负压射孔技术
射孔技术部分
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。
——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Байду номын сангаас，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。
油管传输多级起爆负压射孔技术
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在华北油田射孔施工作业中， 经常遇到施工井 要射开的目的层之间距离较远， 并且储集层压力大， 如采用电缆输送射孔方式， 有可能在第一层射孔后 即会造成井喷， 要想射开其它层位或进行其它作业， 就必须压井， 这样必然造成射孔层位的污染， 以及工 期的延误； 如采用传统大夹层的油管输送射孔， 由于 使用大米数夹层枪， 不但容易造成传爆不良， 导致炸 枪或降低成功率， 而且会使夹层枪在上、 下两侧爆轰 的挤压下变形卡井， 造成难以处理的工程事故， 导致 巨大浪费。 为了解决施工中遇到的以上难题， 采用了油管 传输 （ %&’） 多级起爆技术。起爆方式可分为： 投棒 —压力复合起爆、 压力—压力复合起爆、 分级投棒起 爆和投棒压力增压起爆。
高导流负压射孔测试一体化技术在低渗透储层的应用
高导流负压射孔测试一体化技术在低渗透储层的应用摘要：低渗透储层渗透率一般在0.1 10-3 m2到50 10-3 m2之间，是储层开发的难题，射孔的压实带更降低了低渗透储层的产能。
负压射孔能有效降低压实带对渗透率的影响，清洁射孔孔道，提高产能。
分析了相关的关键技术，提出了合理负压值的计算方法，且对实际应用中的数据处理及结果的可靠性问题进行了分析。
关键词：高导流负压射孔测试一体化；低渗透；数据解释；应用效果1 常规射孔器射孔的弊端地层受到射孔弹射孔的情况下，压实带形成于射孔孔道附近，从而使固有的渗透率较低的情况变得更低,这会使井筒中流动地层流体的阻力增加，不利于油井高产。
2 高导流负压射孔测试一体化技术概述高导流负压射孔测试一体化技术是高导流射孔在油管传输隔离式负压射孔基础上发展而来的新技术。
在射孔器材检测中心贝雷砂岩靶流量测试试验结果：射孔孔容增加110.9%，流量增加17%。
表1 常规射孔弹和高导流射孔弹流量对比砂岩靶穿深（mm）流量（cm3/s）孔容（ml）常规射孔弹5410.5947SDPR高导流5640.6999射孔弹增加百分比 4.2%17%110.9%表 2 102型SDPR与深穿透射孔弹的射孔孔道对比图1 SDPR射孔弹射孔孔道图2 深穿透射孔弹射孔孔道2.1作业概述管柱下井，根据设计负压值，管柱内经流量阀进入一定高度的射孔液后流量阀关闭。
继续输送射孔器到预定深度，校深、调整管柱使射孔枪对正待射层位。
封隔器坐封，井口打压或投棒，开孔器开孔，同时建立负压。
后起爆器引爆射孔抢，实现负压状态下射孔。
进入后续测试阶段。
2.2负压实现封隔器坐封后，封隔器以上的环空压力被隔离。
开孔器开孔后，油管内液柱作用于油层，液柱压力低于油层压力，负压实现。
2.3技术特点（1）下井一次即做完两种施工作业（检测温度压力及负压射孔）；（2）射孔后对地层产出现状及目的层温度压力改变进行直接检测，得到储层数据信息；（3）显著提升了施工效率、减少了施工时间，从而使完井期限缩短；（4）既可以实现压力起爆，又能实现撞击投棒起爆。
油气井射孔技术探究
油气井射孔技术探究摘要】：射孔技术是油气井完井工程中的重要环节并在最近几年获得了巨大发展，极大的促进了油气井的增产。
国内外射孔技术大致分为以下几方面：①高效射孔完井技术，如聚能射孔技术，为了最大程度的沟通油气生产通道、提高产能，该射孔技术逐渐向大药量、超深穿透，多级火药装药气体压裂增效等方向发展；②可以保护油气层、完善和提高射孔完井效果射孔工艺技术，如负压射孔工艺技术、动态负压射孔工艺技术、超正压射孔工艺技术、定方位射孔工艺技术等；③可以提高作业效率一体化组合作业工艺，包括提高测试资料真实性的射孔与测试联作工艺、射孔与酸化、射孔与压裂等措施联作工艺等，如 DST（油气井中途测试）联作工艺、负压射孔测试工艺等；④可以提高作业安全性和效果的管柱安全性设计、施工优化设计、智能定向射孔、射孔施工过程监测和诊断等；⑤可以恢复油气井产能、延长使用寿命的增产措施，如射爆联作增产技术和爆燃压裂增产技术等。
射孔技术及工艺的不断丰富和发展，改变了单纯依靠射孔器简单打开油套管的油气田开发模式，不断充实着射孔技术和工艺在油田开发中的作用。
【关键词】：射孔技术射孔技术是油气井完井工程中的重要环节，以下为目前国内外主流的射孔技术及其研究。
1 负压及动态负压射孔技术负压和动态负压射孔技术是通过在井筒中制造负压，射孔时利用负压形成的地层与井筒间的压力差产生快速的冲击回流，冲洗孔道附近地层和孔道内的堵塞物，清洁油流通道，使近井带地层的渗流特性更接近于原始地层，是一项较好的射孔增产工艺技术。
近几年在国内得到了极大发展，目前国内成熟的负压射孔工艺是利用管内封隔器将射孔层段隔离，然后在油管内按要求形成负压，通过压力起爆方式使油管与封隔器以下套管环空沟通，在射孔段形成负压，继而引爆射孔枪实现负压射孔。
2 深穿透聚能射孔技术原始射孔技术是采用子弹式射孔作为穿透套管及水泥环、构成目的层至套管连接孔道的手段，但这种射孔方式的穿深有限，经常无法形成有效的孔眼，所以聚能射孔得到迅速发展。
基于油田开发后期的后效负压射孔技术研究与应用
基于油田开发后期的后效负压射孔技术研究与应用摘要：后效负压射孔技术是在常规负压射孔的基础上增加后效体二次爆燃的一种工艺，该技术可以显著降低地层表皮系数，增加孔道深度和孔道半径，从而增加油气产能。
本文在介绍了后效体射孔技术的作用原理及技术优势基础上，就某开发后期油田一口定向井实施后效体射孔技术的工艺方案进行了详细阐述。
结果表明：后效射孔技术与负压射孔技术的结合将进一步提升孔道的深度和宽度，增加卸油面积，运用后效体技术后在相同生产条件下预计产液量比常规射孔增加30％以上，技术优势明显。
关键词：后效负压射孔；开发后期油田；定向井0 前言射孔技术是指利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。
由于射孔质量直接影响着油藏的后续开发效果，因此射孔工艺的发展日新月异，射孔方式由最初的电缆射孔发展到油管输送射孔及过油管射孔等南海东部某油田由于进入开发后期，可利用储层减少，为了最大程度的动用剩余可采储量，减少地层污染，提高采收率，对该油田的一口定向井实施后效负压射孔技术。
本文对后效负压射孔技术在该井的实施工艺进行分析，为该技术在其它油田调整井中的应用奠定基础。
1后效负压射孔工艺简介1.1定义后效负压射孔工艺的核心是负压射孔和后效集束射孔的有机结合。
负压射孔是指在井筒内液柱压力低于地层压力的条件下射开油气层。
负压射孔可以减少地层污染，避免射孔液侵入地层，同时把射孔孔道内的碎屑和孔道周围的压实层清除干净。
后效射孔是指在常规射孔效果基础上，通过一种特殊的爆燃材料后效体的灼热爆燃，扩展射孔孔道深度，提升孔道渗透性的一种工艺技术。
1.2作用原理（1）负压射孔射孔过程中通过替入低密度的射孔液，使得井筒内业主压力低于地层压力。
射孔管柱生成负压射孔液柱的方法主要有有两种：一是钢丝作业打开井下滑套，从油管替入轻密度的射孔液，再关闭井下滑套，二是从油管内下入连续油管，替入轻密度的射孔液，实现负压射孔。
负压射孔技术在现河高压低渗油藏中的应用
负压射孔技术在现河高压低渗油藏中的应用摘要：高压低渗透油藏存在着渗透率低，孔隙度小，天然能量弱，储层敏感性强，易被外来流体污染的特点，射孔效率的高低直接影响着油气井的产能。
而常规射孔方式已逐渐不能满足高压低渗油藏对油气层保护的要求，负压射孔是保护油气层的一种重要方式。
目前该项技术已在我厂成功实施35井次，平均单井日油8.1 吨/天，超过同区块同类型油藏常规射孔投产初期产量，达到了保护油气层提高产能的目的。
关键词：负压射孔低渗透油气层保护1 前言现河采油厂低渗透油藏储层物性差，孔隙度一般为15-22%，渗透率一般为10-50毫达西，且滑塌浊积砂岩，应力集中，微裂缝发育，具有双重孔隙特征。
孔喉半径小，一般为 1.4-3.5um；平面及纵向非均质性严重，砂体核部物性明显好于砂体边部，渗透率级差105，储层内部夹隔层发育。
储层以泥质胶结为主，粘土矿物含量高。
主要为非速敏，中-强水敏，中-弱酸敏，弱盐敏。
储层易受污染，且污染后难以恢复。
常规射孔方式普遍采用过压射孔，即井筒压力大于储层压力射孔，过压射孔可使井筒内的流体在正压差的作用下进入储层，一旦流体是损害型的，将对储层造成严重的伤害。
同时射开的孔眼得不到清洗，一些固相物质堵塞在孔道内，使孔眼导流能力下降。
随着勘探开发的不断发展，常规射孔方式已逐渐不能满足高压低渗油藏对油气层保护的要求，负压射孔是保护油气层的一种重要方式。
2 负压射孔技术的基本原理负压射孔是指射孔时，井底液柱压力低于储层压力条件下的射孔，在负压射孔的瞬间，由于负压差的存在，可使地层流体产生一个反向回流，冲洗射孔孔眼，避免孔眼堵塞和射孔液对储层的损害，同时还有可能减轻压实作业程度。
因此负压射孔是一种保护储层、提高产能、降低成本的射孔方法。
负压射孔是用来得到清洁的射孔孔道，消除射孔伤害、提高产能的射孔技术。
所需的负压大小主要取决于岩石性质，如渗透率和强度。
而传统意义上的负压射孔，在射孔器点火前即使井眼压力低于储层压力。
负压射孔技术在史深100开发中的应用
负压射孔技术在史深100开发中的应用摘要：低渗透油藏储层埋藏深，地层压力高，储层渗透性差，普遍存在水敏、速敏等敏感性，对外来液体配伍性要求较高。
常规射孔方式易造成储层污染，已逐渐不适宜于该类油藏的开发需要。
而负压射孔技术的应用不仅可以避免有害流体侵入地层，也可使射孔后地层流体在负压差作用下瞬间流出，冲洗孔道解除一部分破碎低渗透带，使射孔压实带影响减小，有效保护了油气层，提高储层产能。
目前该技术已成为史深100低渗油藏开发中的一种常规投产方式，为该区块高效开发提供助力。
关键词：低渗透油藏负压射孔现场应用1引言史深100地区构造相对简单，为大型鼻状构造。
地层倾角约为5-80。
储层为一套三角洲前缘深水滑塌浊积砂体，主要含油层系为第三系沙河街组沙三中1、中2砂体，岩性一般为石英质粉细砂岩。
史深100沙三中储层平均孔隙度为18.5%；平均渗透率为13.3×10-3μm2，储层具有弱酸敏、非碱敏、非-弱盐敏、弱-中水敏、非速敏。
原始地层压力系数为1.38—1.51，地温梯度为3.22℃/100m，为一埋藏深、高压、低渗透的岩性油藏。
史深100区块目前水驱开发难点主要集中在：一是平面上受沉积微相控制，储层非均质性严重，难以实现均衡驱替；二是纵向上层间差异大，储量动用不均衡；三是受储层物性影响，钻井、作业入井液易造成近井带地层污染，影响产能。
因此，为有效解除污染，提高单井产能，在采油、注水等投产过程中加强油层保护，主要是引进了负压射孔技术，与常规气举掏空射孔相比，能实现20MPa以上的负压值，射孔测压同时完成，完井周期短，作业效率高，同时可预计产能，推荐为投产方式。
2负压射孔原理及技术优势负压射孔基本原理，下井过程中，油管与套管压力隔离，管串定位后，封隔器座封，从地面环空加压，压力通过旁通接头及传压管作用在负压开孔装置滑套上，加压至预定压力，剪切销被剪断，滑套推动销钉套上行，到位后滑套被锁死。
此时，回流通道打开，封隔器以下环空压力与该装置以上油管连通，形成负压。
负压射孔技术的应用
浅析负压射孔技术的应用【摘要】负压射孔是用来消除射孔伤害、提高产能的射孔新技术，负压射孔的关键在于利用射孔瞬间负压产生的高速回流冲洗孔眼，运移由于射孔压实造成的孔眼堵塞物，以期获得清洁无伤害的孔眼。
【关键词】负压射孔油管流量阀负压开孔装置1 负压射孔工艺技术简介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。
2 油管传输负压射孔技术的应用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、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。
tcp负压射孔优点：（1）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；（2）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；（3）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；（4）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负压射孔方式可采用投棒起爆和压力起爆两种方式实现负压射孔。
2.1 投棒起爆负压射孔方式操作简单，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。
2.1.1施工要求（1）井斜小于45度；（2）井深一般小于3000米；（3）管柱内没有台阶，最小通径不小于￠48mm；（4）井内保持清洁，投棒前井液替换成清水为宜。
（5）施工前根据要求掏空一定的液面高度。
2.1.2工艺原理及施工设计方法：油管流量阀用于tcp射孔中，控制油管内液柱高度。
管柱下井过程中，由于油管流量阀处于打开状态，油管和环空连通，当管柱下到油管内液柱高度达到设计要求时，油管流量阀滑套固定剪切销剪断，滑套上行关闭流通孔，油管和环空不再连通，由于开孔器玻璃盘的间隔油管内处于封闭空间。
动态负压射孔技术研究_刘方玉
0引言
由于射孔同时会粉碎地层中的岩石颗粒, 产生 近孔道压实带, 使压实带区域内的孔隙度和渗透率 明显降低。为减小射孔污染, 开发了负压射孔技术。 现场实践和室内试验已证实, 负压射孔是降低射孔 损害、减少孔道堵塞、提高油气 产能的有效射 孔方 法。但随着低渗透油层开发力度的不断加大, 在一
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2. 44 2. 78 2. 77 3. 28 2. 03 2. 03 3. 56 4. 00 5. 51 5. 31
( 见表 2) 。应用动态负压射孔技术目前可以满足渗 透率 50 mD 以上地层射孔的需要。
表 2 渗透率与最小负压值对照表
表 3 采液强度对比表
射孔方式
采液强度/ ( t # d- 1 # m- 1 )
平均值
提高
常规射孔动态负压( 6 口井) 6. 04
7%
( 静态) 负压射孔( 19 口井) 5. 63 ( 0. 41 t # d- 1 # m- 1 )
图 4 动态负压射孔 p- t 曲线
2. 5 最小负压值计算
负压射孔利用井筒与地层间的负压差产生冲击
渗透率/ mD 5 10 20 50 100 200 500 1000
最小负压/ M Pa 10. 6 8. 6 7. 0 5. 3 4. 3 3. 5 2. 8 2. 2
3 现场应用效果分析
为验证动态负压射孔提高单井产能的效果, 选 择了某油田区块的 6 口生产井进行了试验应用。该 区块平均渗透率为 200 mD 以上, 地层射孔方案以 负压射孔 ( 静态) 为主, 方案 设 计要 求负 压值 4. 0 M Pa。试验井射孔后所实 现的最大动态 负压值为 5. 5~ 8. 6 M Pa。收集分析该区块的投产数据表明: 与原有( 静态) 负压射孔技术相比, 应用动态负压射 孔技术, 采液强度提高 7% ( 见表 3) 。
多级负压点火射孔技术的风险案例
该井射孔管柱共下入四级点火头，根据点火头的安装 深度计算地面加压值，见表 1。
１ 背景
东海残雪平台采用平台修井机进行某 7 井完井作业， 由于该井射孔段跨度较大，毛射孔段超过 400 m，纯射孔 段 52.4 m，中间夹层枪较长，最大跨度达到 190.8 m，为避 免较长导爆索发生断爆情况，同时最大限度染，所以采用 多级点火环空加压的负压射孔方式。
３ 风险案例介绍
多级点火环空加压射孔方式的特点是在两段射孔枪的 上下均安装点火装置 [2]，在校深和坐封封隔器等射孔前准 备工作之后，进行环空加压，压力通过环空加压旁通接头 进入中心管，穿越封隔器，经多级负压开孔装置 [3] 下接头 的传压孔传递到封隔器以下的环空，使压力从封隔器以上 环空传递到封隔器以下环空，使环空压力作用在各个点火 头上。环空加压点火示意图，传压孔关闭测试孔打开后示 意图。
图 1 负压开孔装置
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中国新技术新产品 2020 NO.2（上）
工业技术
生产孔打开，封隔器以下环空与该装置以上油管连通，形 成负压。继续加压，引爆压力延时点火头，完成负压射孔。 使用该装置可以在射孔枪上连接压力延时点火头。
点火头也叫起爆装置，一般来讲聚能射孔的全过程 是撞击式雷管被引爆经过传爆、导爆最终使射孔弹释放 出其全部能量形成高压、高速射流射穿目的靶。而引发 这一系列爆轰波的产生，传递的源头是撞击式雷管被引 爆。我们把能使撞击式雷管引爆的装置叫做点火头。它是 TCP 射孔的关键部件。点火头的 2 个主要部件是击针和 雷管室。其动作原理是击针受力，离开销钉位置并以 6~8 磅·尺的力砸向雷管，使雷管产生爆轰。根据击针所受外 力有机械的和液压的 2 种状况，我们将点火头分为两类。 1）机械点火头。2）压力点火头，而又常把压力点火头分 为环空压差和全承压式 2 种。出于作业安全、保障负压、 井下复杂情况，确保一次成功等多种因素的考虑，又派 生出多种点火头，如安全机械点火头、压力延时点火头、 （火药延时和液压延时）压差式点火头、双引爆点火头等。
负压差射孔技术
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
。
二、负压射孔压差设计方法
(1)负压设计的经验方法
1、W.T.Bell经验关系 2、美国岩心公司经验关系 3、美国 Conoco 公司计算方法 ４、 Tariq的最小负压计算方法
二、负压射孔压差设计方法
负压差射孔技术理论研究
导师： 张国芳 学 生： 郭金彪
摘要
射孔完井是油气勘探与开发系统工程中非常 重要的一个环节，射孔完井技术的完善与发展 情况越来越受到人们关注，射孔完井已经由开 始的单纯的打开油气层发展到今天的解放和保 护油气层。
提纲
一. 负压射孔工艺技术简介
二. 负压射孔压差设计方法
三. 负压射孔的起爆方式
三、负压射孔的起爆方式
负压差射孔方式可采用投棒起爆和压力起爆。
四、 负压差射孔的校核
• (1)根据井深校核确定的射孔负压 • 根据井深和压力梯度可计算出井底处的孔 隙压力：
• 井筒中液体所产生的静液柱压力： • 施工过程中所能提供的最大负压为：
四、 负压差射孔的校核
• (2)根据形成的射孔孔眼稳定性校核射孔负 压值 • 水平井井壁岩石的坚固程度判别式为： • 若上式成立则表明在上述生产压差下，井 壁岩石是坚固的，不会引起岩石结构的破 坏，此负压值下射孔孔眼不出砂。反之， 地层胶结强度低，井壁岩石的最大压应力 超过岩石的抗压强度引起岩石结构的破坏 ，地层出砂，需要重新设计合理的负压值 。
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。
六.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、压力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。
负压射孔
2.2 动态负压射孔机理动态负压射孔技术是一种在射孔瞬间清理射孔孔道的新方法，其原理是在射孔器的上部或下部连接一特殊结构的快速降压机构，该机构在射孔后的瞬间打开，吸收井筒内的残余爆炸能量以及液柱压力，使井筒压力瞬间下降，产生动态负压效果[2]。
因为破损带岩石变得疏松，其强度远低于周围的岩石，一股突然产生涌流足以产生超过破损带岩石强度的张力，从而导致岩石破碎并冲走孔道中的冲塞物。
动态负压射孔的两个最重要因素是压降的大小和速度。
在动态负压射孔例子中，井筒压力一开始与地层孔隙压力平衡，然后迅速下降。
在静态负压例子中，井筒压力一开始低于地层压力，射孔引爆发射出高速气流后井筒压力迅速上升，然后开始慢慢下降，形成负压条件。
动态负压射孔过程中达到峰值压差时的张应力超出了射孔损害带的岩石强度，损害带的岩石破碎，成为松散碎屑。
岩石强度和流动强度的交汇部分表示涌流冲洗后形成的孔道宽度。
静态负压射孔中典型的缓慢压差几乎无法清理孔道。
而使用动态负压射孔，则能更好地清理碎屑[2]。
[2]Dennis B，Larry B，Lian J H，et al．动态负压射技术进展与应用[J]．油田新技术，2009，21(3)：4-16．1基本依据国内外先前的研究主要集中在动态负压射孔工艺对射孔孔眼周围压实带的物性改良方而，其观点主要有2种:①动态负压射孔工艺技术之所以能够较大幅度地减小射孔损害，主要是因为射孔后在井筒内快速形成了负压差，即动态负压，使射孔孔眼产生了幅度更高、持续时间更长的泄流，从而有效清除射孔污染，得到更加清洁的射孔孔眼;②起爆射孔阶段，由于岩石孔隙压力的瞬间降低导致孔道周围岩石发生剪切或张性破碎[ 11}，形成了微裂缝网，提高了射孔孔眼压实带渗透率。
基于以上2种基本作用机理，对动态负压射孔技术进行研究，对动态负压射孔技术的基本机理形成了新认识，能够更合理、更全而地解释动态负压射孔技术能够形成更加清洁的射孔孔眼的原因。
负压射孔工艺
水平井射孔施工特点
(2) 负压射孔
—— 通过联作工具与封隔器实现负压
井筒液垫掏空至甲方负压要 求为准。运用联作工具和封隔 器在直井段组合连接，环空加 压引爆起爆器射孔。其管柱图 示意图如左。
水平井射孔施工特点
(2) 负压射孔
—— 利用反阀或开孔器实现负压
牛平14-13： 定方位 102枪-127弹
4、销钉的设置
负压开孔装置和联作压力起爆器采用相同的销钉承压面积、 负压开孔装置和联作压力起爆器采用相同的销钉承压面积、采用 同一种销钉，其销钉数量的计算可使用我们所开发的钢销钉计算软件 钢销钉计算软件， 同一种销钉，其销钉数量的计算可使用我们所开发的钢销钉计算软件， 我们所有压力起爆器销钉数量的计算都可采用该软件。 我们所有压力起爆器销钉数量的计算都可采用该软件。 1.设计原则 在这种负压射孔工艺中， 在这种负压射孔工艺中，负压开孔装置应先于联作压力起爆器工 作，则联作压力起爆器的最小起爆压力应该大于负压开孔装置最大开 孔压力2 MPa。 孔压力2～3MPa。 2.负压开孔装置剪切销数量的计算 向上取整数） n= （7安＋P环－P油 ） / P单min [n]≥N（只）（向上取整数） 其中： 环空液柱静压力（ 其中：P环 ——环空液柱静压力（MPa） 环空液柱静压力 MPa） 油管内液柱静压力（ P油 ——油管内液柱静压力（MPa） 油管内液柱静压力 MPa） MPa） P单min =τ×（1-4.5%）×（1-Δ%）（MPa） 安全压力（MPa） 7安—— 安全压力（MPa） 单销常温剪切值： 09± 139( MPa） τ—— 单销常温剪切值：3.09±0.139(±4.5%)（MPa） Δ%—— 剪切强度随温度降低百分数 计算剪销数（ n—— 计算剪销数（只） 计算向上取整剪销数（ N—— 计算向上取整剪销数（只）
负压差射孔技术论文
摘要负压射孔是种在射孔的瞬间清理孔道的方法，原理是快速吸收井内的剩余轰爆能，使得井筒内的压力在射完孔后瞬间降低，形成冲击回流，清洗孔道和周围压实带。
通过合理增多射孔枪孔眼数目和面积，增大流体进入射孔枪的面积。
使流量增大、动态负压幅度增强、动态负压作用时间加长。
负压射孔工作前不需降低井筒内初始液面高度，使得射孔前的准备过程更加简单[1]。
关键词：射孔技术；负压；流量；孔道AbstractMoments of clear channel is in negative pressure perforation perforation method,the principle is can quickly absorb well remaining bomb explosion,makes the pressure inside the shaft in the moments after shot hole is reduced,the impact reflux, cleaning around the concreted complete compaction band.By reasonable increasing number of perforating gun perforation and area,increasing the fluid into the area of the perforating gun.Increased traffic,dynamic pressure amplitude increase,dynamic pressure effect time longer.Negative pressure perforation job before do not need to reduce the initial liquid level height in the shaft,perforating preparation process easier.key words: perforating; negative pressure; traffic; channel目录第1章前言 (1)第2章负压差射孔技术简介 (2)2.1问题的提出和研究意义 (2)2.2负压差射孔技术 (2)2.3负压差射孔技术的发展 (2)2.4国内外研究现状 (3)2.5主要研究内容 (4)第3章负压差射孔技术方案设计 (6)3.1负压差射孔原理 (6)3.2射孔解决方案 (6)3.3负压解决方案 (7)3.4自动丢枪解决方案 (7)3.5封隔器的选择解决方案 (8)3.6现场施工工艺设计及其应用效果 (8)3.7施工目的 (9)3.8基本数据 (9)3.9设计依据 (10)第4章动态负压射孔工艺研究 (12)4.1冲孔弹研制 (12)4.2井下压力记录设备研制 (13)4.3动态负压射孔工艺试验 (13)4.4负压值的设定 (14)第5章负压射孔技术 (16)5.1电缆负压射孔技术 (16)5.2常规过油管负压射孔工艺 (16)5.3过油管张开式负压射孔工艺技术 (16)5.4油管传输负压射孔技术 (17)5.5TCP负压射孔起爆 (17)第6章射孔负压的校核 (20)6.1最大负压的确定 (20)6.2根据井深校核确定的射孔负压 (20)6.3根据形成的射孔孔眼稳定性校核射孔负压值 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第1章前言随着勘探开发的不断深入，在塔里木地区，特别是西气东输项目部大多是低压油气储层（地层压力系数1.08），要求采用负压传输射孔技术。
精编浅谈国内主要油气井射孔技术与测试主要射孔技术
浅谈主要射孔技术要摘阐述目前我国油气田所采用通过对国内外相关资料文献的调研，的主要射孔技术。
包括负压、超正压、复合压裂、水力割缝、过油管涉及到各射孔技术的张开式射孔、全通径射孔作了一个详细的介绍，原理、特点、适用范围及应用情况，也提到了国外一些比较先进的射孔技术如套管外射孔、连续油管输送等。
最后，对各种射孔技术作了同一个概括性结论，并指出应该推广应用最有潜力的三种射孔技术，时加强国际合作，提高射孔水平。
关键词推广应用发展方向完井技术射孔引言射孔是指利用射孔器，射穿封闭产层的套管及水泥环直至地层，沟通井简与产层间的流体通道的作业，是衔接于钻井和采油之间的一道关键工序。
自1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔。
1926年，Sid Mine首先发明了子弹射孔方法到1932年首次用于油井套管射孔，用了8天时间，下井11次，共发射80枚子弹。
再到1945年高能炸药的聚能效应在射孔工艺中的应用，开发出了油气井聚能射孔弹，1946年首次在裸眼井中射孔，1948年在密西西比两口套管井中射孔。
聚能射孔弹穿透力强，效率高，从此聚能射孔技术在石油工业提高国外一直进行着减小射孔对油气层的伤害，中得到了迅速发展。
．射孔效率的研究，历经几十年的发展，射孔技术有了长足的进步。
我国的射孔作业始于20世纪50年代初，经过半个多世纪的艰苦努力，在射孔配套工艺技术上取得了显著的成绩，但是与飞速发展的世界先进技术相比还有一定的差距。
1 国内主要射孔技术目前我国油田所运用的主要射孔工艺技术有：负压射孔技术、超正压射孔技术、复合射孔压裂技术、过油管张开式射孔技术、水力割缝射孔技术。
1.1 负压射孔工艺技术目前，是我国油气井在完井过程中普遍采用该技术。
1.1.1原理特点：射孔时采用低密度射孔液或者降低液柱高度，使井底压力适当小于地层压力，有助于清洁射孔孔眼，冲刷附在岩石表面的射孔弹金属碎屑，降低压实带损害，形成干净畅通的孔道，同时也可以防止完井液中的微粒渗滤到地层，造成伤害。
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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
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
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，
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）
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。
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
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
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，
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。
•
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、
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。
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℃
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。
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）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：
优化软件输 入主界面
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。
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
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。
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