射孔介绍

4、储层岩石（污染带）
射孔就是在储层岩石中射出孔道。钻井的污染带厚 度在一米以上，严重污染的厚度范围在300～500毫米。
表皮效应：由于钻井、作业和增产措施，使井底附近
地层渗透率变差或变好，从而引起附加流动阻力的效应。
表皮系数 S：又叫井底阻力系数。是表示井的完善
程度的一个无量纲系数。
用完井半径rw与井的折算半径rc之比的自然对数表示。 即：
射无 孔电 枪缆
绳无 式枪 枪身 式
电缆射孔枪是 靠电缆或钢丝 绳送人井下的， 通过 电点火 击发。
是接在油管 柱上送入井 下的，一定 有枪身，也 称为油管传 输射孔枪。1来自有枪身式射孔枪（1）类型
按枪身 结构分 重复使用枪身 一次使用枪身
（2）应用
一次使用的枪身是在油管 传输射孔和过油管射孔时 使用的。
2、射孔残渣的污染
射孔时产生残渣，残渣包含有套 管钢材、水泥、地层岩石，残渣 呈碎屑状态存在。残渣随高速运 动的气流冲到岩石上，细小的颗 粒会进入地层的孔隙中堵塞孔隙， 使岩石孔隙度下降，造成污染。 射孔残渣在孔道中的堵塞称为杵 堵。
（4）枪身的作用：
一是射孔弹的载体，承受井筒 中的液压力，保护射孔弹不受损害， 保证射孔弹的击发。能吸收射孔时 射孔弹爆炸时的反作用力。 二是枪身可使射孔弹不与井筒中的液体 相接触，免受井筒液体的侵蚀。
2、无枪身式射孔器
（1）类型 （2）结构
可销毁式 不可销毁式
可销毁式射孔器是用链结强铝外 壳的射孔弹串联在一起，无弹架，无 枪身。射孔完将链结和射孔弹外壳丢 在井底。 不可销毁式无枪身式射孔器是一 个钢丝架，在架上固定射孔弹。
第三章 射孔工艺
射孔：就是根据开发方案的要求，采用专门的射孔工具射穿油气层部位
的套管、水泥环并深入油气层，形成井筒与油气层的连通孔道。大约占完 井总数的90%以上。
§3—1 射开储层的条件 一、射孔完井的井底结构
在套管上加一个长度为3～5m短套管。 位置在最上一层油层的顶界以上20～30m。 作用：在测井仪器上安装磁定位仪器， 可测出短套管接箍的位置，以此便可确定 油层的深度和射孔仪器在井中的精确位置。 井底结构：套管鞋距离井底1～3m范围 内，浮箍内的阻流环在油层底界下20米以 上（一般40—100米）。油层底界到套管 内阻流环以上这一段称为“口袋”，作用: 能容纳射孔枪的长度，便于沉砂。
(1) 高压油井，尤其是高压气井；
(2) 定向斜井，尤其是大斜度井和水平井； (3) 稠油井和特稠油井； (4) 油气层遭到较大伤害的井； (5) 带有双层套管的井； (6) 探井和分层试油的井； (7) 高压低渗透的井。
采用油管传输射孔时应注意的事项有：
（l）下油管柱时，深度一定要校正准确，对正射孔层。 （2）下油管柱时操作一定要平稳，防止猛刹或瞰油管。 （3）用电缆车校深之后，不要换车，防止深度误差。 （4）如果投棒起爆时，未能起爆，应及时捞出投棒，起出油管检查。 （5）做好准备后，下油管要快，防止井下温度对射孔弹的影响
（3）特点
用电缆送入井下，电击发射 孔弹射孔。钢丝架式射孔器可做 得很长，可用于长井段的射孔， 弹架固定射孔弹不受枪身限制， 射孔弹可用大威力的，弹径可大 一些。钢丝弹架有一定挠性，在 套管有弯曲和变形时容易通过。 射孔后可收回。
二、射孔弹
1、常用射孔弹 2、聚能射孔原理
将炸药点燃，形成高温高压气流，冲击 到套管壁上，将障碍物击穿。
当rw rc 1时，S值为零，说明是完善的； S ln rw rc 当rw rc 1时，S值为正，说明是不完善的； 当r r 1是，S 值为负，说明是超完善的。措施井。 w c
§3—2 射孔工具(射孔抢、射孔弹、辅助工具） 一、射孔枪
射孔枪 孔电 枪缆 射
管有 式枪 枪身 式
聚能射孔弹 子弹式射孔弹
3、聚能式射孔弹结构如图所示
炸药是射孔弹的能量来源。炸药以高能 的硝基火药为主，通常是TNT火药等，用高压 压成聚能的形状，装在金属药形罩内。金属 药形罩以铝、铅等金属制成。
射孔弹.AVI
4．聚能射孔过程：是由电发火雷管起爆，引燃起爆索和炸药包中
的高速助爆剂，最后主炸药起爆。由炸药产生的高压使金属穴熔化， 形成一股类似针状的高密度的细小金属粒子的高速喷流，其压力可达 到几万甚至几十万MPa，温度高达3000～5000℃，喷流速度达9000— 12000m／s。所以，它在穿透套管和水泥环后还能深深地射入地层。
(b) (c) (d)
油管传输射孔引爆方式：
重力引爆：在井口防喷盒内预先装有一圆柱金属棒，射孔时释放该棒，高速下
落的投棒撞击枪头的引爆器。必须保证油管通径畅通，不能有弯曲，井斜不能过大。
油管加压引爆：因油管内只有部分液柱，所以需用氮气作传压介质。为了保
证射孔瞬间的负压，必须将高压氮气在引爆前释放出井口。这就要求在加压氮气和 引爆射孔之间有一较长的缓冲时间以释放氮气，这称之为延迟引爆。
在127mm封隔器中或插 入178mm封隔器
同上
101．6
螺旋 每面三个孔
≥139.7mm套管
127
螺旋 螺旋 每面三个孔 螺旋 每面三个孔 螺旋 螺旋
≥178mm套管
139．7 152．4 190．5
≥194mm套管 同上 ≥254mm套管
二、射孔过程中的污染
井中的污染源：井筒流体、射孔残渣及工艺过程 1、液体的污染
二、射孔完井的适应性
射孔完井可适合于各种产层，射孔完井占完井总数的 90％以上。现代的射孔技术已可使各种复杂的储层与井眼 有很好的联通。除了在个别的储层，射孔完井已是最普遍， 最经济，最有效的完井方式。
射孔完井适用的地质条件
①有气顶、或有底水、或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件， 因而要求实施分隔层段的储层 ②各分层之间存在压力、岩性等差异，因而要求实施分层测试、 分层采油、分层注水、分层处理的储层。 ③要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层。 ④砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层
在正压射孔中， 井筒液体压力高于地层压力，孔道一形成，
井筒内的液体马上侵入到孔道中，侵入地层孔隙，对产层造 成污染。井筒液柱压力越高，污染越严重。
在负压射孔时， 孔道的形成是高速气流冲击而成，气流会
携带液体，使液体冲击到地层，仍会进入地层孔隙内，对产 层有污染。只是当地层流体冲出孔道时带走部分井筒内的液 体，使污染有所减轻。液体对孔道壁岩石的伤害，还与液体 的性质有关。在射孔的总伤害中占比例是比较小的。尤其是 在负压射孔中。
油管下部连有封隔器、带孔短节和引爆系 统．油管内只有部分液柱形成射孔负压。
油管输送射孔 与投产联作示 意图
（a)下管柱 （b）射孔 （c）循环洗井 （d）投产 1一生产油管； 2一生产密封总成； 3一盘式循环接头； 4一油管接箍； 5一重力引爆头与射孔 释放装置； 6一射孔枪； 7一生产封隔器； 8一导向接头； 9－投棒； 10一锤击； 11一引爆头
三、其他辅助工具
1．电缆：作用是除控制射孔枪之外还用来点火—击发射孔弹。 2．磁定位器：作用是测量套管接箍的位置，决定枪身所处的井深。当 测到套管柱上的短套管时，磁脉冲有明显显示，表明射孔层的具体位置。 3．电缆绞车：用作放送电缆。一般装在载重汽车上。
解释：聚能罩由拉制的铜合金或是由铜、铅、钨等金属粉
2、套管层
套管本体的厚度范围是6～18毫米，套管接箍处厚 度范围是15～30毫米。射孔时消耗在克服钢材障碍上的 能量要占总能量的相当大一部分。
3、水泥环
封固套管的水泥环厚度一般在30～80毫米，水泥石 的抗压强度范围在几十个兆帕之内。水泥石的渗透性较 低，是脆性体，在受猛烈的冲击时易开裂，对射孔是不 利的。
末压制而成。聚能效应：指利用装药一端有锥形或抛物线 性空穴来提高装药对空穴前方介质局部破坏作用的效应。 原理：当主炸药引爆后，主炸药产生的爆轰波到达聚能罩 罩面时，聚能罩由于受到爆轰波的剧烈压缩，迅速向轴线 运动，并在轴线上发生高速碰撞挤压，聚能罩内表面一部 分金属以非常高的速度向前运动，随爆轰波连续地向聚能 罩底部运动，从内表面连续挤出具有及高能量的金属流， 该金属流沿轴线方向对目标靶进行挤压穿孔。 根本原因：聚能（能量集中）。
到一定深度，使井底压力低于油藏压力建立负压差。 该方法主要用于低压油藏。特点：可使射孔孔眼得 到“瞬时”冲洗，形成完全清洁畅通的孔道；可避 免射孔液对油气层的损害；可免去诱导油流工序， 甚至也可免去解堵酸化投产工序。因此，它是一种 保护油气层、提高产能、降低成本的完井方式。
（二）电缆传输的过油管负压射孔 负压射孔：在井筒中的液柱压力低于产层压力时
油管传输射孔枪
枪身直径 （mm） 73 86 最大孔密（孔· -1 ） 相位角（°） m 18（6） 18（6） 12（4） 18（6） 36（12 ） 18（6） 36（12） 36（12） 36(12) 36( 12) 36(12) 36(12) 60 60 90 60 60 60 120 60 120 60 120 120 射孔排列类 型 螺旋 螺旋 应用范围
进行射孔的工艺。
射孔过程：
先把油管下到射孔层以上10～20m，装好井口， 关闭井口防喷器。通过防喷盒用电缆下入射孔枪。 当射孔枪穿出油管，关闭防喷盒。通过磁定位器准 确地将枪定位，在地面用电击发点火射孔。射孔抢 可用有枪身或无枪身的。有枪身用于压力高、渗透 性好、自喷能力强的产层。无枪身用于压力低、自 喷能力差的产层。 优点：减少产层的污染，射孔完起出射孔枪不需起出
§3—3 射孔抢射孔工艺 一、射孔工艺
（一）电缆输送套管枪射孔 1．电缆传输套管枪正压射孔
套管枪正压射孔：用高密度射孔液造成井
底压力高于地层压力建立正压差，在井口敞开 的情况下的射孔工艺。 优点：施工简单、成 本低、高孔密、深穿透；缺点：固相和液相侵 入储层导致 储层损害。特别要求优质的射孔液。