[发明专利]一种防止射孔引发套管损坏的优化方法

说明书

本发明提出一种防止射孔引发套管损坏的优化方法，包括：a)选取射孔相位角：最小水平地应力和最大水平地应力之差在5MPa内时，采用射孔相位角为90°进行螺旋射孔，射孔方向与最大水平地应力方向呈45°；最小水平地应力与最大水平地应力相差大于7MPa时，射孔方向沿着与最大水平地应力方向呈180°定向射孔；最小水平地应力与最大水平地应力之差介于5MPa与7MPa之间时，用射孔相位角为90°进行螺旋射孔，射孔方向与最大水平地应力方向呈45°，或者射孔方向沿着最大水平地应力方向呈180°定向射孔；b)选择射孔孔密和射孔孔径：射孔孔密为13孔/米至16孔/米之间，射孔孔径为10.2～12.6毫米；c)确定射孔枪的直径与套管内径的匹配：射孔枪的直径比套管的内径小10～20毫米。

技术领域

本发明涉及油田开发优化技术领域，具体涉及一种防止射孔引发套管损坏的优化方法。

背景技术

随着油田的长期开发，地层的原始应力被改变，表现为水平方向地应力不相等，套管强度因射孔而被削弱，孔的方位与地应力的方向对套管寿命的长短影响显著。但孔的方位与地应力的大小和方向共同决定了初始水力裂缝的方位，如果不能有效控制水力裂缝的起裂位置，那么很难实现压裂转向的目的，因而如果只关心套管的保护而忽略了水力裂缝的起裂，将影响压裂效果，造成油田减产。因此确定一种考虑射孔引发套管损坏并又兼顾水力压裂效果的防治方法尤为重要。

在分析射孔与套管损伤之前，请分别参考图1a、图1b和图1c所示，根据国外用三轴试验模拟井下射孔井压裂的试验研究成果可以得知：第一、裂缝起裂点有三种情况：a，裂缝1可能沿孔眼2起裂然后重新定向；b，裂缝面垂直于孔轴；c，裂缝1经孔眼2沿井筒3起裂；第二、裂缝的产生与孔眼和最佳平面的夹角密切相关；第三、裂缝的产生与泵的排量有关，裂缝的起裂和套管的保护需做到有机统一，射孔方位角对起裂的方位具有重要影响。

同时，发明人经过研究发现，射孔参数的选取对于套管损伤也具有紧密的关系。在不造成油田减产的前提下，确定好合理的射孔参数，可以减弱因射孔造成的套管抗挤毁强度，即射孔相位角、孔径、孔密、射孔最优时机等射孔参数都与套管保护直接相关。因此，综合考虑水力压裂增产与套管保护的有机统一是十分必要的，既要保证增产效果，又要最大限度减少套管损坏，对于射孔相位角、孔径、孔密、射孔时机等多个因素需要给予合理的优化设定，成为目前亟待解决的问题。

有鉴于此，本发明人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种防止射孔引发套管损坏的优化方法，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种防止射孔引发套管损坏的优化方法，从射孔相位角、孔径、孔密、射孔时机等多个因素对射孔参数进行优化设计，既保证了油田增产效果，又最大限度地减少了套管损坏。

为此，本发明提出一种防止射孔引发套管损坏的优化方法，包括以下步骤：

a)选取射孔枪的射孔相位角：当最小水平地应力和最大水平地应力之差在5MPa以内时，采用射孔相位角为90°进行螺旋射孔，并使射孔方向与最大水平地应力方向呈45°；

当最小水平地应力与最大水平地应力相差大于7MPa时，使射孔方向沿着与最大水平地应力方向呈180°定向射孔；

当最小水平地应力与最大水平地应力之差介于5MPa与7MPa之间时，采用射孔相位角为90°进行螺旋射孔并使射孔方向与最大水平地应力方向呈45°，或者使射孔方向沿着最大水平地应力方向呈180°定向射孔；

b)选择射孔枪的射孔孔密和射孔孔径：射孔孔密为13孔/米至16孔/米之间，射孔孔径为10.2～12.6毫米；

c)确定射孔枪的直径与套管内径的匹配：射孔枪的直径比套管的内径小10～20毫米。

如上所述的防止射孔引发套管损坏的优化方法，其中，在步骤b)中，射孔枪采用10.2毫米的射孔孔径。