6 射孔技术部分

硕士2004级 现代完井工程
射孔技术部分
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 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：
1、电缆输送套管枪射孔工艺（WIRE CASING GUN）
(1)常规电缆套管枪正压射孔 射孔液液柱压力大于地层流压 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 抽吸或气举诱喷。
射孔工艺选择要点 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。
2、射孔技术发展及特点分析 （1）电缆输送套管射孔 ——套管枪正压射孔 ——套管枪负压射孔 （2）电缆输送过油管射孔 ——电缆枪过油管负压射孔 ——电缆枪过油管张开式负压射孔
（3）油管输送负压射孔 （4）油管输送射孔与地层测试联作 （5）油管输送射孔与压裂、酸化联作 （6）高压液体射流射孔
——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、 井斜小。 ——油管氮气加压、释放高压氮气、延迟引爆。 ——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、 剪断活塞销钉并带动点火拉杆上移、释放撞针引 爆。
——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800米以上厚 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 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 口，安全性好。井底口袋要长，存放落下的射孔 枪。
——钻井液产生污染带（FORMANTION DAMANGE） 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 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。 ——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 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2‰ 左右）。
——射孔枪身径与套管匹配符合合理间隙要求，避免穿 深损失过大 ——相位角选择视平面、交叉、螺旋布孔格式和地层与 井眼轨迹特性，可选60、90、120度 ——以API BEREA砂岩靶射孔评价结果、TCP与CFE乘积 最大为评判依据
电缆输送过油管射孔工艺（THROUGH TUBING PERFORATION） ——常规电缆过油管射孔 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 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。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 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 密与深穿透、厚油层多次下枪、无法多 次实现负压射孔。
——过油管张开式射孔 美国SCHLUMBERGER公司1992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 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100毫米。国内四川局可 生产全套装置。
超高压正压射孔工艺 美国ORGX能源公司1993年发明，保持正压差 下聚能高压（3-4万Mpa）和高速（2000米/秒） 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、 其三是射孔后注酸或注液氮可增产、也可注树脂 进行固砂。
油管输送射孔联作工艺 ——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 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 序。
——油管输送射孔与酸化、压裂联作 适用于气井（四川、长庆），完井下一趟组合 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 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 阀、配备特殊空心套筒的逆流射流泵组成。
——射孔参数不当 孔密、孔深、ห้องสมุดไป่ตู้径、布孔相位角不合理，造 成射孔表皮系数增大。
4、保护油层的射孔技术 （1）采用合理负压差 ——保持1200psi左右负压差，瞬时回波冲洗 ——生产过程中保持合理压差 ——根据生产动态，合理计算负压差
（2）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 ——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 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 重和大环隙及双层套管，适合于深穿透，可采取小枪装大弹
低成本、工艺简单、高孔密、 深穿透；
射孔液固相与液相对产层伤害；
要求优质射孔液。
常规电缆套管枪负压射孔 降低射孔液液柱压力， 使其低于地层流压力、建立 负压差后下枪开井射孔，适 合低压、超低压油气藏。具 有负压清洗和穿透较深双重 优点，对于需多次下枪的大 厚度油气层，不能保证以后 的负压射孔。
油管输送射孔工艺 （TUBING CORE PERFORATION）
3、油气层损害对射孔作业影响 （1）损害严重性 视损害程度大小，产能仅能达到无污染时的20-30%。 （2）损害原因 ——射孔产生压实带（CRUSHED OR COMPACTED ZONE） 爆炸产生高温、高压冲击波，造成孔眼壁面压实， 厚度可达1厘米以上，改变产层岩石孔隙度和渗透率，增 大流体出流阻力，降低产能比。
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 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， 产层为7英寸套管固井，最大井深5060米，井斜 角85度，水平段长907米，总射孔长度848米， TCP串联枪身外径117毫米，单枪长度4。57米， 扶正器保持枪身居中，孔密为13孔/米，总装弹 11000发，氮气加压延迟引爆射孔。
射孔弹方位角可分360、180、120三种，全 角度适用于坚硬地层，稠油和疏松地层可正对下 井壁射孔。
高压及喷砂射孔工艺 ——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 边射，孔径14-25毫米，最大射深可达3米。 ——水力喷砂射孔 高压流体内含约百分之五浓度砂粒，射穿套 管，射开地层。
——油管接射孔枪下至油层， 油管与射孔枪之间连接压差 式封隔器、带孔短节、引爆 系统，隔绝环空压力、油管 内造成负压，采用压力、压 差、地面投棒、电缆湿式接 头引爆方式，一次完成射孔。
——深度校正采用放射性测 井方法、定位短节内放置放 射性同位素，校深仪器下至 定位短节以上约100米，下 测一条带磁性定位的放射性 曲线，超过定位短节约15米， 两条曲线对比换算短节井深， 井口油管短节调节深度。