射孔完井技术

耐压
定向方式
起爆方式
60
89
102
60.3
88.9
101.6
10.5
23
32
12
16
16
两相位、三相位、四相位
35Mpa
100Mpa
外定向
内/外定向
多级压力 起爆
压力起爆
全通径射孔枪
射孔后，枪串内不滞留任何固体残渣的射孔 枪称为全通径射孔枪。
常规的油管输送射孔施工工艺虽然解决了负 压射孔及防喷等一系列工程技术问题，但由于所 使用的射孔枪与普通射孔枪没有两样——射孔弹 爆炸后，由于弹壳及弹架等分解成几何形状极不 规则的金属碎片，这些碎片在射孔后一般卡在枪 管内部，造成枪串堵塞。因此，常规的油管输送 射孔施工工艺不能满足射孔后随即进行的压裂、 酸化及生产测井等要求，除非进行二次压井。但 随之而来的是因压井带来的二次污染的负面影响 。全通径射孔枪亦由此引出。
• 枪身耐压：
80 MPa
• 射孔器有效长度： 1 m，2 m，3 m，4 m
• 适用最小套管内径： 78 mm
• 射孔弹耐温：
180 ℃/24h
• 穿孔深度（API混凝土靶）： ＞350 mm
• 入孔孔径：
9 mm
• 最大孔密：
16 孔/m
• 射孔相位角：
90°
应用范围
可以取代73-5射孔器应用于双层套 管井、套管变形井、开窗侧钻井和小尾 管井等的射孔。
五项工程手段
◆ 爆炸松口 ◆ 油管切割 ◆ 套管/钻铤切割 ◆ 冲孔封串 ◆ 电缆桥塞
射孔孔道示意图
铅板/钢板穿孔图
射孔参数示意图
射孔弹性能检测
1、主要指标 穿深、孔径
2、检测标准 美国石油协会制定----“油井射
孔器检测规程” API RP—43版 API 19—B版
3、检 测 靶 （1）钢 靶
多级投棒起爆管柱结构
（三）投棒/压力双效起爆方式
目录
● 一米射孔弹 ● 高孔密射孔器 ● 68型射孔器 ● 水平井、开窗侧钻大斜度井射孔器 ● 全通径射孔器 ● 过油管张开式射孔器 ● 复合射孔技术 ● 高能气体压裂 ● 超正压射孔 ● 超负压射孔
一米射孔弹
一米射孔弹是迄今为止威力最大、穿深指 标最高的射孔弹。一米射孔弹穿深的提高不仅仅 是依靠装药量的增加，主要的贡献来源于每单位 炸药增加的功效。
补孔前
补孔后
增产效果
井号
作业 日期
日产(t/d)
液
油
含水 (%)
日产(t/d)
液
油
含水 (%)
(t/d)
液
油
新卫2-41 07.02 5.2
3.3 36.5
7.8
5.3
32.1
2.6
2.0
明侧250
06.0 5
4.9
0.2 95.9
4.6
2.3
50.0 -0.3
2.1
MN20
05.15 16.7 2.0 88.0 17.8
下图为各种射孔弹穿深对比示意：
一米射孔弹与普通射孔弹装枪后 的主要技术参数如下表： 弹型号 一米弹 127弹 102弹 89弹 枪型号 102＃ 127＃ 102＃ 89＃ 适用套管 5 ½″ 7″ 5 ½″ 5 ½″ 孔密（s/m） 16 16 16 16
相位（°） 90 90 90 90 穿深（mm） 856 724 619 481 孔径（mm） 12.2 12.0 11.6 8.8
研究表明：
当射孔枪与套管之间的间隙大于射孔 枪直径的30%时，射孔穿深将大大降低。
从上图可以看出，若60型射孔枪按 四相位布孔（实际情况正是如此），则 有两到三个相位的射孔弹穿深将受到严 重影响，远不及理想的水平。因此，射 孔效率非常低。这一点往往被业内人士 所忽视。
过油管张开式射孔枪因张开后的外 径达到100mm以上，在射孔穿深指标提 高的同时，张开式设计事实上还起到了 射孔枪扶正器的作用，使射孔枪与套管 的间隙处于比较理想的位置，射孔综合 效率得到大大提高。
● 在胶结不好的地层中，使用小直径射
孔枪，水平低边定向射孔，射孔弹自动射向 水平下方，以防地层出砂造成的枪身被卡。
相位分布如下图：
（两相位）
（三相位）
（四相位）
● 特殊设计的地面分析记录仪器，可检 测射孔枪发射情况，确保射孔成功率。
性能参数：
枪型号
枪外径 （mm） 药量（g）
孔密 （s/m）
相位
技术关键：
● 射孔枪如何进入和起出几百米长 的水平井段； ● 射孔枪可靠起爆； ● 射孔相位选择，即如何实现自动 定向射孔。
解决办法：
● 采用油管输送射孔施工工艺。 ● 采用压力起爆方式及性能可靠的传爆装 置。 ● 在胶结好的地层中，使用大直径射孔枪， 360度圆周射孔。
相位分布如下图：
（六相位） （四相位）
两大发展方向
→ 优化产层性能
射
孔
◆ 高孔密射孔
◆ 深穿透射孔
优 化 设
◆ 气体压裂 ◆ 自控式负压射孔
◆ 复合射孔 ◆ 超正压射孔
计
→ 满足工程需要
◆ 射孔测试联作 ◆ 43型无枪身 ◆ 68型有枪身射孔 ◆电缆防喷射孔
◆ 封串、冲孔 ◆ 54型无枪身射孔 ◆ 全通径射孔 ◆ 选发射孔
射孔参数重要性排序
高孔密射孔枪决不是射孔弹数量的简单 叠加。从射孔弹爆轰的角度讲，它解决了射孔 弹爆炸时的弹间干扰问题，是射孔技术进步的 具体体现。
采用高孔密射孔枪射孔的意义 主要体现在以下几方面：
● 如果钻井过程中避免了地层损害或地层 损害较小，提高射孔孔密就可以极大地弥补孔 深不足造成的油气井生产能力的下降。
由于提高孔眼深度意谓着需要增加射孔 弹的装药量，而装药量的增加又需要增加射孔 枪的尺寸。显然，因受到实际井眼尺寸的限制 ，装药量的增加是十分有限。因此，在有限的 井眼尺寸条件下，高孔密射孔枪是提高射孔流 动效率、确保射孔质量的另一有效手段。
过油管张开式射孔枪
应用张开式射孔枪进行过油管射孔既具有常 规过油管射孔所独有的不压井不停产射孔施工的 优点，又能达到套管射孔枪同等的射孔效率。
过油管张开式射孔枪的结构见如下图：
间隙对穿深的影响
常规的60型过油管射孔枪不仅射孔穿深 低，过小的外径尺寸也是影响射孔穿深的另 一重要因素。因为在射孔时，射孔枪总是贴 在套管一侧，另一侧形成的过大间隙将严重 影响射孔穿深。以60型射孔枪为例，其在51/2套管中的间隙见下图：
3.6
79.8
1.1
1.6
NM2-40
06.02 3.3
3.0
9.1
8.9
8.6
3.4
5.6
5.6
WMC1-2
05.22 16.8 2.1 87.5 29.7
3.1
89.6 12.9
1.0
卫305-24 07.14 6.1
0.1
98.4 12.6
0.7
94.4
6.5
0.6
卫229-9
06.05 2.2
输送方式
电缆输送/油管输送。
高孔密射孔枪
一般将孔密超过20孔/m的射孔枪称为高 孔密射孔枪。
在5 ½′套管的井中，有两种规格的高 孔密射孔枪可供选用。技术指标如下表：
枪型号
102＃
102＃
枪外径（mm） 101.6
101.6
弹型号 孔密（s/m） 相位（°）
73弹 36
45/90
89弹 25
45/90
孔密与产能的关系见下图：
● 在渗透率各向异性及含有页岩夹层
的油气层中，孔密的增加对生产能力的提 高十分有利，其影响甚至超过射孔穿深。 影响程度如下图所示：
● 对于裂缝型（尤其是水平裂缝）
油气储集层，提高射孔孔密有利于增 加射孔孔道与储集层内裂缝联通的机 率，缩小孔眼与裂缝间的平均距离。
水平井、开窗侧钻大斜度井射孔枪
土靶 (mm)
20020
测试 穿深 229 300 481 528 604 661 856 786
(mm)
适用套管 3″ 4″
5 ½″
7″
九种施工工艺
◆ 电缆射孔； ◆ 过油管射孔； ◆ 油管输送射孔； ◆ 超正压射孔； ◆ 自控式负压射孔； ◆ 油管输送射孔测试联作； ◆ 高能气体压裂； ◆ 复合射孔； ◆ 套管防喷射孔。
● 装配特殊设计的大药量射孔弹，达到套管射 孔枪同等的威力；
● 使用安全、可靠。 ● 避免环境污染。
性能参数：
45号钢 （2）水泥靶
砂：水泥：水＝4.75：2.25：
1 砂粒粒度范围：0.2mm~38mm
养护条件：4℃以上至少28天 抗压强度≥5000PSI（34.5MPa）
（3）贝利砂岩靶 平均密度： 2.3g/cm 平均抗压强度：6500psi
（45.7MPa）
射孔压实破碎带
负压流动对孔道的清洗
油管输送射孔
0.8 63.6
3.0
2.8
6.7
0.82.068型源自孔器为进一步提高小井眼射孔深度，测井公司 和有关单位联合，研制成功了68型小井眼射孔 器，经过室内及现场试验，各项指标均达到了 设计要求，其中射孔穿深指标达到73-5射孔器 指标，部分指标接近89型射孔器。
主要技术指标
• 枪身外径：
68 mm
射 孔 枪 与 管 柱 结 构
特点
● 射孔后即可直接投入生产； ● 实现负压射孔，减少射孔污染， 有效的保护油气层； ● 有效防止井喷，保护环境； ● 一次作业可射开几个相距较远的 产层； ● 适用于特殊井（水平井、大斜度 井）的射孔作业。
（一） 投棒起爆方式
多级投棒起爆器
解锁炸药 延期药