射孔工藝簡介和工藝發(fā)展要求

1、射孔工藝簡介和工藝發(fā)展要求綱要一、前言二、射孔工藝簡介三、射孔參數選擇四、典型井例五、作業(yè)監(jiān)督要點六、射孔工藝發(fā)展方向前言 射孔是石油勘探與開發(fā)系統(tǒng)工程中極其重要的一項技術，射孔完井是目前國內外使用最廣泛的完井方法。射孔技術是指將射孔專用儀器設備輸送至井下預定深度，對準目的層引爆射孔器，聚能射孔彈被導爆索引爆后，爆轟波以7000-8000米/秒向前傳播，產生高溫、高壓沖擊波，從而穿透套管、水泥環(huán)進入地層，形成一個孔道，構成目的層至套管內連通的一項技術。 前言 油井射孔是油田重要的挖潛增油手段。勝利采油廠射孔的油井分布在補孔及新投兩個部分。目前每年射孔的井次在800左右，油藏性質差異大，有高壓油

2、氣藏、稠油油藏、出砂油藏、低滲油藏、非主力中低滲油藏、老區(qū)調整。隨著開發(fā)難度的加大，我們對射孔的要求不僅僅是溝通地層，而是如何對地層穿得更深，對產層傷害最小，完善系數最高。以油藏性質優(yōu)選射孔工藝，確定合理的射孔參數顯得尤為重要，其可以更好地使油流通道暢通，減少井液的流動阻力，為提高其開發(fā)效果提供有力的技術支持。 二、射孔工藝簡介輸送方式電纜輸送射孔油管輸送射孔有槍身射孔無槍身射孔二、射孔工藝簡介穿孔原理聚能彈式射孔水力噴射射孔機械割縫射孔雙復射孔射孔井溫常溫射孔高溫射孔超高溫射孔1631、電纜輸送射孔 電纜輸送套管槍射孔按采用的射孔壓差可分為套管槍正壓射孔和套管槍負壓射孔 套管槍正壓射孔是指射

3、孔前井底壓力高于地層壓力，在井口敞開的情況下，利用電纜下入套管射孔槍后，通過接在電纜上的磁性定位器測出定位套管接箍對比曲線，調整下槍深度對準層位，在正壓差下對油氣層的部位射孔，取出槍后，選擇工藝生產。該方法具有施工簡單、成本低、深穿透、高孔密等特點。 1、電纜輸送射孔 套管槍負壓射孔與套管槍正壓射孔基本相同，只是射孔前將井筒內的液面降低到一定的深度，使井底壓力低于油層壓力，建立適當的負壓差實施射孔。此方法具有負壓清洗和深穿透的特點 2、油管輸送射孔 利用油管將射孔槍下到油層部位射孔。油管下部連有壓差式封隔器、帶孔短節(jié)和引爆系統(tǒng)，油管內只有部分液柱形成負壓，通過地面投球引爆、壓力或壓差式引爆等各

4、種方式射開油層。該方法具有高孔密、深穿透、負壓值高，易于解除射孔對儲層的傷害。 3、聚能彈式射孔 聚能彈式射孔是利用聚能效應進行射孔的。聚能效應是指利用裝藥一端有錐形或拋物線型空穴來提高裝藥對空穴前方介質局部破壞作用的效應。當雷管將主炸藥引爆后，主炸藥產生的爆轟波扎到達藥罩罩面時，受到炮轟波的劇烈壓縮，迅速向軸線運動，并在軸線發(fā)生高速擠壓藥罩內的一部分金屬以非常高的速度擠出具有高能量的金屬流，對目標位置進行擠壓穿孔。 復式槍由外槍和內槍構成。射孔槍在下井過程中，外槍承受井液的靜壓，在射孔時外槍還要承受環(huán)空內產生的瞬間沖擊力。內槍主要承受射孔彈爆炸沖擊波產生的壓應力和拉應力，還要承受爆生氣體的膨

5、脹壓力。外槍復式彈盲孔內槍雙復射孔器4、雙復射孔雙復射孔器結構外槍復式彈盲孔內槍1、復式槍的特點： 雙層結構 外槍減薄，承受外壓 內槍加厚，承受內壓，保護外槍 小直徑薄盲孔，減小射流能耗， 增加穿深,加速能量釋放 外槍不開泄壓孔，充分利用槍內能量 擴大射孔槍外徑，減小套管與槍體間隙，對炮眼的壓力增大。4、雙復射孔導爆索截錐裝藥肩臺式裝藥 射孔彈的爆炸沖擊波引爆截錐裝藥，同時引燃隨進火藥。截錐裝藥的聚能效應使得隨進火藥向軸線集中并加速運動，實現了能量的集束釋放（我們認為當燃速控制適當時進入孔道的可能不僅是高壓氣體，同時還有燃燒過程中的火藥顆粒，實現火藥在孔道內的燃燒）。這種結構具有以下幾個特點：

6、增效藥雙復彈結構示意圖4、雙復射孔雙復射孔彈示意圖射孔彈采用肩臺式裝藥結構，擴大 孔徑、孔容；增效火藥與射孔彈同軸裝藥， 高壓燃氣直對炮眼集束釋放； 提高火藥的燃速，增大燃氣壓力；內槍全封閉，外槍不設置泄壓孔， 火藥燃氣與射孔彈剩余能量給炮眼 同時加載。導爆索肩臺式裝藥截錐裝藥增效藥4、雙復射孔5、射孔器材 是指射孔施工中承載射孔彈的密封承壓發(fā)射體，一般有槍身、槍頭、槍尾和密封件組成 射孔槍的規(guī)格型號一般以射孔槍的外徑來命名。51型、60型、63型、 68型、 73型、89型、102型、108型、 114型、127型、140型等。射孔槍5、射孔器材 聚能射孔彈由彈殼、聚能藥罩、炸藥和導爆索組成

7、。它的尺寸受槍身內部直徑或彈殼尺寸以及槍身或套管允許變形的尺寸限制 射孔彈的規(guī)格型號有51、60、63、 68、 73、89、102、108、 114、127、140等。射孔彈DP 38 RDX-46-89深穿透口徑黑索金射孔彈外徑適合裝槍5、射孔器材5、射孔器材側鉆井射孔技術6、射孔技術特點： 深穿透、低傷害，高 能效 性能穩(wěn)定可靠 采用最新的工藝設計槍身外徑（mm）孔密裝藥量（g）水泥靶穿深（mm）鋼靶穿深（mm）鋼靶入孔（mm）耐溫 （）耐壓 （MPa）63201540010210150105 大孔徑、高孔密射孔技術配合礫石充填工藝，達到防砂目的。大孔徑的目的就是要產生盡可能大的射孔孔眼

8、來增加油氣往井筒內的流入，孔眼越大流動的截面積越大，油氣流入井筒受到的阻力越小。同樣，礫石充填時受到的阻力也越小，配合適當粘度的攜砂液，可以更有效地通過射孔孔眼充填礫石。防砂射孔技術普通射孔孔眼大孔徑、高孔密射孔孔眼114大孔徑技術指標mm射孔槍外徑：114mm相位：45/135孔密：40孔/米mm耐溫：180/2h耐壓：100MPa主要技術規(guī)格及指標102大孔徑技術指標mm射孔槍外徑：102mm相位：45/135孔密：24孔/米mm耐溫：180/2h耐壓：100MPa名稱藥量（g）孔密孔/米耐溫 耐壓Mpa水泥靶穿深(mm)鋼靶穿深(mm)水泥靶入口孔徑(mm)鋼靶入口孔徑(mm)102大孔

9、徑23241801002006520.818114大孔徑23401801002006520.818140大孔徑3940180100260802320 該技術采用管柱（油管）輸送方式，將射孔器輸送到目的層，然后利用已校正的固放磁測井管柱，準確校正射孔深度后用加壓方式引爆射孔槍。水平井射孔分為定向和非定向射孔：定向射孔是防砂完井的射孔方法。它采用了三定向即射孔彈與射孔槍的定向、射孔槍與射孔槍的定向、射孔槍在水平井段的定向。其原理是重心自動平衡原理，槍身的頂端裝有活絡接頭和方向檢測裝置，保證了射孔的定向精度。它又分為外定向和內定向兩種工藝，射孔孔眼方位角度與套管，槍身大小有關，可以根據要求設定為45

10、度、60度等。水平井射孔技術水平井外定向射孔技術水平井內定向射孔技術綱要一、前言二、射孔工藝簡介三、射孔參數選擇四、典型井例五、作業(yè)監(jiān)督要點六、射孔工藝發(fā)展方向1、射孔原理分析射流破甲可分為3個階段1、開坑階段，即開始階段。射流頭部碰擊靜止的靶板，產生百萬大氣壓的壓力從碰撞點響靶板和射流中分別傳入沖擊波，靶板自由界面崩裂 2 、準定常階段:射流在靶板中建立三高區(qū)（高溫高壓高應變率），此后對靶板穿孔，此階段能量變化緩慢，破甲參數變化不大，孔直徑變化不大穿孔深度絕大部分屬于此階段3、3、終止階段：射流速度降低，靶板強度的作用越來越明顯，后射流推不開前面已經釋放能量的殘渣，擴孔能力，直至射流破甲終止

11、。 射孔參數是指：孔深、孔密、相位、孔徑等參數 。1、射孔槍、射孔彈的選擇 2、射孔液的選擇 3、射孔方式的選擇4、負壓值的選擇 5、孔密的選擇 6、相位角的選擇 1、射孔槍、射孔彈的選擇槍與套管的匹配問題 大量的研究及現場實踐證明當射孔槍與套管的間隙為1/3-1/2in(8mm-12mm)時，射孔彈不但能發(fā)揮出其最大穿深，并且孔眼呈均勻徑向分布， 而且槍與套管都留有空間，槍徑偏小，可以避免槍徑脹大給施工帶來不安全。因此不同尺寸的套管要選擇不同尺寸的射孔槍間隙。 選用大套管、小直徑射孔器射孔后孔眼在套管上的分布示意圖 1、槍與套管間隙合理，孔眼在套管上呈均勻分布,減少射流的界面效應和射流能量損

12、失。 2、射孔不能削弱套管抗擠壓強度 ，保證套管安全。槍與套管的匹配問題1、射孔槍、射孔彈的選擇 射孔彈是影響射孔的主體，射孔槍是射孔彈的載體。我們在射孔彈的選擇上一、緊密結合地層性質，充分考慮到不同的地層滲流矛盾不同，對射孔的要求不同；二、理想的穿深、孔徑的大小都直接受槍體的影響。射孔彈的選擇1、射孔槍、射孔彈的選擇 射孔彈的尺寸受槍身內部直徑或彈殼尺寸以及槍身或套管允許變形的尺寸限制，每一種射孔彈都有確定的穿孔性能，穿孔效果如何又決定于彈與靶之間的介質阻礙和損失情況。槍是射流首先穿過的介質,所以不論什么類型的射孔彈，穿孔深淺、孔徑的大小都直接受槍體的影響，其影響主要因素是槍內炸高影響。穿深

13、影響因素槍與彈的匹配問題幾種彈在不同炸高下的穿深對比 如：102彈在40mm炸高時鋼靶上的平均穿深為169mm。102彈在102槍內的實際炸高只有17mmmm，mm，下降21.5%。102彈打鋼靶結構示意圖聚能射孔彈打靶時，射孔彈大端面與靶之間應有一個合適的間隙（炸高）才能獲得最好的穿深效果，改變這個間隙將影響聚能射孔彈的穿深。槍內炸高對射孔彈穿深的影響彈在不同炸高下打鋼靶穿深剖示幾種彈在不同炸高下的穿深對比小槍大彈提高穿深不顯著井下巖層破碎的壓實帶壓實的巖層紋理裂縫射孔孔眼碎屑孔眼越大滲透率損失越大A=L*H=2DH序號井號設計日期槍型彈型輸送方式孔密層位泵沖程沖次液油液面泵深泵效備注1T7

14、62 04.6.16102127油管 1613 S四44539.66.9204523002921-1-75 04.7.067389電纜 16S=25-33445.53.528.69.9563160067.8間歇出油32-3-104 04.9.27102114電纜 24D三51-S111螺30.510012944T761 05.3.24 89127電纜16S=42螺不供液5T21-P1 05.1.25102127油管 16S=81566216.113152616943862-3-219 05.5.17 102127油管 16D三51564.8315.51.51138150330.472-1-22

15、3 05.7.23102127電纜16S=71-72563.33.732.51.555213007583-10-283 05.7.06102127油管 16S=11565339.41747714057493-10-173 05.7.16102127電纜16S=35444.23.55.80.417971798.11810T713 05.9.17102127電纜16S=115636.529.22.1217110142.3113-3-93 05.7.287389油管 16D=1+2563536.42.1200130069122-0X66 05.8.267389油管 16S=24563.3432.37

16、.71615174216天酸化13N2-1806.8.2589127油管16D三52開井不出1、炸高對射孔穿深的影響明顯，在射孔槍有限的空間內，創(chuàng)造一個較好的炸高環(huán)境。2、射孔槍內最大的炸高不超過26mm，在此范圍內由于炸高的影響，射孔彈達不到理想的效果。通過改變射孔彈參數來實現槍內炸高條件下的最高穿深3、射孔槍、射孔彈的不合理匹配影響射孔效果。穿深影響因素地層影響因素 射孔器的選擇是根據地層性質來選擇的，有時是要犧牲部分特性，如果需要高孔密，可能就要降低穿深，因為增加孔密一般要選擇較小的射孔彈，如果需要增加穿深可能就需要減少孔密。中高滲砂巖油層疏松砂巖油藏低滲或鉆井污染較重的油層稠油油藏1、

17、射孔槍、射孔彈的選擇中高滲砂巖油層1、射孔槍、射孔彈的選擇疏松砂巖油層1、射孔槍、射孔彈的選擇低滲或污染砂巖油層1、射孔槍、射孔彈的選擇稠油油層 射孔施工中采用的工作液成為射孔液。對于沙一段、沙二段等高滲透油藏，相應區(qū)塊的油田凈化水能夠作為射孔液使用，但是對于低滲、出砂、稠油油藏，使用油田凈化水可能對油層造成傷害。一方面油田凈化水水質差，容易造成油層喉道堵塞，另一方面，油田凈化水與油藏配伍性差，容易造成粘土礦物水敏性膨脹堵塞滲流通道；外來流體與地層原油接觸，混合液體的粘度發(fā)生變化，都會影響地層流體的滲透性，2、射孔液選擇 Sky-1 具有很強的破乳降粘作用、同時兼有很好的防膨性能、與地層水配伍

18、性好、對地層無傷害。適用于稠油、出砂油層（T82、T11南等） 密度： 1.024 (g/cm3) 表面張力：（防膨率： （%） 100破乳率： （） 100 2、射孔液選擇 2、射孔液選擇Sky-2 防膨性能好、具有較強的抗沖砂能力、密度可調、與地層水配伍性好、對地層無傷害。適用于疏松易出砂油層（東營組）密度（表面張力(Nm/m)：40防膨率(%)：75抗沖砂能力：較強 2、射孔液選擇Sky-3 可有效的提高儲層的滲透性、具有防膨性能、與地層水配伍性好，對地層無傷害。適用于低滲小斷塊密度（表面張力(Nm/m)：39防膨率(%)：83腐蝕速率（g/m2.h）：0.9-1.78 2、射孔液選擇S

19、ky-4 密度可調、張力較低,射孔液易于反排、與地層水配伍性好對地層無傷害 。適用于滲透率低于300毫達西、泥質含量大于8%的非主力中低滲層 。 密度（g/cm3)：表面張力(Nm/m)：39 三、射孔方式的選擇 根據油藏和流體的特性、地層傷害狀況和油田生產條件，在滿足開發(fā)需求時，選擇有效、成本低廉的輸送方式 電纜輸送套管槍射孔 油管輸送射孔 原則 具有高孔密、深穿透、負壓值高，易于解除射孔對儲層的傷害；由于在井口預先裝好采油樹，故安全性能好。適用范圍側鉆井、水平井、防噴井、精確定位井。油管輸送射孔優(yōu)點 四、負壓值的選擇 負壓射孔是指井筒壓力小于儲層壓力，在負壓射孔瞬間，由于負壓差得存在，在地層產生一個反向回流，沖洗射孔孔眼，避免孔眼堵塞和射孔液對產層的損害。負壓差過大時，可能會造成地層微粒運移、堵塞喉道，并使疏松的地層出砂，從而產生更大的傷害，只有選