负压射孔技术

该技术选择合适的射孔枪 和射孔弹，电缆通过动密封条 件下实现带压（负压）射孔作 业。该系统包括控制头、防喷 管、防落器，防喷器等。连接 示意图如右所示：
防喷系统主要技术参数
控制头 使用电缆直径： Φ8,Φ10,Φ12 最高工作压力：70MPa 防喷管 通径：Φ154,Φ160 最高工作压力： 70MPa 防喷器 垂直通径：160mm 最高工作压力：70MPa 液控压力 ：21MPa 工作温度 ：－29℃～121℃
1、常规过油管负压射孔工艺
该工艺首先将油管下至油层顶部，装好采油 树和防喷系统，电缆接头联接射孔枪一起装入防 喷管内，射孔枪通过油管下出油管鞋，用电缆接 头的磁定位器测出短套管位置，调整深度使射孔 枪对准储层，点火射孔。
过油管射孔可以降低油管内液面，使之达到 负压射孔，减少储层伤害，尤其适合于生产井不 停产补孔和射开新层位，减少了压井和起下油管 作业。
龙岗3井施工总体设计方案
• 作业工艺：采用油管输送负压射孔与测 试（酸化）联作。 • 作业管柱：深井超深井的TCP管柱要带 封隔器下井以保护套管，从而保证井的 安全。 • 起爆方式：推荐采用压力延时起爆方式。 射孔枪串首尾各安装一个压力延时起爆 器，以提高起爆成功率。油管内加压到 预设起爆值后稳压，井口泄压，延时 5～7分钟射孔枪起爆。根据深井超深井 射孔的作业经验，这种压力延时的起爆 方式有利于保护作业管柱，有效降低射 孔震动对管柱的影响。
负压射孔按传输工艺技术可分为电缆输 送（WCP）负压射孔和油管输送（TCP）负 压射孔，从技术工艺发展趋势来看，油管输 送负压射孔应用越来越广泛。
负 压 射 孔 工 艺 技 术
WCP负压射孔技术
TCP负压射孔技术
二. 负压值设定
射孔时选择合适的负压值，可提高孔眼流动效 率，以便最大程度的清洗孔眼，又不至于引起微粒 运移堵塞孔隙孔道、地层出砂跨塌等地层损害。 目前，国内外公认的确定最小有效负压值的方 法有以下几种： （1）美国岩心公司计算公式： LnΔP=5.471-0.3668LnK 式中：ΔP——负压差值（kg/cm2 ） K——渗透率（md）
负压射孔工艺技术
四川测井公司塔里木项目部
汇报提纲
一. 负压射孔工艺技术简介 二. 负压值的设置 三. 电缆负压射孔技术
四. 油管传输负压射孔技术
五. 结束语
一. 负压射孔工艺技术简介
根据油藏和流体特性、地层伤害状况、油 套管程序和油气田生产条件，选择恰当的射孔
工艺。 20世纪70年代，提出了负压射孔的概念，
负压射孔即射孔枪点火发射时，井筒内的液柱 压力低于地层压力，压力差的存在有助于清洁 射孔孔眼，地层流体向射孔孔眼中流动将会带 走足够多的金属碎屑，从而打开地层流体向井
筒内流动的通道。
负压射孔（Underbalance perforating)关键技术 是设置合理的负压值，该值应在最小负压和最大 负压之间。 最小负压：该负压值能保证对孔眼清洁、冲 刷出孔眼周围的破碎压实带中的细小颗粒，； 最大负压：该负压值能避免地层垮塌，地层 出砂严重，并且也要防止负压值过大使套管挤毁 变形，封隔器等工具失效。
施工前掏空一定的液面
高度，射孔管柱下入目地层
位，校深，调整管柱，安装 井口，从井口投棒，形成负 压射孔。
投棒开孔起爆装置
射孔管柱下入目地层位，校
深，调整管柱，安转井口，从井
口投棒，形成负压射孔。 在施工时，油套不沟通，每 下1柱油管，需向油管内灌液， 避免压差过大而损坏油管。
2、压力起爆负压射孔
或压力起爆、或压差起爆等各种方式使射孔弹引
爆一次射开油气层，形成射孔负压。 随着TCP技术的大力推广应用，油管传输负 压射孔技术也日趋成熟，在很多重点井、勘探井 中，都采用油管传输负压射孔方式，以减少地层
伤害，获取地层真实资料。
TCP负压射孔优点：
能按目的层的压力和岩性特点设计合理的负压， 实现对射孔孔眼的回流冲洗从而提高产能； 施工安全可靠。可以在起爆前，装好井口，特 别适用于高压油气井； 在高温高压超深井中，采用负压射孔方式能够 保护射孔管柱，确保施工成功率。
油管 校深短油管 3--4根油管 OMNI阀 测试工具 RTTS封隔器
油管 长槽筛管 减震器 长槽筛管 压力延时起爆器 89枪，DP38HMX-46，16孔/米 夹层枪 89枪，DP38HMX-46，16孔/米 压力延时起爆器 传压枪尾
5984m
5987m 5989m 5998m
软件模拟结果
五.结束语
（2）美国Conoco公司计算公式： 若地层无出砂史，则： ΔPrec=0.2×ΔPmin+0.8×ΔPmax 若地层有出砂史，则 ΔPrec=0.2×ΔPmin+0.2×ΔPmax ΔPmin由地层渗透率确定： ΔPmin（gaswell）=17240/K (KPa)for K<1md ΔPmin（gaswell）=17240/K0.18 (KPa)for K>1md ΔPmin（oilwell）=17240/K0.3 (KPa) ΔPmax由邻近泥岩声波时差确定：
•
过油管张开式深穿透射孔器
电缆输送负压射孔的优点： 能防喷； 施工效率高； 能够保护油气储层。
射孔后能直接转为采油，投产快。
四.油管传输负压射孔技术
该工艺是利用油管连接射孔枪下到油层部位射 孔。油管下部联有延时起爆装置，油管内只有部 分液柱，校深，调整管柱，安装井口，投棒起爆、
延时起爆器。
1、投棒起爆负压射孔
（1）施工要求：
井斜小于45度； 井深一般小于3000米； 管柱内没有台阶，最小通径不小于 ￠48mm 井内保持清洁，投棒前井液替换成清 水为宜。 施工前根据要求掏空一定的液面高度。
（2）投棒起爆方式
投棒起爆装置主要有两种：一般投
棒起爆装置和投棒开孔起爆装置。 一般的投棒起爆装置
根据以上公式算出以后还可以进行以下判断：
若ΔPmax > ΔPmin则可根据具体情况给出一个
在ΔPmax与ΔPmin之间的合理负压值。
若ΔPmax < ΔPmin则应建议免去负压射孔工
作，因为无法实现安全有效的负压射孔。
以上的所有计算，都已被编入PERSO射孔优
化设计软件 。
PERSO射孔优化设计软件根据施工井的实 际情况，计算出射孔负压值范围，并提供一个 合理的负压参考值，指导现场施工。 软件模拟前，要求输入渗透率、孔隙度、 地层压力、地层温度、压实厚度，套管承压指 标以及射孔枪、射孔弹等参数，运行即可得到 负压值。
2、过油管张开式负压射孔工艺
为了解决27/8in油管在7in套管中的过油管射孔
时，射孔弹与套管间隙太大，开发了一种新的过油
管张开式射孔工艺。张开式射孔枪，包括控制头和
射孔枪，射孔前控制头上提拉杆，使射孔弹绕框轴
旋转90°，而张开与套管垂直，点火射孔。这样射 孔弹可以加大（增加药量），并与套管的间隙减小， 射孔后弹壳和弹架炸成粹片落入井底，只把枪头收 回。
延时5-7分钟起爆射孔枪，
从而实现负压射孔。管柱 图如右所示：
压力开孔起爆装置
技术指标： 承压：90MPa 耐温：160℃ 开孔直径（4孔）：ф25.4mm
3.旁通传压装置加压力延时起爆器 工作原理: 射孔枪对准目的层以后，坐封封
隔器，再打开测试阀。测试层环
套内的压力通过筛管、封隔器、
测试阀释放到油管中，在封隔器
该办法是管柱调整
好后，掏空一定液面，
然 后用氮 气 +原油压 井 ,
加压到起爆压力后，井
口立即卸压引爆, 延时5-7 分钟后引爆射孔枪 ，从 而获得所需负压。
(2)油压开孔装置加压力延时起爆 采用这种方法需要将 套管井液掏空到一定深度 再下管柱,管柱调整好，井
口加压，起爆器动作后, 开
孔成功, 油管和套管沟通，
优化软件输 入主界面
wk.baidu.com
射孔弹参数
软件模拟结果
三.电缆（WCP）负压射孔技术
传统的电缆输送射孔一般都是在泥浆压井的 情况下进行的正压射孔，在射开油气层的瞬间射 孔液就会压入射孔道，并经孔道壁侵入地层，对 地层造成了伤害 。 采用井口带压电缆输送射孔工艺技术，可以 在井筒压力等于或低于地层压力的情况下实现带 压（负压）射孔作业，从而完全避免了正压射孔 对油气层的伤害，提高了油气产率。
便于与测试、压裂、酸化等增产措施联合作业， 减少压井和起下管柱；
TCP负压射孔起爆方式
TCP负压射孔方式可采用压力起爆和投 棒起爆两种方式实现负压射孔。投棒起爆方
式操作简单，施工效率高。施工井满足投棒
作业要求，根据设定值在油管内掏空一定高 度即可完成负压射孔。压力起爆方式有3种： 液垫或气垫加压力延时起爆器；油压开孔装 置加压力延时起爆器。旁通传压装置加压力
在TCP作业时，采用油管内加压起爆或者环 空加压，起爆器动作后，井口立即泄压，延时5～ 7分钟后点火起爆射孔弹，以达到负压射孔的目的。 TCP负压射孔起爆实现方式有3种：
（1）液垫+气垫加压力延时起爆器
（2）油压开孔装置加压力延时起爆器。
（3）旁通传压装置加压力延时起爆
(1)液垫+气垫加压力延时起爆
随着射孔新工艺技术的发展，负压射孔实现 的方法和手段也越来越多，针对不同的地质条件， 因地制宜，采用不同的负压射孔工艺，优化设计方 案，设计合理的负压值，使射孔完井技术发挥最大 的优势，提高油气井采收率。 负压射孔工艺技术在四川、新疆、冀东等油 气田中广泛推广应用，施工成功率100%，通过现场 应用，总结、分析对比，该工艺技术能够实现油气 储层保护，提高油气产量的目的。该技术在射孔完 井应用中占有重要地位，值得大力推广应用。
以下的环套中形成负压。在井口
套管内加压到一定压力，起爆器
销钉被剪断，完成负压射孔。
旁通传压压力延时起爆的优点：
1、该方式能够做到在地层和井下工具允许的压 力条件下合理地选用负压差实现射孔。 2、实现方式简单，可靠，提高效率，节约试油
成本。
3、与测试同步作业时，可以在最短的时间内取
得可靠的地质资料。