浅析负压射孔技术的应用

浅析负压射孔技术的应用

作者：张强封德力张雷雷刘昌泰

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第16期

【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。管柱下到目的层后，经校深调整管柱确保射孔枪对准目的层，封隔器座封。井口往油管内投点火棒，点火棒先撞碎开孔器的玻璃盘，使油管与封隔器以下套管相通。点火棒再撞击点火头完成射孔，由于地层压力大于油管中静液柱压力达到负压目的。射后如地层压力过高，井口环空内打压打开反循环阀，可以进行循环压井。

优点：

（1）自动精确灌液；

（2）缩短施工周期；

（3）提供压井措施；

缺点：

（1）下井工具较多；

（2）设计要求复杂；

2.2 压力起爆负压射孔

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。

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：采用压力延时起爆方式。射孔枪上边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。

压力点火头的剪切销数量严格按设计要求计算安装。管柱下井过程中，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，由于压力开孔装置生产孔道未打开，油管内处于封闭空间。管柱下到目的层后，经校深调整管柱确保射孔枪对准目的层，封隔器座封。井口环空打压，压力经封隔器上旁通孔同时作用于压力开孔器滑套活塞和压力点火头，当压力达到一定值时，打开负压开孔装置生产孔，点响压力点火头完成射孔，由于地层压力大于油管中静液柱压力达到负压目的。射后如地层压力过高，井口环空内打压打开反循环阀，可以进行循环压井。

负压开孔装置是一种在射孔完井作业中建立负压并传递环空点或压力的装置，该装置可替代测试工具开关阀实现负压。

优点：

（1）自动精确灌液；

（2）缩短施工周期；

（3）提供压井措施；缺点：

（1）下井工具较多；

（2）设计要求复杂；

3 射孔与压力测试工艺一体化

射孔与压力测试一体化技术是将压力计直接下到油层顶部，可以在第一时间直接采集油层射孔后的压力、温度变化，采集数据能直接反映射孔前、射孔枪起爆、射孔后直至射孔枪身起出整个过程的压力变化，进而计算出地温梯度、地层压力梯度、产量等数据，为采油厂提供最原始、直观、真实的第一手资料，为油气井的后续作业、工作制度优化提供可靠的依据。为甲方提供储层的第一手压力及温度资料。

4 三联作试油（测试）工艺技术

设计原理：将射孔枪及其引爆系统、地层测试工具系统与滑套式喷射泵（滑套处于关闭状态）一起下入井下预定位置，通过校深使射孔枪对准目的层，做封封隔器，环空加压引爆射孔枪，地层测试器测流动压力和压力恢复，测试完成后，油管加压，打开滑套，投泵心（下挂压力计）进行排液，排出液经地面分离计量系统分离，计量后求取产能，压力计纪录地层压力，取样器完成最终流体取样。

5 负压射孔施工注意事项

（1）下井工具安装的销钉剪切值严格按设计要求计算，正确安装销钉。各工具耐压动作值由小到大依次为：油管流量阀、负压开孔装置、压力点火头、反循环阀，各级压差至少在5Mpa以上。

（2）下井工具顺序严格按照施工设计装配。

（3）下井过程控制油管下速，严防顿钻。

（4）井口加压时，专人指挥，严格按设计逐步加压，不得随意增加压力。

参考文献

[1] 牛超群，等.油气井完井射孔技术.石油工业出版社，1994

[2] 刘玉芝主编.油气井射孔井壁取心技术手册.石油工业出版社 2000年

[3] 吴会龙，张晓成.TCP射孔在渤海油田应用.2009年射孔新技术研讨会论文集