射孔技术部分

1、硕士硕士2002004 4级级 现代完井工程现代完井工程射孔技术部分射孔技术部分 以套管作为人工井壁，通过炮眼建立油以套管作为人工井壁，通过炮眼建立油气流进入井筒流道的完井方法。有助于选择气流进入井筒流道的完井方法。有助于选择性开采和分层增产改造，提高单井采收率。性开采和分层增产改造，提高单井采收率。一、射孔作业工艺方法：一、射孔作业工艺方法：1 1、电缆输送套管枪射孔工艺（、电缆输送套管枪射孔工艺（WIRE WIRE CASING GUNCASING GUN）(1)(1)常规电缆套管枪正压射孔常规电缆套管枪正压射孔 射孔液液柱压力大于地层流压射孔液液柱压力大于地层流压力、电缆悬吊射孔枪、开井

2、射孔、力、电缆悬吊射孔枪、开井射孔、取出射孔枪、下油管装井口、替喷取出射孔枪、下油管装井口、替喷抽吸或气举诱喷。抽吸或气举诱喷。 低成本、工艺简单、高孔密、低成本、工艺简单、高孔密、深穿透；深穿透； 射孔液固相与液相对产层伤害；射孔液固相与液相对产层伤害； 要求优质射孔液。要求优质射孔液。常规电缆套管枪负压射孔常规电缆套管枪负压射孔 降低射孔液液柱压力，降低射孔液液柱压力，使其低于地层流压力、建立使其低于地层流压力、建立负压差后下枪开井射孔，适负压差后下枪开井射孔，适合低压、超低压油气藏。具合低压、超低压油气藏。具有负压清洗和穿透较深双重有负压清洗和穿透较深双重优点，对于需多次下枪的大优点，对

3、于需多次下枪的大厚度油气层，不能保证以后厚度油气层，不能保证以后的负压射孔。的负压射孔。油管输送射孔工艺油管输送射孔工艺（TUBING CORE TUBING CORE PERFORATIONPERFORATION）油管接射孔枪下至油层，油管接射孔枪下至油层，油管与射孔枪之间连接压差油管与射孔枪之间连接压差式封隔器、带孔短节、引爆式封隔器、带孔短节、引爆系统，隔绝环空压力、油管系统，隔绝环空压力、油管内造成负压，采用压力、压内造成负压，采用压力、压差、地面投棒、电缆湿式接差、地面投棒、电缆湿式接头引爆方式，一次完成射孔。头引爆方式，一次完成射孔。深度校正采用放射性测深度校正采用放射性测井方法、

4、定位短节内放置放井方法、定位短节内放置放射性同位素，校深仪器下至射性同位素，校深仪器下至定位短节以上约定位短节以上约100100米，下米，下测一条带磁性定位的放射性测一条带磁性定位的放射性曲线，超过定位短节约曲线，超过定位短节约1515米，米，两条曲线对比换算短节井深，两条曲线对比换算短节井深，井口油管短节调节深度。井口油管短节调节深度。重力式投棒、滚轮式投棒、串联式投棒撞击重力式投棒、滚轮式投棒、串联式投棒撞击枪头引爆器引爆。要求油管通径、油管不弯曲、枪头引爆器引爆。要求油管通径、油管不弯曲、井斜小。井斜小。油管氮气加压、释放高压氮气、延迟引爆。油管氮气加压、释放高压氮气、延迟引爆。环空加压

5、、封隔器转换装置与水力旁通将油环空加压、封隔器转换装置与水力旁通将油管与环空分为两个压力系统、环空加压形成压差、管与环空分为两个压力系统、环空加压形成压差、剪断活塞销钉并带动点火拉杆上移、释放撞针引剪断活塞销钉并带动点火拉杆上移、释放撞针引爆。爆。油管输送射孔具有高孔密、深穿透、高负压油管输送射孔具有高孔密、深穿透、高负压特点，可减小射孔损害、一次完成特点，可减小射孔损害、一次完成800800米以上厚米以上厚度油层的射孔。适合斜井、水平井、稠油井、高度油层的射孔。适合斜井、水平井、稠油井、高压井和气井射孔，射孔后即可投入生产、便于测压井和气井射孔，射孔后即可投入生产、便于测试、酸化、压裂与射孔

6、联作，减少压井和起下管试、酸化、压裂与射孔联作，减少压井和起下管柱、油层损害和作业费用，工艺要求予先装好井柱、油层损害和作业费用，工艺要求予先装好井口，安全性好。井底口袋要长，存放落下的射孔口，安全性好。井底口袋要长，存放落下的射孔枪。枪。油管输送射孔联作工艺油管输送射孔联作工艺管输送与测试联作管输送与测试联作 适用于自喷井，利用油管接好单封隔器和射适用于自喷井，利用油管接好单封隔器和射孔工具组合，下至待射孔和测试井段、校深并座孔工具组合，下至待射孔和测试井段、校深并座封封隔器，打开测试阀、引爆射孔后转入测试程封封隔器，打开测试阀、引爆射孔后转入测试程序。序。油管输送射孔与酸化、压裂联作油管输

7、送射孔与酸化、压裂联作 适用于气井（四川、长庆），完井下一趟组合适用于气井（四川、长庆），完井下一趟组合管柱，依次完成射孔、测试、酸化、压裂、试井等。管柱，依次完成射孔、测试、酸化、压裂、试井等。自喷井油管输送射孔与测试联作自喷井油管输送射孔与测试联作 由美国马拉松石油公司研制，工作管柱包括射由美国马拉松石油公司研制，工作管柱包括射孔枪、封隔器、负压阀、自动压力计工作筒、固定孔枪、封隔器、负压阀、自动压力计工作筒、固定阀、配备特殊空心套筒的逆流射流泵组成。阀、配备特殊空心套筒的逆流射流泵组成。电缆输送过油管射孔工艺（电缆输送过油管射孔工艺（THROUGH THROUGH TUBING PERF

8、ORATIONTUBING PERFORATION）常规电缆过油管射孔常规电缆过油管射孔 将油管下至油层顶部，装好采油树将油管下至油层顶部，装好采油树和防喷管，射孔枪与电缆接头装入防喷和防喷管，射孔枪与电缆接头装入防喷管，通过井口采油树清腊闸门下入电缆，管，通过井口采油树清腊闸门下入电缆，射孔枪穿过油管鞋，校深后在短套管处射孔枪穿过油管鞋，校深后在短套管处射孔。具有减少损害、负压射孔优点，射孔。具有减少损害、负压射孔优点，适合不停产补孔和打开新层位。缺点是适合不停产补孔和打开新层位。缺点是射孔枪直径小、受防喷管限制下枪长度射孔枪直径小、受防喷管限制下枪长度有限、与套管间隙过大、无法实现高孔有限

9、、与套管间隙过大、无法实现高孔密与深穿透、厚油层多次下枪、无法多密与深穿透、厚油层多次下枪、无法多次实现负压射孔。次实现负压射孔。过油管张开式射孔过油管张开式射孔 美国美国SCHLUMBERGERSCHLUMBERGER公司公司19921992年发明，特殊装年发明，特殊装置是射孔枪上的控制头。可使射孔弹绕枪身旋转置是射孔枪上的控制头。可使射孔弹绕枪身旋转张开并与套管垂直，可加大射孔弹药量、减小与张开并与套管垂直，可加大射孔弹药量、减小与套管的间隙，孔深大于套管的间隙，孔深大于100100毫米。国内四川局可毫米。国内四川局可生产全套装置。生产全套装置。超高压正压射孔工艺超高压正压射孔工艺 美国美

10、国ORGXORGX能源公司能源公司19931993年发明，保持正压差年发明，保持正压差下聚能高压（下聚能高压（3-43-4万万MpaMpa）和高速（）和高速（20002000米米/ /秒）秒）射流进行射孔。其一是较长时间的高压有利于孔射流进行射孔。其一是较长时间的高压有利于孔眼稳定、其二是有助于孔眼裂缝扩张和增大流道、眼稳定、其二是有助于孔眼裂缝扩张和增大流道、其三是射孔后注酸或注液氮可增产、也可注树脂其三是射孔后注酸或注液氮可增产、也可注树脂进行固砂。进行固砂。水平井射孔工艺水平井射孔工艺 在不易垮塌的水平井段一律采用压力引爆的在不易垮塌的水平井段一律采用压力引爆的油管输送射孔工艺。可防止气

11、、水锥进，便于分油管输送射孔工艺。可防止气、水锥进，便于分层开采和增产作业。例如荷兰北海水域某气井，层开采和增产作业。例如荷兰北海水域某气井，产层为产层为7 7英寸套管固井，最大井深英寸套管固井，最大井深50605060米，井斜米，井斜角角8585度，水平段长度，水平段长907907米，总射孔长度米，总射孔长度848848米，米，TCPTCP串联枪身外径串联枪身外径117117毫米，单枪长度毫米，单枪长度4 4。5757米，米，扶正器保持枪身居中，孔密为扶正器保持枪身居中，孔密为1313孔孔/ /米，总装弹米，总装弹1100011000发，氮气加压延迟引爆射孔。发，氮气加压延迟引爆射孔。 射孔

12、弹方位角可分射孔弹方位角可分360360、180180、120120三种，全三种，全角度适用于坚硬地层，稠油和疏松地层可正对下角度适用于坚硬地层，稠油和疏松地层可正对下井壁射孔。井壁射孔。高压及喷砂射孔工艺高压及喷砂射孔工艺高压液体射流射孔高压液体射流射孔 套管机械打孔，高压流体经喷嘴带软管边喷套管机械打孔，高压流体经喷嘴带软管边喷边射，孔径边射，孔径14-2514-25毫米，最大射深可达毫米，最大射深可达3 3米。米。水力喷砂射孔水力喷砂射孔 高压流体内含约百分之五浓度砂粒，射穿套高压流体内含约百分之五浓度砂粒，射穿套管，射开地层。管，射开地层。射孔工艺选择要点射孔工艺选择要点 油藏类型、流

13、体性质、地质特点、开发方案、油藏类型、流体性质、地质特点、开发方案、井眼轨迹、增产措施、修井要求、完井特点确定。井眼轨迹、增产措施、修井要求、完井特点确定。2 2、射孔技术发展及特点分析、射孔技术发展及特点分析（1 1）电缆输送套管射孔电缆输送套管射孔套管枪正压射孔套管枪正压射孔套管枪负压射孔套管枪负压射孔（2 2）电缆输送过油管射孔电缆输送过油管射孔电缆枪过油管负压射孔电缆枪过油管负压射孔电缆枪过油管张开式负压射孔电缆枪过油管张开式负压射孔（3 3）油管输送负压射孔）油管输送负压射孔（4 4）油管输送射孔与地层测试联作）油管输送射孔与地层测试联作（5 5）油管输送射孔与压裂、酸化联作）油管输

14、送射孔与压裂、酸化联作（6 6）高压液体射流射孔）高压液体射流射孔3 3、油气层损害对射孔作业影响、油气层损害对射孔作业影响（1 1）损害严重性损害严重性 视损害程度大小，产能仅能达到无污染时的视损害程度大小，产能仅能达到无污染时的20-30%20-30%。（2 2）损害原因损害原因射孔产生压实带（射孔产生压实带（CRUSHED OR COMPACTED ZONECRUSHED OR COMPACTED ZONE） 爆炸产生高温、高压冲击波，造成孔眼壁面压实，爆炸产生高温、高压冲击波，造成孔眼壁面压实，厚度可达厚度可达1 1厘米以上，改变产层岩石孔隙度和渗透率，增厘米以上，改变产层岩石孔隙度和

15、渗透率，增大流体出流阻力，降低产能比。大流体出流阻力，降低产能比。钻井液产生污染带（钻井液产生污染带（FORMANTION DAMANGEFORMANTION DAMANGE） 钻井液固相与液相侵入地层，水敏、酸敏、硷敏、钻井液固相与液相侵入地层，水敏、酸敏、硷敏、速敏、应力敏造成近井壁损害带，粘土膨胀和固相颗粒速敏、应力敏造成近井壁损害带，粘土膨胀和固相颗粒堵塞降低产层岩石原始渗透率和孔隙度，增大流体出流堵塞降低产层岩石原始渗透率和孔隙度，增大流体出流阻力，降低产能比。阻力，降低产能比。射孔压差不当射孔压差不当 正压差射孔，射孔液进入孔眼，使钻井未损害的区正压差射孔，射孔液进入孔眼，使钻井未

16、损害的区域也发生损害；产生压持效应，造成残渣滞留和堵孔；域也发生损害；产生压持效应，造成残渣滞留和堵孔；降低有效出流面积（孔眼面积仅占射孔油层表面积的降低有效出流面积（孔眼面积仅占射孔油层表面积的22左右）。左右）。射孔参数不当射孔参数不当 孔密、孔深、孔径、布孔相位角不合理，造孔密、孔深、孔径、布孔相位角不合理，造成射孔表皮系数增大。成射孔表皮系数增大。4 4、保护油层的射孔技术、保护油层的射孔技术（1 1）采用合理负压差）采用合理负压差保持保持1200psi1200psi左右负压差，瞬时回波冲洗左右负压差，瞬时回波冲洗生产过程中保持合理压差生产过程中保持合理压差根据生产动态，合理计算负压差根据生产动态，合理计算负压差（2 2）优选射孔参数（枪型、弹种、孔密、相位）优选射孔参数（枪型、弹种、孔密、相位）高孔密、深穿透，射孔器材上一对矛盾的合理处置高孔密、深穿透，射孔器材上一对矛盾的合理处置产能正比于孔密、出流压耗反比于孔密产能正比于孔密、出流压耗反比于孔密各向异性地层、水平裂缝发育地层、泥灰岩夹层适合于各向异性地层、水平裂缝发育地层、泥灰岩夹层适合于高孔密，可采取大枪装小弹高孔密，可采取大枪装小弹各向同性地层、天然垂直裂缝发育地层、钻井液污染严各向同性地层、天然垂直裂缝发育地层