[实用新型]一种浅井高效压裂弹

说明书

一种浅井高效压裂弹，其特征在于，在无壳弹每端对称钻有4个孔眼，孔眼深度与无壳弹总长的比例关系为1:(4‑5)，孔眼内装填密封有小颗粒火药及活性剂混合物，本实用新型通过药柱起始燃烧表面的增加，可在浅井地层大大提高压裂弹的最高压力，打开地层，有效地增加产油量和注水井的注水量。

技术领域

本实用新型涉及油气井增产技术领域，特别涉及一种浅井高效压裂弹。

背景技术

高能气体压裂弹在井下的燃烧取决于药柱的燃烧速度。其公式为u＝u₁p^r，式中u为火药燃烧速度，u₁为火药燃速系数，P为燃烧时的环境压力，r为压力指数。随着压力升高，火药的燃烧速度会迅速增加。压裂井的深浅(压挡水柱充满)将直接影响压裂药柱在井下的燃烧速度，井深、药柱燃烧速度快，浅井则燃速慢。如果浅井还用原来的药柱，则有可能达不到地层的破裂压力，使高能气体压裂达不到预期的压裂效果。

如1996年3月份，西安石油大学高能气体压裂技术中心在延长油矿甘谷驿采油厂，用油管传输工艺在360m的油井中，装填25公斤双基火药药柱。投棒后，从井下窜出了五根油管(近50m长)脱落在井口周围。表明25公斤双基药没有完全在施工射孔段燃烧，而是在推动油管上窜的50m层段燃烧，这就大大地影响了高能气体压裂的压裂效果。

井下无壳弹真实燃烧情况，图1是西安石油大学高能气体压裂技术中心与吉林油田钻采院合作在吉林油田乾20-12井井下实测P-t曲线图，该井井深1980m，射孔段1698.67～1738.67m，射孔段89射孔弹每米16孔。用药无壳弹6节30kg。测试仪器、传感器附无壳弹用电缆下到目的层位，地面用Y6D3-动态应变仪，16线示踪示波器采集数据，真实曲线如图1所示。所测结果最高压力33MPa，显然没有达到地层破裂压力37MPa的两倍70-80MPa，理想燃烧的P-t曲线如图2所示。

井下无壳弹最大压力的形成除了在工作层段的火药燃烧速度外，还受到无壳弹药柱燃烧表面积的影响。

运用推进剂药柱在火箭发动机内燃烧的公式：

式中u₁为推进剂药柱的燃速系数，ρ为推进剂药柱的密度，C^*为推进剂药柱的特征速度，S为推进剂药柱的总表面积，s₁可视为无壳弹在有效射孔层段的射孔面积总和，r为推进剂药柱的压力指数。根据该公式可以推出，在其它条件不变的情况下，大幅度增加火药总燃烧表面面积是提高井筒燃烧压力的关键因素。

发明内容

为了克服在浅井中由于环境压力低，药柱燃速低，压力往往达不到预期破裂压力的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种浅井高效压裂弹，增加了火药的燃烧表面积，达到打开地层的破裂压力的目的。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种浅井高效压裂弹，其特征在于，在无壳弹每端对称钻有4个孔眼1，孔眼1深度与无壳弹总长的比例关系为1:(4-5)，孔眼1内装填密封有小颗粒火药及活性剂混合物。

本实用新型制成的浅井高效压裂弹，在浅井环境中，虽然药柱的燃烧速度没变，但是火药的燃烧表面积增加了。由于药柱内镶嵌的小粒药瞬间燃烧，在浅层迅速建立起打开地层的破裂压力。

附图说明

图1是吉林油田乾20-12井井下实测P-t曲线图。

图2是理想燃烧压力P-t曲线。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的侧面透视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细叙述。