用于储层气动力增产的起爆药

摘要

本发明公开了一种用于储层气动力增产的起爆药，所述用于储层气动力增产的起爆药主要由以下质量百分比的原料组成：氯酸钾28%-32%，高氯酸钾10%-14%，硝酸钡24%-28%，硝酸铵3%-8%，铝粉8%-20%，镁粉7%-18%。所述用于储层气动力增产的起爆药外加0.5%-1.5%的氟橡胶。所述氟橡胶为胶合剂。本发明不用输送到油井底部岩石缝隙之中去，使操作方法大大简化，其引燃爆效果好，点火成功率达到百分之百，能有效提高油田采油率且安全可靠，成本低廉。

说明书

技术领域

本发明属于炸药技术领域，特别是涉及一种用于储层气动力增产的起 爆药。

背景技术

我国低渗油藏的石油储量十分可观，新探明的低渗油田地质储量有数 十亿吨，约占我国石油总储量的1/4。低渗透油藏通常采用直井和直加密 井开发、注水开发和水平井开发等方案。直井和直加密井利用地层能量开 发，采收率低。注水开发和压裂开发是目前大多数低渗透油藏比较通行的 开发方案，需要增加钻井井数及油层改造次数，开采成本提高。水平井开 发是近十多年发展起来的一项新技术，由于钻井难度大，还没有得到普遍 应用。低渗透油藏储层条件差、开发技术单一、开发水平低下，因此采收 率普遍低、经济性差，制约了我国低渗透油藏的高效开发。

目前对渗透率为0.1×10^-3mm²～50×10-3mm²的低渗、低孔油田开发主 要采用水力压裂和酸化技术改造油层。但在渗透率很低的油气藏水力压裂 只能形成垂直于最小主应力的两翼对开的一条垂直裂缝，老油层改造中的 二次水力压裂，也往往只是沿老裂缝延伸，不能形成新方位的裂缝，油气 只能通过原有的微小孔隙流入主裂缝产出；而离主裂缝较远的油气仍难以 采出，如何提高低渗透油气田的采收率是我国石油工业面临的亟待解决的 问题。如果能将适当的爆燃药压入水力或天然裂缝中，引爆那里的爆燃药， 使其在主裂缝周围产生大量径向裂缝，为远离主裂缝油气提供流出通道， 可以极大地提高石油采出率。越是低渗透率的油气藏，同样长度的水平裂 缝比垂直裂缝增产效果更显著。在低渗透油气藏中，把爆燃药压入水力压 裂的垂直裂缝中形成多条的次生裂缝将是一个高效开发的重要方式。

中国科学院力学研究所及渗流力度研究所近年来对低渗透油气田， “层内爆炸”增产技术进行了研究。中科院建立了小尺度模拟实验装置， 在小尺度条件下论证“层内爆炸”可行性。通过模拟试验，至少找到了一 组“层内爆炸”用特种火炸药基本配方；在不到200mm尺度上实现了特种 火炸药的挤注、点火和爆燃的基本过程，其峰值压力在100MPa上下；该 特种火炸药的经济、安全性可能达到生产要求，从而证实“层内爆炸”原 理基本可行。并从理论上证实薄层药爆燃可行，提出了考虑化学反应的一 维可压缩流体力学模型。

根据其研究可知：点火是在井筒内，这在现场实验中应无问题，主要 是传火与传爆的可靠性，计算表明，一维恒稳爆燃现象可能发生，并且爆 燃恒隐推进的条件是苛刻的，需要多个参数的匹配。频率因子越大，恒稳 推进速度越大；化学反应热越大，恒稳推进速度越大；界面传热系数越大， 恒稳推进速度越小；薄层厚度越大，恒稳推进速度越大；薄层能爆燃的厚 度存在下限。这个计算结果的物理图象符合常理。但总的结论如下：“爆 燃恒稳推进的条件是苛刻的，需要多个参数匹配，就是说在现场施工过程 中爆燃恒稳推进的引燃爆方法是不可靠的。”

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于储层气动力增产的起爆 药，其不用输送到油井底部岩石缝隙之中去，使操作方法大大简化，其引 燃爆效果好，点火成功率达到百分之百，能有效提高油田采油率且安全可 靠，成本低廉。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于储层气 动力增产的起爆药，其特征在于，所述用于储层气动力增产的起爆药主要 由以下质量百分比的原料组成：氯酸钾28%-32%，高氯酸钾10%-14%，硝 酸钡24%-28%，硝酸铵3%-8%，铝粉8%-20%，镁粉7%-18%。

优选地，所述用于储层气动力增产的起爆药外加质量百分比为 0.5%-1.5%的氟橡胶。

优选地，所述氟橡胶为胶合剂。

优选地，所述氯酸钾为第一氧化剂，高氯酸钾为第二氧化剂，硝酸钡 为第三氧化剂，镁粉为可燃剂，铝粉为助燃剂，硝酸铵为添加剂。

本发明的积极进步效果在于：本发明不用输送到油井底部岩石缝隙之 中去，使操作方法大大简化，其引燃爆效果好，点火成功率达到百分之百， 能有效提高油田采油率且安全可靠，成本低廉。

具体实施方式

本发明用于储层气动力增产的起爆药由以下质量百分比的原料组成： 氯酸钾28%-32%，高氯酸钾10%-14%，硝酸钡24%-28%，硝酸铵3%-8%，铝 粉8%-20%，镁粉7%-18%。其中外加的氟橡胶为0.5%-1.5%。

实施例1

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28%，高氯酸钾12.5%，硝酸钡25.5%，硝酸铵 7%，镁粉（粒度10μm）9%，铝粉（粒度10μm以下）17%。外加氟橡胶1%。

实施例2

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾30%，高氯酸钾11.5%，硝酸钡25%，硝酸铵 5.5%，镁粉（粒度10μm）12.5%，铝粉（粒度10μm以下）14.3%。外加氟 橡胶1.2%。

实施例3

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾31.2%，高氯酸钾11%，硝酸钡26%，硝酸铵 5%，镁粉（粒度10μm）10%，铝粉（粒度10μm以下）16%。外加氟橡胶0.8%。

实施例4

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾31%，高氯酸钾10%，硝酸钡26.2%，硝酸铵 6.3%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶 0.5%。

实施例5

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.7%，高氯酸钾12%，硝酸钡26.5%，硝酸铵 6%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶0.8%。

实施例6

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.4%，高氯酸钾14%，硝酸钡25%，硝酸铵 6%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶0.6%。

实施例7

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾31%，高氯酸钾12.4%，硝酸钡24%，硝酸铵 6%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶0.6%。

实施例8

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾29.5%，高氯酸钾12.3%，硝酸钡25%，硝酸铵 6.2%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶 1.0%。

实施例9

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.9%，高氯酸钾13.6%，硝酸钡28%，硝酸铵 3.6%，镁粉（粒度10μm）10%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶 0.9%。

实施例10

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾30.6%，高氯酸钾13.6%，硝酸钡26.7%，硝酸 铵3%，镁粉（粒度10μm）10%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶 1.1%。

实施例11

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾29.6%，高氯酸钾12%，硝酸钡27%，硝酸铵 5%，镁粉（粒度10μm）11%，铝粉（粒度10μm以下）14%。外加氟橡胶1.4%。

实施例12

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾29.4%，高氯酸钾11.4%，硝酸钡25%，硝酸铵 8%，镁粉（粒度10μm）10%，铝粉（粒度10μm以下）15%。外加氟橡胶1.2%。

实施例13

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.4%，高氯酸钾12.1%，硝酸钡25.8%，硝酸 铵7.7%，镁粉（粒度10μm）7%，铝粉（粒度10μm以下）17.8%。外加氟 橡胶1.2%。

实施例14

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾30.1%，高氯酸钾12.1%，硝酸钡24%，硝酸铵 7.5%，镁粉（粒度10μm）12%，铝粉（粒度10μm以下）13%。外加氟橡胶 1.3%。

实施例15

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.6%，高氯酸钾13.1%，硝酸钡25.1%，硝酸 铵6.4%，镁粉（粒度10μm）18%，铝粉（粒度10μm以下）8%。外加氟橡 胶0.8%。

实施例16

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾28.7%，高氯酸钾12.2%，硝酸钡26%，硝酸铵 6.2%，镁粉（粒度10μm）18%，铝粉（粒度10μm以下）8%。外加氟橡胶 0.9%。

实施例17

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾30%，高氯酸钾13.8%，硝酸钡25.7%，硝酸铵 3.1%，镁粉（粒度10μm）12%，铝粉（粒度10μm以下）14%。外加氟橡胶 1.4%。

实施例18

本实施例的一种用于储层气动力增产的起爆药，由以下质量百分比的 原料均匀混合制成：氯酸钾30.1%，高氯酸钾10.2%，硝酸钡26.8%，硝酸 铵5.9%，镁粉（粒度10μm）7%，铝粉（粒度10μm以下）18.5%。外加氟 橡胶1.5%。

本发明用于储层气动力增产的起爆药中的第一氧化剂为氯酸钾 28%-32%，第二氧化剂为高氯酸钾10%-14%，第三氧化剂为硝酸钡24%-28%， 可燃剂为镁粉7%-18%；助燃剂为铝粉8%-20%；添加剂为硝酸铵3%-8%。所 述胶合剂为氟橡胶，在配方外添加0.5%-1.5%氟橡胶，便于造粒。

本发明用于储层气动力增产的起爆药的制备方法如下：采用氟橡胶为 胶合剂，将均匀混和好的氧化剂、可燃剂、助燃剂及各种添加剂按一定 比例搅拌成团状，强迫过筛造粒、筛分、干燥。然后，密封保存，待用。

本发明对原材料的要求如下：（1）氧化剂氯酸钾、高氯酸钾、硝酸 钡要求标准为工业一级，其纯度应达到99%，含水率≤0.5%；（2）添加剂 硝酸铵要求使用工业一级非化肥类原料，其纯度应≥98.5%，含水率≤ 0.7%；（3）可燃剂和助燃剂要求使用工业一级，其纯度应≥99.5%，粒度 ≤10μm；（4）用作胶合剂的氟橡胶应为薄片状，其厚度不超过2mm，便于 剪碎；（5）用于溶解氟橡胶的乙酸乙酯应为工业一级，其有效含量≥ 98.5%。

本发明原材料的预处理如下：（1）氧化剂和添加剂应在使用前单独 粉碎，粉碎时应避免使用钢铁等易产生火花的金属工具，应使用铝、铜等 有色金属工具在完全消除静电状态下，将块状原料碾碎，过100目筛，待 用；（2）所用铝粉、镁粉应过100目筛，以除去颗粒较大残渣。（3）将 氟橡胶剪碎，浸泡在乙酸乙酯中，制成5%-8%的溶液。

本发明制备过程如下：（1）混料，按配比称取氧化剂、可燃剂、助燃 剂和添加剂。粗混2遍，用板刷和40目筛过筛混合2遍，再用板刷和80 目筛混合3遍，最后，再用板刷和40目筛混2遍。取混合物适量，加入 占混合物体积约20%-30%的氟橡胶乙酸乙酯溶液，快速搅成团状，待造粒。 （2）过筛造粒，选用16目筛，用刮板强迫过筛，然后进行筛分，取16 目筛下，40目筛上为合格品进行干燥，待用。其他粒径的颗粒可以再造粒， 用同样方法进行筛分。（3）干燥，用60度水烘箱干燥6-8小时（切记不 能使用电烘箱）。（4）混入胶体石墨，待温度降至室温，按质量百分比 0.5——0.8的比例混入00号胶体石墨。注意一定要混合均匀。（5）保存， 保存在密封干燥处，注意防潮、防摩擦冲击。

我们对某油田升扶44-侧平54井进行起爆药引爆悬浮炸药的井下层内爆 炸现场施工。该井开钻于1988年，已经使用20多年。实属无油已报废老井。 本次施工对象是侧钻水平井，采用9.45千克起爆药引爆2.8立方米悬浮炸药， 证实了施工工艺成功，技术方法可靠，实现了安全可靠的点火引爆，证实了 本发明用于储层气动力增产的起爆药起爆悬浮炸药技术的可靠性、安全性以 及起爆药技术在油田现场条件简陋，环境复杂的条件下获得成功的案例。施 工中现场配制悬浮炸药用古尔胶溶液1.043吨，现场配制四氯化碳与柴油混 合隔离液1.2m3，调整密度使其达到1.07～1.08kg/L的使用要求。配制悬浮 药2.8方，实际重量约2.92吨。使用本发明用于储层气动力增产的起爆药 9.45千克。采用井口投棒法进行起爆，3分钟后成功引爆。升扶44-侧平54 井喷出高压水柱，压力表迅速上升到25个Mpa，井口水柱冲到7米高。施工 后原井产油量由施工前的每日0吨上什到每日2.5-3吨，产生直接经济效益 49万元。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明 覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。