多级压力引爆负压射孔技术

ABSTRACT Zhang Weishan, Chen Yu. Multi-pressure Detonation System for Underbal ance Perf orating. WLT, 2001, 25( 5) : 386- 388 T his ar ticle int roduces a mult iple pr essure det onat ing syst em f or underbalance per for at ing, w hich is designed for under balance T CP in wells w it h big spaced zones and horizont al w ells w it h lo ng int ervals . Subject Terms: t ubing co nv ey ed perfo rating horizont al w ell negat ive pressure perf o-
车小花 1976 年生。1998 年本科毕业于石油大学( 华东) 应用地
球物理专业, 现在石油大学( 华东) 资源系攻读地球探测 与信息技术专业博士学位。( 地址: 山东省东营市石油大 学资源系 邮编: 257062 E-mail: aclab@ m ail. hdpu. edu. cn)
陈序三 高级工程师, 1958 年生。1982 年毕业于石油大学( 华
50
1 00
砂堵
76. 6
经验计算的破裂压力 值/ M P a 69 65 70
决定水力压裂的裂缝的形态、方位、高度和宽度, 影响着 压裂的增产效果。地层破裂压力的大小与岩石的体积密 度、泊松比、孔隙压力和裂缝的发育程度等有关, 因此求 准各项地应力参数, 为压裂设计提供可靠的依据非常重 要。在实际应用时, 要注意在计算上覆地层压力时, 某个 地层单元的厚度必须是直井的深度差, 若是斜井, 要计算 垂深厚度。
第 25 卷·第 5 期 作 者 简 介
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作者
谢然红 讲师, 1966 年生。1989 年毕业于石油大学( 华东) 测井
专业; 1992 年获石油大学( 北京) 应用地球物理专业硕 士学位。现从事岩石物理和测井解释的教研工作。( 地 址: 北京 昌平 石 油大 学 地科 系 邮 编: 102200 Email: Xier h@ bjpu. bjpeu. edu. cn)
法 林 高级工程师, 1955 年生。1982 年毕业于山东大学物理
系。IEEE 会员。曾在挪威科学技术大学、挪威大陆架石 油研究中心和美国 OL A HOM A 大学做研究工作数年。 现从事声波测井和 A VO 研究。( 地址: 陕西省西安市西 安石油勘探仪器总厂研究所 邮编: 710054)
邢光龙 1968 年生。1996 年在吉林大学物理系获理学硕士学
系统工作原理
如图 1 所示, 完成该工艺方法由旁通接头、封隔器、 传压管以及负压装置、点火头、射孔枪等组成。旁通接头 接在封隔器的上部, 传压管上部与旁通接头连接, 穿过封 隔器, 穿过开孔装置中的活塞形成滑动配合。在下井过程 中, 油管与环空密封, 靠加油管液垫控制负压值。封隔器 坐封, 地面向油、套环空加压, 压力通过旁通接头、传压管
进入封隔器下端环空。当达到一定压力时, 各压力延时点 火头相继起爆, 进入延时状态, 继续加压, 负压装置销钉 剪断, 活塞上行预定位置锁定, 这时引爆进压孔关闭, 生 产孔打开, 封隔器以下环空与油管连通, 建立负压。延时 完成后, 引爆各级射孔枪。
封隔器座封后, 加环空压力, 压力通过进压孔进入封 隔器下端环空, 引爆各个点火头, 点火头进入延时状态 ( 见图 1)
( 上接第 385 页) 井号
井段/ m
A井 B井
来自百度文库
4545. 8～4551. 3 4405. 6～4419. 6 4731. 5～4751. 1
表 1 测井提取的破裂压力值与实际值对比
地层破裂压力/ M P a
下限
上限
实际施工压力/ M Pa
下限
上限
47
80
51
79. 2
45
85
66. 6
85. 1
由此, 可以认为这是一项机械结构简单、操作简便、 性能可靠的方法。可在特定条件下, 简便地实现负压射孔 作业。
参 考文 献
[ 1] 万仁溥编著 . 现代完井工程 . 北京: 石油工业出版社 [ 2] 李克向主编 . 保护油气层钻井完井技术 . 北京: 石油工业出
版社
( 修改稿收稿日期: 2001-03-29 本文编辑 高宝善)
东) 矿场地球物理专业。一直从事测井方法、测井资料 应用研究与行政管理工作。现任胜利石油管理局测井
公 司经理。( 地址: 山东省东营北二路 149 号 邮编: 257096 电话: 0546-8762524)
高 杰 副教授, 1969 年生。1991 年毕业于石油大学( 华东) 勘
探系, 获学士学位; 1996 年毕业于石油大学( 北京) 地科 系, 获地球物理测井博士学位。现从事地球物理测井教 学研究工作。( 地址: 北京昌平石油大学( 北京) 地科系 岩 石 物 理 实 验 室, 邮 编: 102200 E-mail: Jiegao @ w w w . bjpeu. edu. cn)
李鹤升 高级工程师, 1945 年生。1969 年毕业于南京大学物理
系, 现从事声波测井研究工作。( 地址: 湖北省潜江市江 汉测井研究所 邮编: 433123 电话: 0728-6558321)
庞巨丰 教授, 1942 年生。现任西安石油学院地球探测与信息技
术研究所所长, 从事测井技术及仪器科研和教学工作。 全国政协委员、陕西省知识界协会副会长; 国家级、石油 工业、陕西省有突出贡献专家, 享受国务院政府特殊津 贴。( 地址: 陕西省西安市电子二路东段 18 号西安石油 学院 248 号 邮编: 710065)
第 25 卷·第 5 期 张维山等: 多级压力引爆负压射孔技术
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漏, 可能误射孔。 2. 环空压力激发各级压力引爆系统 环空加压引爆各个压力点火系统。这种方法各个压
力点火系统不能同时起爆, 采用延时点火系统实现全部 点火的目的。选用环空压力激发各级压力引爆系统的方 法是较可行的。
图 2 中, 压力作用在负压装置上, 负压装置动作, 关 闭进压孔, 封隔器上端环空与封隔器下端环空通道关闭, 同时打开生产孔, 封隔器下端环空与油管连通, 射孔目的 层处于预定压力, 延时时间结束, 各级射孔枪起爆。
图 3 为系统在水平井中工作状态, 与在直井中相同。
图 1 系统构成 图 2 系统工作过程
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测 井 技 术 2001 年
多级压力引爆负压射孔技术
张维山
陈 宇
( 大港油田集团测井公司) ( 航天科技集团 692 厂)
摘要
张维山, 陈宇. 多级压力引爆负压射孔技术. 测井技术, 2001, 25( 5) : 386～388 主要介绍一种多级压力引爆负压射孔的方法。该方法适用于长夹层大跨度井和水平井长井段中完成 T CP 负压射孔。 主题词: 油管传送射孔 水平井 负压 射孔器 起爆器
rat or det o nat or
引 言
T CP 负压射孔是目前应用广泛的射孔技术, 射孔瞬 间地层压力高于井筒压力, 利用地层压力冲击清洗射孔 眼内的碎屑和残渣, 并可防止压井液进入地层造成污染, 从而达到提高油气产量的目的。
为提高下井一次成功率, 可在长夹层大跨度井和水 平井长井段的井中实施多级分段引爆。在长夹层大跨度 直井中, 采用夹层枪时, 其一成本高, 其二导爆索在较长 夹层枪内易出现传爆问题; 国内有采用多级投棒方式点 火, 但在大斜度井、水平井不能适用。在水平井长井段的 井多点起爆中, 通常采用压力点火引爆射孔枪, 国内一般 采用套压加压点火, 但不能实现负压射孔, 靠 N 2 气加压 延时点火建立负压方式, 作业时间长、成本高、工艺较复 杂。
图 2 A 井破裂压力预测值
结论
在油层改造中, 地应力场状态、地层岩石的力学性质
参 考文 献 [ 1] 谭廷栋. 从测井资料提取平均地层破裂压力. 地球物理测井,
1990, 14( 6) : 371～377 [ 2] 王冠贵. 声波测井理论基础及其应用. 北京: 石油工业出版
社, 1988
( 修改稿收稿日期: 2001-07-04 本文编辑 高宝善)
位, 现在该系攻读博士学位。主要从事电磁波测井理论 与资料反演方法研究。 ( 地址: 吉林省长春市解放大路 119 号吉林大学物理系 邮编: 130023)
徐 星 工程师。1993 年毕业于中国地质大学应用地球物理专
业, 获学士学位; 2000 年于石油大学( 北京) 获测井专业 硕士学位。( 地址: 天津大港油田测井公司资料评价中心 邮 编: 300280 电 话: 022-25962903 ( 家) 02225962668( 办) E -mail: star dg@ china . com)
在长夹层大跨度井和水平井长井段的井中, 使用加 压点火情况下, 应用多级压力引爆技术, 可实现理想的负 压 T CP 射孔工艺。
多级点火方式的选择
T CP 多级射孔作业中, 保证每级射孔枪可靠引爆是 重要的。通常, 射孔枪及次级以下射孔枪的引爆方法有以 下几种:
1. 火工传爆序列引爆 第一级射孔枪用投棒和压力激发点火引爆后, 通过 导爆索接收第一级射孔枪尾端爆轰能量并传递给下级射 孔枪。这种方法装配环节较多, 易出现传爆问题。 2. 机械能量激发各级点火装置 较典型的是多级投棒点火装置, 第一级射孔枪射孔 后, 将枪尾的投放棒释放, 靠重力向下运动撞击次级点火 装置。这种方法不适于大斜度井、水平井, 并且安全性较 差, 一旦作业失败, 次级点火的投放棒无法打捞。 3. 压力激发各级点火系统 1. 油管压力激发各级点火系统 各级射孔枪用压力点火头引爆, 枪与枪之间用密封 油管连接。地面加压, 第一级射孔枪引爆后, 液体进入枪 与枪之间的连接油管, 至一定压力引爆次级压力点火头。 这种方法安全性较差, 对油管的密封性要求较高, 一旦泄
图 3 系统在水平井中工作状况
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测 井 技 术 2001 年
结 论
经研究证明, 多级压力引爆负压射孔具有以下特点: ·可在分段射孔中实现液压起爆负压射孔; ·可不使用液氮建立负压, 简化工艺降低成本; ·可不使用掏空方法建立负压, 控制油管内液面高 度, 即可获得准确的负压值; ·可建立最大负压值; ·可适用大斜度井、水平井完成真正的负压射孔。
系统设备
实现多级压力引爆负压射孔, 除要求有密封性良好 的井筒外, 简单的操作和可靠的机械设备是重要的, 而且 利于成本的优化。可供选择的枪型种类较多, 在本系统中 可满足要求, 这里不作讨论。在这里, 主要讨论 3 个基本 部分: 点火头、负压装置、配套设备。
1. 点火头 压力引爆系统可在直井、大斜度井、水平井可靠工 作。在多级起爆中, 考虑在每段射孔枪采用一个独立的射 孔系统, 包括压力点火头、射孔枪。这里采用环空加压, 在 多个点火头处同时施加点火压力; 要形成负压, 在射孔弹 发射之前, 目的层段应实现预定压力。采用延时点火头, 可以利用延时时间完成这两项工作。因此, 对于采用环空 加压引爆压力延时点火头是简单可行的方法。 2. 负压装置 负压装置应采用简单的机械结构, 提高系统的可靠 性。由于点火采用压力引爆, 负压装置也为液压启动。在 地面加环空压力、引爆压力延时点火头后, 在延时时间内 再加压启动负压装置, 这里是两部分系统同时工作, 引爆 各级点火头的压力进压孔关闭, 打开负压阀, 射孔层段套 管与油管连通, 形成负压。 3. 配套设备 确定了点火头和负压装置, 还需要一些配套工具才 能完成系统工作: 压力转换装置、封隔器, 还可根据需要 配上减震器等。完成多级压力引爆负压射孔工作对这些 工具不作特殊要求, 根据使用环境选配即可。