本發(fā)明屬于油氣井用聚能后效射孔技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種后效射孔用的粉末藥劑及其濕法制備方法。

背景技術(shù)：
早在十九世紀(jì)四十年代，火藥推進(jìn)劑技術(shù)就作為各種油氣田增產(chǎn)技術(shù)主要手段被人們開始研究，到上世紀(jì)七十年代，在大量試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，復(fù)合射孔及高能氣體壓裂技術(shù)日漸成熟，并在前蘇聯(lián)和美國得到了較為廣泛的應(yīng)用。復(fù)合射孔壓裂技術(shù)是在射孔彈引爆后，引燃置于射孔槍內(nèi)的火藥或火箭推進(jìn)劑，使其燃燒，并產(chǎn)生大量的高溫、高壓氣體，通過槍管及環(huán)套以高壓脈沖波形式?jīng)_擊壓開巖層，在地層產(chǎn)生多條徑向垂直裂縫，以提高地層滲透性，達(dá)到增加油井產(chǎn)量的目的。然而，火藥或推進(jìn)劑快速燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)饧按髣┝垦b藥量會嚴(yán)重傷害油井套管和射孔槍管，不但增加了施工成本和難度，更主要是的大大提高了施工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性，使得脹槍、炸槍、卡井等事故頻發(fā)。據(jù)非官方統(tǒng)計(jì)，每年在全世界范圍內(nèi)有大批措施改造井因使用這類復(fù)合裝藥，而出現(xiàn)井下事故。為此，使用者往往通過減少裝藥量，增加器材抗壓強(qiáng)度等方法來減少技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，但其作用效果又會大打折扣。這些問題都是復(fù)合類射孔及高能氣體壓裂技術(shù)無法回避而又很難解決的技術(shù)不安全因素?？v觀國內(nèi)外，復(fù)合火藥/推進(jìn)劑也是國內(nèi)外油氣井下作業(yè)進(jìn)行復(fù)合增效壓裂射孔的唯一火工藥品。這種藥品是以高氯酸銨、高氯酸鉀、黑索金或奧克托今等為主原料的高產(chǎn)氣藥劑，通過工藝改造，使得藥劑感度降低、耐溫性能有所增強(qiáng)，滿足一定條件下的工業(yè)使用要求。但隨著非常規(guī)油藏開發(fā)力度的不斷加大，井下施工環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，施工時間更長，器材技術(shù)指標(biāo)要求更加苛刻。因此，常規(guī)的這類火工藥品越來越不能勝任在這樣高溫，高壓，復(fù)雜管串結(jié)構(gòu)環(huán)境下的射孔增效作業(yè)，暴露出在復(fù)雜環(huán)境下藥品適應(yīng)性弱、性能不穩(wěn)定的弊端，其表現(xiàn)如裝藥槍內(nèi)提前爆燃，爆轟，易殉爆，能量釋放不理想，影響射孔穿深性能等一系列安全隱患與做功效果問題。此后，國內(nèi)出現(xiàn)一種雙復(fù)式射孔技術(shù)試圖改善這種局面，該技術(shù)是將火箭推進(jìn)劑放置于射孔彈口部，在射孔彈引爆后，以高溫點(diǎn)燃火箭推進(jìn)劑裝藥并希望隨之產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)饬髂軌蚋S著金屬射流進(jìn)入射孔孔道內(nèi)，通過高溫高壓燃?xì)鉀_刷孔道內(nèi)壁的作用，試圖達(dá)到解除射孔壓實(shí)帶的目的。然而過快的燃速性能及過高的能量釋放猛度，不僅沒有實(shí)現(xiàn)上述功能目的，反而由于口部形成的爆燃?xì)饬鞫逊e，導(dǎo)致射孔彈金屬射流受阻，結(jié)果，嚴(yán)重影響了射孔彈的穿孔性能和燃?xì)饬鞯淖饔眯Ч?。近幾年，國外提出了一種GOODHOLE射孔技術(shù)，又稱活性射孔或自清潔射孔，它通過采用一種活性藥形罩，可在射孔射流形成的過程中，實(shí)現(xiàn)二次能量釋放，希望達(dá)到清潔孔道，擴(kuò)大孔容的目的。但這種方法實(shí)際上只能在一定程度上平衡深穿透和大孔徑射孔技術(shù)的某些優(yōu)缺點(diǎn)，還未能綜合達(dá)到穿深長、孔徑大，壓實(shí)污染小的理想要求，其使用效果在行業(yè)內(nèi)還存在著廣泛爭議。后效射孔技術(shù)是在分析總結(jié)國內(nèi)外諸多復(fù)合壓裂射孔技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)上所存在的各種問題，為解決現(xiàn)存的各種技術(shù)弊端而研發(fā)的一種全新的綠色射孔技術(shù)。它是一種能量材料通過穩(wěn)態(tài)云霧擴(kuò)散及云霧爆轟，可真正實(shí)現(xiàn)在射孔孔道內(nèi)做功的一種具有里程碑意義的動態(tài)響應(yīng)式射孔技術(shù)。該技術(shù)的核心設(shè)計(jì)是在射孔彈前端加裝了一種聚能射孔后效體，它借助于射孔彈爆炸后產(chǎn)生的渦流場引力，將這些不同粒度的含能基團(tuán)粒子曳入到射孔孔道內(nèi)，然后，在射孔孔道內(nèi)，這些不同粒度的含能基團(tuán)粒子產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)云霧擴(kuò)散及云霧爆轟效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在射孔孔道內(nèi)的做功，它可有效地增加射孔有效穿深、擴(kuò)大射孔孔徑、解除孔道周邊壓實(shí)帶，恢復(fù)孔眼周圍的自然滲透能力，達(dá)到提高射孔效能的目的，實(shí)現(xiàn)油氣井產(chǎn)量提高。該技術(shù)的最大創(chuàng)新點(diǎn)就是摒棄了傳統(tǒng)使用的火藥或火箭推進(jìn)劑類材料，采用全新配方設(shè)計(jì)的非火炸藥基原的顆粒制劑，有效地實(shí)現(xiàn)了含能材料在射孔孔道內(nèi)的爆轟做功，這是實(shí)現(xiàn)后效射孔的可控做功模式的創(chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對后效射孔用顆粒制劑的技術(shù)需要，旨在發(fā)明一種制造工藝上易于實(shí)現(xiàn)，制造技術(shù)和質(zhì)量水平易于控制，生產(chǎn)制造過程安全，對環(huán)境無污染，性能優(yōu)越的一種油氣井射孔用后效體顆粒制劑及其制備方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種油氣井射孔用后效體顆粒制劑，它包括以下重量份數(shù)的原料制成：氧化劑25～75份，燃燒劑8～48份，燃燒調(diào)節(jié)劑2～7份，粘合劑1～12份，功能添加劑2～7份，溶劑10～50份；所述氧化劑包括：三氧化二鉻、硝酸鉀、硝酸鋇、氧化鐵、磷酸鋇、氧化銅，其中一種或一種以上的混合物；所述的燃燒劑包括：碳粉、鋁粉、硼粉、銀粉，其中的一種或者一種以上混合物；所述的燃燒調(diào)節(jié)劑包括：二氧化硅、三氧化二銻、膠體石墨、硅酸鎂，其中的一種或者一種以上混合物；所述的粘合劑包括：羥丙基纖維素、氟橡膠、聚異丁烯、醋酸纖維，其中的一種或者一種以上混合物；所述的功能添加劑包括：二氧化鈦、鉍粉、鉭粉、鎢粉、鉬粉、鈦粉，其中的一種或者一種以上混合物；所述的溶劑包括：甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、其中的一種或者一種以上混合物。油氣井射孔用后效體顆粒制劑的制備方法，采用直接物料混合和間接物料包覆混合法，即通過直接混合法將氧化劑、燃燒劑、功能添加劑和燃燒調(diào)節(jié)劑充分混合得到混合物料，再將溶劑和粘合劑加熱溶解，采用間接物料包覆法，以溶劑作為溶解液，混合物料加入溶解液中，加溫?cái)嚢?，使得物料和溶解液充分混合，達(dá)到微米級混合物包覆液，然后，抽真空驅(qū)除溶劑，再通過擠出機(jī)過篩造粒、形成大小均勻的顆粒制劑，經(jīng)烘干后得到產(chǎn)品。所述的直接物料混合是：采用氣旋式物料混料機(jī)加入氧化劑25～75份，燃燒劑8～48份，功能添加劑2～7份，燃燒調(diào)節(jié)劑3～6份，并充分混合30～60分鐘，得到混合物料；所述的加熱溶解是：先將溶劑12～50份加入反應(yīng)鍋中，加入粘合劑1～12份，控制溫度在50～60℃下，使其充分?jǐn)嚢枞芙獬蔀閺?fù)合溶解液；所述的間接物料包覆是：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40～50℃下，攪拌均勻60～120分鐘；所述抽真空是：在間接物料包覆的同時，抽真度為0.08～0.09MPa的環(huán)境下去除90％的溶劑；所述的擠出過篩是：是將去除部分溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過20目～40目篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；所述的干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到最終產(chǎn)品。本發(fā)明選用了鉀鹽，鋇鹽的氧化物作為氧化劑，粘結(jié)劑和燃燒調(diào)節(jié)劑作為能量密度調(diào)節(jié)劑，功能添加劑作為改性劑，選用活性較強(qiáng)的金屬和非金屬粉為燃燒劑以提高制劑的反應(yīng)效果。并采用直接和間接物料混合包覆法制備，即通過直接混合法將物料充分混合，采用間接物料包覆法，以溶劑作為溶解液，加溫?cái)嚢?，使其物料和溶解液充分混合達(dá)到微米級混合物包覆液，同時抽真空驅(qū)除溶劑，再通過擠出機(jī)過篩造粒、干燥成型。該工藝降低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，工藝安全可靠，操作環(huán)境無污染，縮短了加工周期，提高了成品率及得率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：1、本顆粒制劑的設(shè)計(jì)架構(gòu)新穎，對射孔彈爆轟響應(yīng)不敏感，與復(fù)合火藥、火箭推進(jìn)劑類裝藥在敏感度方面有明顯的區(qū)別。該藥劑通過GJB772A-97方法601.1(撞擊感度測試試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn))及GJB772A-97方法602.1(摩擦感度測試試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試試驗(yàn)。其鑒定結(jié)果其撞擊感度為P＝0％，摩擦感度P＝0％。2、耐熱性能極佳。由于火藥或火箭推進(jìn)劑受溫度變化影響很大，耐熱性能差，在井下高溫環(huán)境條件下，性能下降明顯，甚至?xí)l(fā)生提前爆燃事故。本發(fā)明產(chǎn)品耐熱性能極佳，在井下環(huán)境溫度快速變化條件下，不會產(chǎn)生性能下降的問題，絕無發(fā)生提前爆燃事故之憂。該藥劑在200℃/200h(適用于絕大多數(shù)井下溫度和時間)試驗(yàn)狀態(tài)下，藥劑無異常，迅速取出與常溫射孔彈配套打靶試驗(yàn)后射孔性能與考溫前保持一致。3、產(chǎn)品流散性和工藝成型性能良好，使用安全性好，適用范圍寬，經(jīng)濟(jì)效益好。4、該方法制造的后效體顆粒制劑可以在射孔孔道內(nèi)形成霧化粒子云，被霧化的粒子云受到高溫、高壓作用，產(chǎn)生云霧爆轟效應(yīng)做功，直接爆破孔道周邊巖層，提高射孔孔道穿深，增大射孔孔道孔徑，破除射孔壓實(shí)帶。5、高安全性能—處在同一裝填系統(tǒng)的后效體裝藥，在射孔槍內(nèi)不與射孔彈同步作用，而是被延遲幾百微秒后待裝藥粒子曳入孔道內(nèi)再行爆炸做功，顯然，后效裝藥不會對射孔槍槍體和油氣井套管構(gòu)成潛在的威脅，因此，該裝藥能稱得上是最為安全的藥劑。6、試驗(yàn)效果好—地面鋼靶與水泥靶試驗(yàn)效果表明，后效體填裝本藥劑可提高射孔穿深5～19％，提高射孔孔徑8％～15％，射孔槍槍體孔眼處膨脹量不大于5mm,符合試驗(yàn)槍合格值規(guī)定范圍?，F(xiàn)場應(yīng)用數(shù)百井，試驗(yàn)結(jié)果證明：后效體裝填本藥劑，與不裝后效體的常規(guī)射孔對比。普遍增產(chǎn)達(dá)到的有效率70％以上，增產(chǎn)幅度達(dá)到了30％～300％。7、便于用戶配套選用。早先的雙復(fù)式射孔在射孔彈口部加裝的是澆鑄成型的，以火炸藥成分為主的能量藥盒。其穩(wěn)定性差，感度高，極易發(fā)生井下作業(yè)事故，而且，它更為重大的弊病是嚴(yán)重影響射孔穿深性能，這也是該發(fā)明至今不能得到大面積推廣應(yīng)用的主要原因。本發(fā)明的后效體裝藥則不同，一是不屬于火炸藥危險(xiǎn)品等級的裝藥，可走大眾運(yùn)輸渠道，提高了運(yùn)輸效率，大大縮短了運(yùn)輸周期，利于油田配套使用和規(guī)模化推廣。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的等效變換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1：1、配方(重量份數(shù))：氧化劑(三氧化二鉻)43份；燃燒劑(銀粉)45份；功能添加劑(二氧化鈦與鎢粉2:1混合物)5份；燃燒調(diào)節(jié)劑(三氧化二銻)2份；粘合劑(聚異丁烯)5份；溶劑(甲酸乙酯)30份；2、工藝步驟：2.1直接物料混合：使用氣旋式物料混料機(jī)，加入氧化劑43份，燃燒劑45份，功能添加劑5份，燃燒調(diào)節(jié)劑2份，混合物料30分鐘；2.2溶解：將溶劑30份加入反應(yīng)鍋中，加入粘結(jié)劑5份，控制溫度在60℃下，充分?jǐn)嚢枞芙?，使其成為?fù)合溶解液；2.3間接物料包覆：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40℃下，均勻攪拌60～120分鐘；2.4抽真空：在間接物料包覆的同時，抽真空驅(qū)除90％的溶劑；2.5擠出過篩：將部分已驅(qū)除溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；2.6干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到合格產(chǎn)品。實(shí)施例2：1、配方(重量份數(shù))：氧化劑(硝酸鉀與氧化鐵1:3混合物)60份；燃燒劑(碳粉)25份；功能添加劑(鉍粉和鉭粉1:1混合物)7份；燃燒調(diào)節(jié)劑(硅酸鎂)3份；粘合劑(氟橡膠)5份；溶劑(乙酸戊酯)47份；2、工藝步驟：2.1直接物料混合：使用氣旋式物料混料機(jī)，加入氧化劑60份，燃燒劑25份，功能添加劑7份，燃燒調(diào)節(jié)劑3份，混合物料30分鐘；2.2溶解：將溶劑47份加入反應(yīng)鍋中，加入粘結(jié)劑5份，控制溫度在60℃下，充分?jǐn)嚢枞芙?，使其成為?fù)合溶解液；2.3間接物料包覆：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40℃下，均勻攪拌60～120分鐘；2.4抽真空：在間接物料包覆的同時，抽真空驅(qū)除90％的溶劑；2.5擠出過篩：將部分已驅(qū)除溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；2.6干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到合格產(chǎn)品。實(shí)施例3：1、配方(重量份數(shù))：氧化劑(磷酸鋇與氧化銅5:6混合物)49份；燃燒劑(鋁粉與碳粉2:1混合物)38份；功能添加劑(鈦粉與鉬粉1:1混合物)5份；燃燒調(diào)節(jié)劑(膠體石墨)6份；粘合劑(羥丙基纖維素)2份；溶劑(甲酸乙酯)25份；2、工藝步驟：2.1直接物料混合：使用氣旋式物料混料機(jī)，加入氧化劑49份，燃燒劑38份，功能添加劑5份，燃燒調(diào)節(jié)劑6份，混合物料30分鐘；2.2溶解：將溶劑25份加入反應(yīng)鍋中，加入粘結(jié)劑2份，控制溫度在60℃下，充分?jǐn)嚢枞芙?，使其成為?fù)合溶解液；2.3間接物料包覆：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40℃下，均勻攪拌60～120分鐘；2.4抽真空：在間接物料包覆的同時，抽真空驅(qū)除90％的溶劑；2.5擠出過篩：將部分已驅(qū)除溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；2.6干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到合格產(chǎn)品。實(shí)施例4：1、配方(重量份數(shù))：氧化劑(硝酸鋇與三氧化二鉻1:2混合物)65份；燃燒劑(碳粉與硼粉10:1混合物)13份；功能添加劑(鎢粉與鉍粉1:2混合物)7份；燃燒調(diào)節(jié)劑(三氧化二銻)7份；粘合劑(醋酸纖維)8份；溶劑(乙酸乙酯)50份；2、工藝步驟：2.1直接物料混合：使用氣旋式物料混料機(jī)，加入氧化劑65份，燃燒劑13份，功能添加劑7份，燃燒調(diào)節(jié)劑7份，混合物料30分鐘；2.2溶解：將溶劑50份加入反應(yīng)鍋中，加入粘結(jié)劑8份，控制溫度在60℃下，充分?jǐn)嚢枞芙?，使其成為?fù)合溶解液；2.3間接物料包覆：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40℃下，均勻攪拌60～120分鐘；2.4抽真空：在間接物料包覆的同時，抽真空驅(qū)除90％的溶劑；2.5擠出過篩：將部分已驅(qū)除溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；2.6干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到合格產(chǎn)品。實(shí)施例5：1、配方(重量份數(shù))：氧化劑(硝酸鉀、三氧化二鉻、氧化鐵1:1:2混合物)60份；燃燒劑(碳粉、鋁粉、硼粉1:2:1混合物)25份；功能添加劑(鈦粉、鉭粉、鉬粉3:2:1混合物)7份；燃燒調(diào)節(jié)劑(二氧化硅與膠體石墨2:1混合物)3份；粘合劑(聚異丁烯)5份；溶劑(甲酸乙酯)47份；2、工藝步驟：2.1直接物料混合：使用氣旋式物料混料機(jī)，加入氧化劑60份，燃燒劑25份，功能添加劑7份，燃燒調(diào)節(jié)劑3份，混合物料30分鐘；2.2溶解：將溶劑47份加入反應(yīng)鍋中，加入粘結(jié)劑5份，控制溫度在60℃下，充分?jǐn)嚢枞芙?，使其成為?fù)合溶解液；2.3間接物料包覆：將混合物料勻速地加入到復(fù)合溶解液中，控制溫度在40℃下，均勻攪拌60～120分鐘；2.4抽真空：在間接物料包覆的同時，抽真空驅(qū)除90％的溶劑；2.5擠出過篩：將部分已驅(qū)除溶劑的包覆物料，通過擠出機(jī)震動過篩擠出，形成顆粒較均勻的顆粒制劑；2.6干燥：采用真空干燥機(jī)，將溫度控制在20～30℃狀態(tài)下烘干，至顆粒制劑呈現(xiàn)出不粘結(jié)狀態(tài)，即得到合格產(chǎn)品。應(yīng)用井例效果：A.新疆溫米采油區(qū)——為進(jìn)一步提高單井產(chǎn)能、提高區(qū)塊儲量動用程度，經(jīng)調(diào)研，特引入后效射孔技術(shù)，在相關(guān)區(qū)塊進(jìn)行推廣性應(yīng)用，取得了良好的射孔增效目的；其中紅胡新2井效果尤為明顯。該井位于溫米油田紅胡區(qū)塊，通過措施改造后，日產(chǎn)液量6.5t,含水1.6％，與相鄰胡204井筒同層位比日產(chǎn)液量增加近一倍。B.中海油田——平衡10井位于上海南匯東西方向的東海油氣田，已開采多年，為挖掘該區(qū)域油氣儲層潛力，采用后效射孔進(jìn)行工藝措施改造，該井位低孔低滲天然氣井，實(shí)施作業(yè)后，使得該區(qū)域低滲井不采取酸化、壓裂等增產(chǎn)措施的情況下第一次獲得油氣測試產(chǎn)量，日產(chǎn)氣10萬m3,大大超出地質(zhì)預(yù)期。C.大港油田——采油四廠的唐-2C井作為疑難井進(jìn)行了兩次射孔作業(yè)，仍未有所產(chǎn)出，并且射孔層位居水層僅有1米，采用后效射孔作業(yè)后，終于將該井打開，日產(chǎn)油10方，含水量較低，緊接著又進(jìn)行了十多井次的試驗(yàn)應(yīng)用，其綜合試油效果為：相同區(qū)塊、相同層位、試驗(yàn)射孔對比,增產(chǎn)效果顯著。D.塔里木事業(yè)部UDP后效射孔新技術(shù)在塔里木油田成功推廣應(yīng)用—該井射孔層段5320-5333.5米，分三層共11米、夾層2.5米。射孔后隨著井口采油樹的劇烈震動，油、套壓力快速上升，并穩(wěn)定在39MPa左右不降，實(shí)施點(diǎn)火放噴48小時后完井，其效果屬該區(qū)域首例，獲得甲方極大好評。