射孔新技术

图3 常规射孔压实带示意图 图4 增效射孔压实带破除情况示意图
增效射孔器应用中的主要特点
3、增效射孔技术可用于油气井新井完 井，老井补射解堵增产，水井增注。 使近井地带产生的多裂缝,可给油气井 下步措施（压裂或酸化）打下有利基 础。
增效复合射孔技术----研制内容
本课题主要研制内容分为三种 :孔道扩孔造缝、孔道爆炸和串联 装药。经过课题人员三年多的不 懈努力，研制成功两种新型增效 射孔器,以下对这两种产品和技术 分别进行介绍。
该井为同层重复射孔，增效射孔之前产量：油2.7
河2-5井
射孔井段：2132.5--2127.9m
枪型：增效89型
施工日期：98年12月11日
该井为不同层射孔，增效射孔之前油1.8吨/日
，
采用增效射孔后, 2000年3月
统计产量油14吨/日。
河140-2井 施工日期：99年元月15日 射孔井段：2032.9--2030.5m 枪型：增效89型 该井为为新井投产，采用增效射孔后,2000年3
砧垫
2020/8/6
增效复合射孔技术----初步结论
4、初步结论 增效复合射孔技术是把部分装药送到射孔
孔道中实现二次爆炸, 提高了清堵造缝效果， 降低了对射孔枪及井筒的伤害。污染层得到处 理;裂缝形成之后，引燃枪内的增效药块, 产生 大量高能气体，沿着前边已经打通的裂缝,进入 孔道周围的岩层里，作用在油层中，使原有的 裂缝发展延伸，给岩层中的油气提供了更多更 方便的通道。
1、工作原理 增效复合射孔技术是在射孔的过程中，将
射孔孔道周围的污染层剥离（清堵），同时在 孔道周围岩层中制造裂缝并使其延伸，以达到 改善油层渗透率，提高射孔效率增加油气产量 的目的。其途径是在小长径比射孔弹的前方置 一前仓，前仓内充填两种装药：中心部分装填 高密度大颗粒随进装药，外侧充填低密度速燃 型助推装药，两者均为固体环状结构，并与前 仓同轴。
8~10 米
1000/1116
1051/1201 820/962 4 Kg /2
药
89 6Kg/2 9Kg/2 12Kg/2
量
102 6Kg/2 9Kg/2 12Kg/2
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增效复合射孔----结束语
增效复合射孔技术研制项目经过三年多的攻关，完成了开 题指标，取得较好的成绩。
1. 通过对三种方案的试验,形成了两种产品。 2.第一种产品利用空心装药的特有结构，使射流在运行过程 中，直径产生变化，出现凸点，从而使孔径明显增大、射孔伴 随有扩孔造缝压裂作用。该产品结构新颖、设计合理、加工制 造工艺性好、施工操作方便，各项技术指标均达到并超过普通 102射孔弹。 3.第二种产品利用研制成功的小长径比射孔弹和前仓的装药 结构,把部分装药送到射孔孔道中进行二次爆炸,实现了射孔一 造缝一裂缝延伸的过程。与普通的射孔相比，具有能量大，效 率高，作用时间长，安全性能好等优点,能有效的破碎孔道内壁 压实带，提高地层渗透效果。
3、P—T曲线测试
• P-T曲线测试装置
增效复合射孔技术----P—T曲线测试
模拟靶试验装置
• 抗压强度应 4 0 Mpa， 体 积 不 能 太小、靶外要有密 封系统，以保证试 验中压力不致泄放 太快。模拟试验装 置结构如下图。
放气螺丝 靶套 套管
点火螺栓
密封盖 混凝土
射孔枪
模拟试验装置结构图
与天然裂缝交接的可能。
55
1-套管 2-污染带
3-射孔孔道 4-延伸的裂缝
11
5-天然裂缝
22
33
44
图1:井中增效射 孔效果示意图
套管
枪身
图2 增效射孔效果示意图
增效射孔器应用中的主要特点
2、无射孔污染。常规聚能射孔中，高速金属射流侵
彻岩层时会在孔道周围挤压形成压实带（或称压实罩） ，降低岩层的固有渗透率，造成射孔污染。增效射孔弹 的射孔过程同样也会形成压实，但压实带会被紧接着到 来的高速振荡气流加载破除，在压实带上形成多条微裂 纹而保持或提高了岩层的固有渗透率，从而消除了射孔 污染。其对比情况见图3、4。
持原102弹穿深基础上孔道加粗，对孔道内壁压实带的破碎造缝 效果明显； d 据对新产品技术的全面分析，新型增效射孔弹结构新颖、设计合 理、加工制造工艺性好、施工操作方便，各项技术指标均达到并 超过普通102射孔弹，现场射孔作业安全可靠，为油气田增效射 孔提供了一种有效的实用技术。
增效复合射孔技术--孔道爆炸与串联装药
10
2.4 1
3 2
1.8
3.7 4.5 1 1.2
14
14
6.4 4.9
2.3
2.7 2.7
0.15
1
垦东5-101 河143 高54 河2-5
史8-34 河51-斜100
河140-2 史3-8-14
牛10 河31-71 河51-斜11
史3-8-14井情况分析
含水
液,油(吨)
• 辛10-1井
•
增效复合射孔技术--孔道扩径造缝方案
一、孔道扩径造缝方案的主要工作和研究内容 1、主要研究工作
这一阶段的主要工作是参照军工破甲弹技 术原理，结合石油射孔生产操作工艺研制增效 射孔模型弹，同时进行原理性试验研究。通过 试验寻求增效射孔弹的合理设计参数，探讨课 题的研究方法和途径，进一步论证方案的可行 性。
增效复合射孔技术----
电缆
产品基本结构
点火接头
主要技术指标：
电雷管
1）地面混凝土检测，射孔延缝深度
射孔枪
大于1.5m。
2）穿孔孔径15mm，射孔孔密10-16
增效 射孔弹
孔/米，射孔相位90°。
延缝增
3）起爆、穿孔率 98%。
效药块
4）耐温150℃/24小时，120℃/48小
枪尾
时，耐压80MPa。
30mm
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640mm
增效复合射孔技术----参数设计
3、新型增效射孔弹的设计参数 在地面靶场大量模拟试验和计算分析研究的
基础上，射孔扩孔造缝弹的设计参数确定为弹 重为420g，弹径50mm主装药品种为：R852炸药 ，主装药重量35g，采用扩径锥台装药结构；起 爆药品种为RDX，起爆药重量3g,采用铜基粉末 冶金小锥角单锥变壁厚药型罩，罩口径41mm， 罩高43mm。
油气井增效射孔技术研究的目的是在保证原有射孔弹 射孔效果的基础上，增加射孔的后效作用，通过在射孔孔 道内扩张造缝或腐蚀压实带的途径，改善孔道的渗透性， 从而达到提高油气井产量的目的。
增效复合射孔技术----前言
二、增效射孔技术发展的现状
增效复合射孔技术国外早在六十年代就已开始开发应用。 目前国内逐渐开展的射孔与气体压裂的复合形式主要有两种： 一种是将普通射孔枪与气体压裂弹简单的机械组合，即在射孔 枪底部接上一组气体压裂弹，这样虽然可以增强射孔效果，但 也增加了枪身总体长度，气体发生部位又不与射孔枪在同一层 位，使用不便，效果也不理想。另一种是将火药推进剂与射孔 弹装在同一枪身内，这种复合射孔器无法实现射孔孔道内二次 爆炸，也存在操作工艺复杂，枪内压力过高、炸枪等后患。为 此，胜利测井公司与山东机器厂研究所、北京石油化工学院石 光技术公司联合研制了新型增效射孔器，从根本上解决这一问 题，取得显著效果。
二、孔道爆炸与串联装药方案的主要内容 本课题是将射孔和压裂（或清堵）结合在
一起的一种新的射孔技术。把射孔做功分成三 个阶段，即射孔一造缝一裂缝延伸。这三项做 功分别由三个独立装药来完成，与普通的射孔 相比，具有能量大，效率高，作用时间长，安 全性能好等优点，是一种有广泛应用前景的射 孔技术。
增效复合射孔技术----工作原理
射孔井段：2404--2400.5m
•
枪型：增效102型
•
施工日期：99年9月8日
•
该井为不同层射孔，增效射孔之前不出油，采用
增效射孔后产量：油10吨/日,2000年3月统计产量油22吨/日。
• 河31-71井
•
施工日期：99年元月27日
•
射孔井段：1979.3--1975.3m
•
枪型：增效89型
•
增效复合射孔----结束语
4.增效复合射孔技术将射孔与压裂结合为一体， 在射孔的同时消除了钻井与固井对地层造成的伤 害，缩短了施工周期，节约了成本。该技术尤其 适用于稠油、出砂井以及致密性硬地层、裂缝性 储层和溶洞性储层。现场应用证明采用增效复合 射孔技术效果明显优于常规射孔,具有广阔的应用 前景。 5.应进一步进行岩性、物性与射孔效率分析，使 之发挥更大的作用。 6.在今后的推广工作中进一步完善增效复合射孔 器材配套，提高产品经济效益，拓展国内外市场 。
5）施工后对套管及水泥环的作用程 图1、增效射孔器
度符合射孔完井规范。
产品结构示意图
增效射孔器应用中的主要特点
1、提高穿透深度和孔径、增大沟通面积。在
符合检验标准的混凝土靶中，常规YD-89射孔器
的穿孔深度通常为450mm左右，增效射孔器的射
孔延缝深度大于1500mm。由下图1表示的增效射
孔在井筒周围形成多条裂缝增大了沟通面积并有
套管井射孔新技术 增效复合射孔技术 深穿透射孔技术 全通径射孔 张开式射孔器 测试联作射孔 防沙射孔
增效复合射孔技术----目录
目
录
一、前言
二、增效复合射孔技术原理
三、增效复合射孔器的基本结构
四、增效复合射孔技术的主要特点
五、主要研制内容
1、孔道扩径造缝方案的主要研究内容
2、孔道爆炸与串联装药方案的主要内容
月统计产量油17吨/日。
对称式复合射孔
主要作用：
1、采用对称式，提高能量的利用率。 2、提高压裂效果，增加油井产量。
药筒参数
枪
药 柱 长药
筒 长 装
长 2~4 米
60 500/616
89 526/616 102 410/552 60 2 Kg /2
5~7 米
750/866
790/940 615/757 3 Kg /2
增效复合射孔技术----推广情况
胜利测井公司自96年开始立项进行增效复合 射孔技术研究,98年开始试用,截止目前共施工51 口井。据统计，有48%的井见到了明显的效果， 以下是25口井的施工情况。
25
口 井 施 工 增 产 跟 踪
情 况 统 计
表
28.2 (吨)
增效射孔技术应用情况统计图
增效射孔前的产量 增效射孔后的产量(不同层) 增效射孔后的产量(同层)
增效复合射孔技术----技术原理
增效射孔弹是利用炸药爆炸与火药燃烧两种 能量结合作用的原理而设计的。当点火器点火之 后，导爆索爆炸起爆射孔弹，以微秒级的速度先 行完成射孔过程，聚能射流射穿套管水泥环,并 在地层中形成一定长度的孔道，同时被点燃的火 药以毫秒级的反应速度形成一定高压和加载速率 的脉冲气流，沿已射开的孔道冲击加载，使射孔 孔道以裂缝的形式延伸扩展，解除了射孔污染， 增大了井眼与地层沟通的范围。
增效复合射孔技术----地面模拟试验
4、地面模拟试验
增效复合射孔技术----产品比较
5、与国内外同类产品比较
增效复合射孔技术----结论分析
6、 主要结论与分析
a 新型增效射孔弹完全满足射孔枪与火工品外型尺寸兼容(102mm) ； b 新型增效射孔弹产品制造工艺性好，施工工艺和现场装配射孔作
业与现有生产作业完全相同； c 射孔伴随有扩孔造缝压裂作用。孔径较原102弹明显增大，在保
增效复合射孔技术----技术关键
2、技术关键 孔道扩孔造缝方案，是根据射流的形成机理
而设计的，空心装药的特有结构可以形成一个具 有独特形态的射流，该射流沿长度方向具有变化 的速度和梯度。利用装药厚度及药型罩厚度等参 数的变化，使其形成的射流在其长度上存在着不 同的速度和梯度，这样，射流在运行过程中，直 径产生了相应的变化，出现凸点，从而在孔道内 适当的深度产生扩径并伴随压裂造缝作用。当凸 点作用于靶板时，既能保证穿深，又能对孔道产 生较好的压裂造缝效果。
1、射孔弹壳 2、射孔弹装药 3、药型罩 4、前仓 5、助推药剂 6、随进装药 7、延缝增效药块
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增效复合射孔技术----设计要求
2、设计要求 复合射孔一压裂技术与普通射孔不同之处在于它
不仅要在油层中射出理想的孔道，还要把足够量的随 进装药推入射孔孔道中。102枪内径82mm，而传统的 102射孔弹长度都大于50mm，如果装上它则枪内有效 空间所剩无几，因此研制新型的长度较短的小长径比 射孔弹，这种弹的长度应小于40mm。由于复合弹的特 殊用途，还要求射孔孔径要足够大(15-20mm)，以便 后续随进装药的随进充填，因此大孔径是该射孔弹的 一个重要指标。
六、推广应用情况
七、结束语
增效复合射孔技术----前言
一、任务来源及研究工作的意义
科技日新月异，我国石油天然气勘探开发研究也不断 发展。油气井试油评价中发现射孔效果对油气井产能影响 显著。射孔器材制造者竞相开发研究性能高、适用性广的 多系列多品种的射孔弹，从而使国内外射孔弹性能品种等 差距逐步缩小。本课题是按照石油天然气总公司九五科研 规划“增效复合射孔技术研究”的要求设置的，也是针对 为解决目前石油射孔弹在射孔的孔道内壁形成致密的压实 带，其渗透率只有原生岩的15%左右，严重影响了出油效果 这一迫切需要提出的。