体表表现现粘粘度度，可可控控制制液液体体漏漏失失，有有利利于于裂裂缝缝延延伸伸及及压压裂裂中中所所产产生生的的岩岩屑屑在在裂裂缝缝中中的的运运移移，易易于于洗洗井井，不不对对地地层层造造成成污污染染。稠稠化化凝凝胶胶压压挡挡可可增增加加垂垂向向压压挡挡力力量量，有有利利于于增增加加裂裂缝缝系系数数和和裂裂缝缝几几何何尺尺寸寸，减少对井壁的伤害。减少对井壁的伤害。 高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n多层段压裂工艺多层段压裂工艺n 在在油油气气井井的的多多层层段段或或厚厚层层段段压压裂裂过过程程中中，由由
105、于于以以前前压压裂裂的的开开启启裂裂缝缝将将吸吸收收大大量量的的能能量量，因因而而降降低低了了多次重复压裂的有效性。多次重复压裂的有效性。高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n nA A A AR R R RJenningsJenningsJenningsJennings介绍了一项多层段压裂技术：施介绍了一项多层段压裂技术：施介绍了一项多层段压裂技术：施介绍了一项多层段压裂技术：施工时首先在较深的层段进行气体压裂，然后在该工时首先在较深的层段进行气体压裂，然后在该工时首先在较深的层段进行气体压裂，然后在该工时首先在较深的层段进行气体压裂，然后在该层段充填可固化的凝胶，再在其
106、上部的层段进行层段充填可固化的凝胶，再在其上部的层段进行层段充填可固化的凝胶，再在其上部的层段进行层段充填可固化的凝胶，再在其上部的层段进行第二次气体压裂，再一次充填凝胶井使之与第一第二次气体压裂，再一次充填凝胶井使之与第一第二次气体压裂，再一次充填凝胶井使之与第一第二次气体压裂，再一次充填凝胶井使之与第一段凝胶成为一体后，即可在其上部进行又一次高段凝胶成为一体后，即可在其上部进行又一次高段凝胶成为一体后，即可在其上部进行又一次高段凝胶成为一体后，即可在其上部进行又一次高能气体压裂，连续进行作业直到处理完所有的层能气体压裂，连续进行作业直到处理完所有的层能气体压裂，连续进行作业直到处理完所有的
107、层能气体压裂，连续进行作业直到处理完所有的层段为止，由于固化的凝胶段塞防止了高压脉冲能段为止，由于固化的凝胶段塞防止了高压脉冲能段为止，由于固化的凝胶段塞防止了高压脉冲能段为止，由于固化的凝胶段塞防止了高压脉冲能量进入已经压裂过的地层，因而可以增加单次压量进入已经压裂过的地层，因而可以增加单次压量进入已经压裂过的地层，因而可以增加单次压量进入已经压裂过的地层，因而可以增加单次压裂的造缝长度，较好地处理多层段或厚层段。待裂的造缝长度，较好地处理多层段或厚层段。待裂的造缝长度，较好地处理多层段或厚层段。待裂的造缝长度，较好地处理多层段或厚层段。待凝胶水化后进行返排，即可进行生产作业凝胶水化后进行返
108、排，即可进行生产作业凝胶水化后进行返排，即可进行生产作业凝胶水化后进行返排，即可进行生产作业高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n2.9.22.9.22.9.22.9.2高能气体压裂的复合压裂技术高能气体压裂的复合压裂技术高能气体压裂的复合压裂技术高能气体压裂的复合压裂技术n n l l l l与水力压裂结合的高能气体压裂与水力压裂结合的高能气体压裂与水力压裂结合的高能气体压裂与水力压裂结合的高能气体压裂n n 施施施施工工工工时时时时，高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂在在在在井井井井眼眼眼眼周周周周围围围围形形形形成成成成多多多多条条条条径径径径向向向
109、向裂裂裂裂缝缝缝缝，随随随随后后后后进进进进行行行行水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂，垂垂垂垂直直直直于于于于最最最最小小小小主主主主应应应应力力力力的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝首首首首先先先先被被被被延延延延伸伸伸伸。不不不不断断断断地地地地向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝中中中中泵泵泵泵入入入入携携携携带带带带有有有有支支支支撑撑撑撑剂剂剂剂的的的的压压压压裂裂裂裂液液液液以以以以增增增增加加加加裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸。当当当当该该该该裂裂裂裂缝缝缝缝扩扩扩扩展展展展到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后，裂裂裂裂缝缝缝缝中中中中将将将将出出出出现现现现砂砂
110、砂砂堵堵堵堵，因因因因而而而而阻阻阻阻止止止止了了了了压压压压裂裂裂裂液液液液的的的的继继继继续续续续进进进进入入入入（或或或或者者者者是是是是通通通通过过过过注注注注入入入入稠稠稠稠化化化化凝凝凝凝胶胶胶胶段段段段塞塞塞塞和和和和暂暂暂暂堵堵堵堵剂剂剂剂来来来来实实实实现现现现）。此此此此时时时时仍仍仍仍保保保保持持持持泵泵泵泵的的的的排排排排量量量量和和和和注注注注入入入入压压压压力力力力，使使使使得得得得第第第第二二二二条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝开开开开始始始始延延延延伸伸伸伸，其其其其延延延延伸伸伸伸方方方方位位位位受受受受到到到到原原原原地地地地应应应应力力力力场场场场
111、和和和和第第第第一一一一条条条条水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的影影影影响响响响将将将将发发发发生生生生一一一一定定定定的的的的偏偏偏偏转转转转。此此此此过过过过程程程程不不不不断断断断进进进进行行行行，直直直直到到到到多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝均均均均延延延延伸伸伸伸至至至至地地地地层层层层深深深深入入入入时时时时为为为为止止止止。这这这这一一一一技技技技术术术术有有有有效效效效的的的的利利利利用用用用了了了了高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂和和和和水水水水力力力力压压压压裂裂裂裂的的的的长长长长处，是一项很有前景的技术处，是一项很有前景
112、的技术处，是一项很有前景的技术处，是一项很有前景的技术高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n2 2 2 2与酸化结合的高能气体压裂与酸化结合的高能气体压裂与酸化结合的高能气体压裂与酸化结合的高能气体压裂n n将将将将高高高高能能能能气气气气体体体体压压压压裂裂裂裂技技技技术术术术与与与与酸酸酸酸化化化化结结结结合合合合起起起起来来来来，即即即即在在在在高高高高温温温温高高高高压压压压燃燃燃燃气气气气压压压压裂裂裂裂的的的的同同同同时时时时对对对对裂裂裂裂缝缝缝缝面面面面及及及及其其其其邻邻邻邻近近近近地地地地层层层层进进进进行行行行酸酸酸酸化化化化处处处处理理理理，燃燃
113、燃燃气气气气可可可可使使使使酸酸酸酸液液液液较较较较好好好好地地地地达达达达到到到到活活活活化化化化状状状状态态态态。施施施施工工工工时时时时首首首首先先先先将将将将足足足足以以以以浸浸浸浸没没没没目目目目的的的的层层层层段段段段的的的的酸酸酸酸液液液液注注注注入入入入井井井井中中中中，然然然然后后后后采采采采用用用用下下下下列列列列两两两两种种种种方方方方法法法法之之之之一使酸液活化：一使酸液活化：一使酸液活化：一使酸液活化：n n（1 1 1 1）引燃一级气体发生器产生大量的热；）引燃一级气体发生器产生大量的热；）引燃一级气体发生器产生大量的热；）引燃一级气体发生器产生大量的热；n n（2
114、 2 2 2）使使使使用用用用铅铅铅铅、镁镁镁镁或或或或者者者者是是是是它它它它合合合合金金金金制制制制成成成成发发发发生生生生器器器器外外外外壳壳壳壳，外外外外壳壳壳壳与与与与酸酸酸酸液液液液反反反反应应应应产产产产生生生生热热热热，引引引引燃燃燃燃气气气气体体体体发发发发生生生生器器器器，产产产产生生生生多多多多条条条条径径径径向向向向裂裂裂裂缝缝缝缝并并并并将将将将酸酸酸酸液液液液压压压压入入入入其其其其中中中中，从从从从而而而而增增增增大大大大了了了了酸酸酸酸液液液液与与与与地地地地层层层层的的的的接接接接触触触触面面面面积积积积，提提提提高高高高了了了了酸酸酸酸岩岩岩岩反反反反应应应
115、应的的的的有有有有效效效效性性性性，同同同同时时时时还还还还可可可可减减减减少少少少对对对对井井井井筒筒筒筒的的的的损害。损害。损害。损害。 高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n3 3与射孔结合的高能气体压裂与射孔结合的高能气体压裂n n 为为了了综综合合射射孔孔和和高高能能气气体体压压裂裂的的强强烈烈动动态态作作用用过过程程，高高效效地地形形成成径径向向裂裂缝缝，同同时时缩缩短短施施工工时时间间，节节省省施施工工费费用用，在在气气体体发发生生器器中中装装填填固固体体推推进进剂剂，并并安安装装了了9090相相位位角角的的聚聚能能射射孔孔弹弹，药药室室内内还还装装入入了
116、了研研磨磨性性物物质质，如如砂砂、碳碳化化硅硅和和其其他他不不可可燃燃的的粒状物质，以便造成加强射孔。粒状物质，以便造成加强射孔。高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n当由引爆线引爆射孔弹形成射孔孔眼和初当由引爆线引爆射孔弹形成射孔孔眼和初始裂缝后，引爆线同时引起推进剂产生径始裂缝后，引爆线同时引起推进剂产生径向燃烧，使初始裂缝得以扩展。使用的射向燃烧，使初始裂缝得以扩展。使用的射孔装药的爆速大于孔装药的爆速大于7600cm7600cms s，推进剂的燃，推进剂的燃速仅为速仅为10cm10cms s左右。起爆速度相差较大，左右。起爆速度相差较大，因而可以保证正常的射孔作
117、业。另一类作因而可以保证正常的射孔作业。另一类作业方式为下井工具的射孔段和压裂段相互业方式为下井工具的射孔段和压裂段相互独立，施工时进行组装即可，先由射孔段独立，施工时进行组装即可，先由射孔段进行射孔作业，随后引燃压裂段扩展径向进行射孔作业，随后引燃压裂段扩展径向裂缝裂缝高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n n4 4与注入过氧化氢结合的高能气体压裂与注入过氧化氢结合的高能气体压裂n n 该该技技术术是是使使含含有有稳稳定定剂剂的的过过氧氧化化氢氢（H H2 2O O2 2）进进入入高高能能气气体体压压裂裂形形成成的的径径向向裂裂缝缝中中，当当稳稳定定地地与与支支撑撑剂剂或
118、或地地层层中中的的金金属属或或金金属属离离子子发发生生反反应应时时，H H2 2O O2 2便便开开始始分分解解，产产生生足足够够的的气气体体压压力力并并进进一一步步扩扩展展裂裂缝缝。为为了了使使H H2 2O O2 2在在缺缺少少金金属属或或金金属属化化合合物物的的地地层层中中能能够够分分解解，可可以以使使用用与与金金属属相相混混的的支支撑撑剂剂。除除此此之之外外，还还可可以以在在固固体推进剂的外面用金属化合物进行涂覆体推进剂的外面用金属化合物进行涂覆。高能气体压裂的发展趋势及前景高能气体压裂的发展趋势及前景n综综上上所所述述，尽尽管管高高能能气气体体压压裂裂技技术术还还不不太太完完善善，但但由由于于它它不不仅仅具具有有普普通通水水力力压压裂裂不不可可比比拟拟的的优优点点，而而且且能能够够与与水水力力压压裂裂等等增增产产增增注注措措施施联联合合应应用用。因因此此，可可以以相相信信，随随着着高高能能气气体体压压裂裂技技术术的的不不断断完完善，其应用前景将更加广阔。善，其应用前景将更加广阔。
