2013射孔技术

☆提高开采作业效率
定方位射孔
我国弱胶结易出砂油气田分布广泛，普遍采用传统的砾石充填防砂方 法，增加了完井费用，并限制了油井的产量。同样会遇到破裂压力高的地层， 常规射孔难以射孔地层。因此定方位射孔技术的优势越来越明显。 常规射孔 相位 射孔方位 定方位射孔
主要有0°、60°、90°、 一般采用180° 120°、180° 不确定性 最大水平主应力
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定方位射孔可以提供两排方位一致的射孔孔眼，这些孔眼容易互相连通，形成 更大规模的垂直裂缝，使这个裂缝与天然的宏观裂缝相垂直并连通，可以最大 限度的提高产能。
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定方位射孔
地层适用性—起裂压力较高油藏
进入油气田的开采后期，在压裂开采过程中易出现起裂压力高、生产 周期短等现象，有的储层甚至会出现起裂压力过高而无法实施压裂改 造。 借鉴前人的研究成果，井下井壁上的最小启动压力的方向就是最大主 应力的方向，因此如果把射孔的能量集中在最大主应力方位上进行射 孔作业，此时最易压开地层。
射孔枪外径、孔密、相位、耐压
一、外径(mm)：51、60、73、89、102、 114、 127、140、152、159等 二、孔密：10、13、16、20、24、26、36、40 三、相位数：3、4、8、16相位等 四、耐压级别：35、70、105、140、175MPa等
2、先进射孔技术介绍
可提供的产品规格和型号
DSQ76-16-90
DSQ89-16-90
DSQ102-16-90
DSQ114-16-90 DSQ127-16-90
DSQ178-16-90
三、效果预期
功效简介------油井增产、水井增注。
用于中低渗（渗透率0.1～100μ m2）致密油气层的射 孔完井、旧井补孔改造，增加延缝半径，提高射孔穿 深造缝效果，增加油气产量； 油水井压裂预处理措施：降低破裂压力； 注水井的降压增注，改善井周地层渗透性，调节地层 吸水剖面。 老井改造，穿透污染带，恢复单井产能或日注水量。
多脉冲复合射孔井下压力监测及效果分析 1、 多脉冲复合射孔井下压力监测曲线
井深： ２７６７.６m 射孔器型号：102 一级装药： 3.2Kg 射孔厚度：４.０m 装弹：６４发（16孔/米） 二级装药：4.8Kg
多级压力脉冲
射孔后的十几秒内，射孔层位的液柱 压力在17 ～25 MPa之间波动
3、射孔工程参数
超低渗油藏射孔压裂新思路
目前，随着超低渗透油藏的全面开发，赋予了定方位射孔技术
全新的内涵，发展为与最大主应力方向成一定夹角的定向射孔，实
现定向起裂，强制裂缝转向，形成 “S”型人工缝，扩大油藏泄流面 积。依据“定向立体射，分层体积压”的思路，进一步扩大了超低
渗油藏泄流体积，丰富了多缝压裂技术手段，定向射孔技术已成为
复合射孔作用效果
消除射孔压实带：高压气体连续冲击破碎射孔压实带， 产生径向短裂缝，提高地层有效渗透率； 消除近井带污染：径向多裂缝及高压气体冲刷，能有 效解除化学和机械杂质造成的近井带孔道堵塞； 对近井地带的酸洗: 火药燃烧后产生HCl，N2，CO2， H2O等,物质溶于水呈弱酸性，对地层有一定的酸洗能力； 高温高压气体的热效应: 产生高温高压气体能清除近 井地带的沥青质、胶质、蜡质堵塞，达到解堵的效果。
（设计射孔方案时必须了解的内容）
射孔参数优选
射孔参数主要是指穿深、孔径、孔密、相位、方位、
等。其中穿深和孔径直接由射孔弹的结构类型和所装药量决
定；是评价射孔弹性能的基础指标。而孔密、相位、方位、 布孔格式则是衡量射孔器性能的综合指标。 射孔参数的选择主要从地质的角度考虑
穿深
穿深是整个射孔过程中的前提指标。聚能射孔是靠聚能射流挤压成孔， 孔道周围存在着射孔压实带，使地层渗透率下降，而靠近孔眼端部的压实 最小，流体初始流动区域主要通过孔眼端部进入井筒，随着流体对孔眼的 冲洗作用，压实带的渗透率逐步改善，因此穿深越深，与原始地层沟通越 好，对于产能的建立越有利。
射孔发展过程
最早的完井方式是裸眼或者筛管完井，随着固井工艺的产 生，发展了射孔采油工艺。1920年-固井，1926年-子弹射孔研
究，1932年应用子弹式射孔，1946年研究聚能射孔弹。1952年
应用聚能射孔至今。1960年水力喷砂射孔（割缝）。 聚能射孔是靠聚能射流穿透射孔枪、套管、水泥环后，在 井筒与地层之间形成通道。
压实带
孔径
孔径是影响井筒渗流面积的重要参数之一
射孔技术培训
主讲人：冯国富
北方斯伦贝谢油田技术（西安）有限公司
培训内容
1、射孔基本原理与概况 2、先进射孔技术介绍（定向射孔复合射孔） 3、射孔器选择 4、射孔技术的最新发展及趋势 5、讨论、问答
1、基本原理与概况
射孔及其作用
利用机械、化学或者其它能量打开套管、水泥环和地 层，沟通油、气流通道的井下作业称为射孔。
射孔的最终目的是为产层与井筒之间建立可靠、有效
的通道，从而获得最大的产出效果。
射孔作为完井技术的主要环节，与油气井产能有着直接的关系。 常规聚能射孔是利用射孔弹爆轰形成的高速金属粒子流，形成 一个很高温度和压力的脉冲载荷（冲击波），撞击靶板（套管、 水泥环、岩石），将把其运动轨迹中的所有物质都挤开，在岩 石靶板中形成一个孔洞或孔道。岩石颗粒受到破坏而不能回复 到初始状态，产生物理变形或次生裂缝，从而产生典型的射孔 损害区岩石组织结构，---孔道周围有一个射孔压实区域，该区 域内颗粒破碎，大颗粒数量减少，小颗粒数量增多，粒间小碎 屑大量增加，颗粒接触较为致密。
几种压裂方式性能比较
技术类别 项目 装药级数 压力脉冲数 装药量 压力作用持续时间 102型地面造缝深度 工艺特点 最大峰值压力 技术缺陷 技术 普通复合射孔 1级 1 1～1.2Kg/m ≤50ms 2000mm 油传或电缆 60～100MPa 单级装药，能 量偏低，效果 差 多脉冲复合射孔 2～3级 ≥2 ≥2.5Kg/m（2级装药） 50～1000 ms ≥3000mm 油传或电缆 70～110MPa 射孔压裂一体化工艺 多级能量组合，效率高 ，损失少 高能气体压裂 1级 ≥2 6-8Kg/m 50～1000 ms ≥3000mm 油传或电缆 70～110MPa 射孔后相隔一段时间施 工，能量损失大，需要 大药量弥补损失
多脉冲复合射孔技术原理
多脉冲复合射孔压裂技术是一种高效的超穿深射孔与多级 脉冲压裂联作技术，代表着复合压裂技术发展的方向。它将 超穿深聚能射孔和高能气体压裂技术融为一体，根据装药结 构和药性的不同，形成多种组合方式，如一体式、下挂式和 套筒式等，使它们有机的结合在一起，并引入延迟点火原理。 起爆射孔形成初级射孔孔道，随后多种燃速组合的火药依次 分别燃烧，产生高温高压气体以冲击加载的形式沿射孔孔道 挤压冲击地层，使射孔孔道以裂缝的形式延伸扩展，有效的 增加井筒近井地带的渗流能力，并通过反复加载、使射孔后 的孔道与天然裂缝沟通，达到降低破裂压力并有效降低注水 压力及提高油井产能的效果。
射孔弹外观
射孔弹的基本组成
弹壳 药型罩 炸药 起爆药 附件
射孔弹的工作原理（计算仿真图）
射孔弹穿透深度示意图
射孔器的分类
常规射孔器
超穿深射孔器
大孔径射孔器（Φ14mm）
高孔密射孔器（20孔/米）
防砂射孔 复合射孔器（增效射孔，延缝射孔，多脉冲复合射孔） 请参考标准GB/T20489 SY/T6824
复合射孔技术分类
增效射孔 一体式复合射孔
按结构形式分类：
分体式复合射孔 外套式复合射孔
多脉冲复合射孔
一体式复合射孔（增效射孔）
分体式复合射孔器
外套式复合射孔(STimgun)
多脉冲复合射孔技术
为了进一步提高复合射孔的效果，我们（北方斯伦贝谢）将多种装药 方案进行组合，在国内首次开展了大型地面6米混凝土靶试验及压力—— 时间曲线检测，产生了多级脉冲复合射孔曲线。 本技术2009年被立为国家科技部中小企业技术创新基金项目，国家科 技部及陕西商省科技厅给予88万元的经费支持。
定方位射孔技术
油管输送定方位射孔技术
电缆输送定方位射孔技术
动力旋转定方位射孔技术
重力偏心定方位射孔技术
无定向射孔的裂缝模型
定方位射孔
定方位射孔技术原理
根据井下仪器和测井数据 确定射孔方位，沿最大水 平主应力实施射孔。
优势：
☆降低破裂压力
☆提高出砂临界压差 ☆减少井下设备损害
最小水平主应力
最大水平主应力
电缆输送射孔（WCP）
常规电缆输送射孔
射 孔 方 式
过油管射孔
管柱传输射孔（TCP）
油管输送 钻杆输送
挠性管输送coiled tubing convey
perforating
电缆输送射孔（WCP）
优点： 作业简便快捷，定位快捷、准确
缺点： 通常为正压射孔，易对地层造成污染
，影响产能；
常规射孔 复合射孔：增效射孔，多脉冲复合射孔，袖套式复合 射孔（stimgun）分体式复合射孔，组合延缝射孔。 过油管射孔
负压射孔
定方位射孔
水平井射孔
常规射孔
用射孔弹按生产油气的要求射穿套管、水泥环及地层的施工过程 使用量最大，成本最低。 地层均质性好，渗透率大于100md。
不受射孔井段长度限制，可一次完成数 百米井段射孔；
适用于水平井或大斜度井施工作业；
易与其他工艺进行联合作业。
缺点：
对下井器材的使用要求高；
有枪身射孔器
无枪身射孔器
射孔技术另外的分类方法
根 据 井 筒 与 地 层 压 力 关 系 分
正压射孔 负压射孔
超正压射孔
有枪身射孔器的优点
穿透性能好、可靠性高、对套 管及管外水泥环损坏小、耐温耐 压性能高。是目前使用最广泛的 技术。