射孔完井技术培训教材精品PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（三）聚能射孔器
高能炸药的聚能效应早在1945年，Mohaupt和R.H. Melemore等在美国福特沃斯成立了油井炸药公司（Well Explosives, Inc.—现今哈里伯顿·威立克斯公司的前身）， 开发了油气井聚能射孔弹，1946年首次在裸眼井中射孔，1948 年在密西西比二口套管井中射孔。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中得到了迅速发展。
弹型
序号
枪型
俗称
新名称
1
YD-60 DP30RDX-2
60Biblioteka Baidu
2
YD-73 DP33RDX-2
73
3
YD89-1 DP36RDX-1
89
4
YD89-3 DP41RDX-1
89
5
新YD-102 DP44RDX-1 102
6
YD127-4 DP44RDX-3 102
7
1MD-3 DP44RDX-5 102
8
射孔完井工艺技术教材
王永福 2004年8月
概述 第一章 射孔器及其检测技术 第二章 射孔深度控制系统 第三章 射孔工艺技术 第四章 射孔过程中的油气层保护技术 第五章 国内外射孔新技术
目前国内外完井方式主要有套管或尾管射 孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套 管内砾石充填完井等。其中套管射孔完井是目 前国内外使用最广泛的完井方法。其基本原理 是在一口井钻井、固井完成后，利用射孔器射 穿油层套管、水泥环并穿透至油层一定深度， 从而建立井筒与地层间的油气流动通道。该种 完井方式的优点是可选择性地射开不同压力、 不同物性的油层，以避免油层间干扰，还可避 开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具 备实施分层注、采和选择性压裂或酸化等分层 作业。
上个世纪六十年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐步成熟，美、 俄等国相继用它在准备进行水力压裂的地层、聚能射孔效率不 高并且地质和技术条件复杂的地层进行射孔，以及在一些特殊 条件下使用。这种方法是借助于含有分选好的石英或其它磨料 的高压液流进行井下射孔。液流通过喷嘴的速度约150～250m/s， 流量约1L/s～6L/s，枪外径约80～230mm，枪身用油管下入井中， 井口泵为2～8台大功率泵。该技术在俄罗斯使用较多，约占其 射孔作业的5%。
（四）其它
1、复合射孔器
上个世纪八十年代，随着高能气体压裂技术的完善与发展，将 聚能射孔与高能气体压裂相结合形成了复合射孔器。射孔后， 利用推进剂的快速燃烧产生高温高压气体，对地层进行造缝。 九十年代，复合射孔器得到了很大的发展。复合射孔器按结构 形式可以分为一体式、分体式、外套式、二次增效等。
2、水力喷砂射孔器
（一）机械切孔器
1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔，机 械切孔器用钻杆下井，然后打开切刀，当切刀绕销钉 旋转时，靠钻杆的上提力切入套管壁。这种穿孔法速 度慢、成本高，水泥环超过25mm厚时效果不佳。
（二）子弹射孔器
1926年，Sid Mine首先发明了子弹射孔方法，美国兰威尔 斯公司（现在西方阿特拉斯公司）获得了专利，于1932年首次 用于油井套管射孔，在加利福尼亚Montebello油田一口800m深 的井，用了8天时间，下井11次，共发射80枚子弹。该射孔方 法比机械切孔方法进一步，广泛使用了二十多年，目前国外仍 有应用。
三、聚能射孔器分类及性能
聚能射孔器按装枪结构可分为有枪身聚能射孔器和无枪身 聚能射孔器。有枪身聚能射孔器与无枪身聚能射孔器相比具有对 套管水泥环破坏小、射孔弹和导爆索等不受井内液体压力的影响 等优点。随着油田开发对象的变化和工艺技术的进步，有枪身射 孔工艺技术得到飞速发展，深穿透、大孔径射孔器逐渐完善配套， 形成了射孔器系列化。下表给出了大庆油田常用射孔器的性能指 标及适用范围。
近十年来，国内通过深化射孔理论研究，完 善配套工艺，增加射孔弹新品种并形成系列化 等，缩短了射孔技术与世界先进水平的差距， 总体水平已接近国际先进水平。
概
述
第一章 射孔器及其检测技术
第二章 射孔深度控制系统
第三章 射孔工艺技术 第四章 射孔过程中的油气层保护技术
第五章 国内外射孔新技术
射孔器
射孔器是用于油气井射孔的器材（或装置）及 其配套件的组合体，其作用是打开井下封闭油气层 的套管、水泥环并深入油气层，建立井筒与油气层 间连通的通道，其性能的好坏直接影响到射孔完井 效果。 一、射孔器发展概况
3、激光射孔器
这种方法将地面激光发生器产生的高功率相干光束通 过光缆导向沿着井轴到达预定射孔深度，然后通过设在 此处的激光接受器将光束横向折射到被射位置，光束连 续聚焦在折射光束轴的聚焦点上，形成射孔孔眼。预计 激光射孔器的射孔穿透深度可达457mm，可按要求射开 多个孔眼，孔径为9.5mm至25.4mm，此外激光射孔器的 孔眼定位相当准确，使每个孔眼都能对准油气层。这种 射孔方法可最大限度地降低对油气层的损害。但到目前 为止，未见现场应用情况报道。
大孔径102 BH48RDX-1 102
自大庆油田投入开发以来，射孔完井工艺技 术大体上经历了三个阶段：第一，以SQ691跟踪 射孔仪、泥浆压井、WD67-1型射孔器射孔为标 志的准确打开油气层射孔工艺技术阶段；第二， 以清水压井过油管射孔、负压射孔、射孔液应 用为标志的保护油气层射孔工艺技术阶段；第 三，以深穿透射孔、复合射孔、DB-Ⅱ型数字化 射孔仪应用为标志的解放油气层射孔工艺技术 阶段。
虽然，射孔器的种类较多，但目前射孔仍以聚能射孔器 或以其为基础发展起来的复合射孔器为主。
二、聚能效应 在谈聚能射孔器之前，首先要了解聚能效应。为
了说明聚能效应，首先看一组实验结果，实验的目的 是比较不同装药结构穿钢板能力。
为了提高聚能效应，就设法避免高压膨胀引起的能量分散， 在聚能过程中动能是能够集中的，势能（位能）则不能集中， 恰恰相反能起分散作用，如果设法把势能转化成动能，就能大 大地提高能量的集中，那就是在药柱的锥形表面加一个铜罩， 爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就将能量传递给了铜 罩，由于铜的压缩性很小，因此势能增加很少，大部分表现出 动能的形式，这样就可以避免高压膨胀引起的能量分散，而使 能量更加集中。
高能炸药的聚能效应早在1945年，Mohaupt和R.H. Melemore等在美国福特沃斯成立了油井炸药公司（Well Explosives, Inc.—现今哈里伯顿·威立克斯公司的前身）， 开发了油气井聚能射孔弹，1946年首次在裸眼井中射孔，1948 年在密西西比二口套管井中射孔。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中得到了迅速发展。
弹型
序号
枪型
俗称
新名称
1
YD-60 DP30RDX-2
60Biblioteka Baidu
2
YD-73 DP33RDX-2
73
3
YD89-1 DP36RDX-1
89
4
YD89-3 DP41RDX-1
89
5
新YD-102 DP44RDX-1 102
6
YD127-4 DP44RDX-3 102
7
1MD-3 DP44RDX-5 102
8
射孔完井工艺技术教材
王永福 2004年8月
概述 第一章 射孔器及其检测技术 第二章 射孔深度控制系统 第三章 射孔工艺技术 第四章 射孔过程中的油气层保护技术 第五章 国内外射孔新技术
目前国内外完井方式主要有套管或尾管射 孔完井、割缝衬管完井、裸眼完井、裸眼或套 管内砾石充填完井等。其中套管射孔完井是目 前国内外使用最广泛的完井方法。其基本原理 是在一口井钻井、固井完成后，利用射孔器射 穿油层套管、水泥环并穿透至油层一定深度， 从而建立井筒与地层间的油气流动通道。该种 完井方式的优点是可选择性地射开不同压力、 不同物性的油层，以避免油层间干扰，还可避 开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌，具 备实施分层注、采和选择性压裂或酸化等分层 作业。
上个世纪六十年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐步成熟，美、 俄等国相继用它在准备进行水力压裂的地层、聚能射孔效率不 高并且地质和技术条件复杂的地层进行射孔，以及在一些特殊 条件下使用。这种方法是借助于含有分选好的石英或其它磨料 的高压液流进行井下射孔。液流通过喷嘴的速度约150～250m/s， 流量约1L/s～6L/s，枪外径约80～230mm，枪身用油管下入井中， 井口泵为2～8台大功率泵。该技术在俄罗斯使用较多，约占其 射孔作业的5%。
（四）其它
1、复合射孔器
上个世纪八十年代，随着高能气体压裂技术的完善与发展，将 聚能射孔与高能气体压裂相结合形成了复合射孔器。射孔后， 利用推进剂的快速燃烧产生高温高压气体，对地层进行造缝。 九十年代，复合射孔器得到了很大的发展。复合射孔器按结构 形式可以分为一体式、分体式、外套式、二次增效等。
2、水力喷砂射孔器
（一）机械切孔器
1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔，机 械切孔器用钻杆下井，然后打开切刀，当切刀绕销钉 旋转时，靠钻杆的上提力切入套管壁。这种穿孔法速 度慢、成本高，水泥环超过25mm厚时效果不佳。
（二）子弹射孔器
1926年，Sid Mine首先发明了子弹射孔方法，美国兰威尔 斯公司（现在西方阿特拉斯公司）获得了专利，于1932年首次 用于油井套管射孔，在加利福尼亚Montebello油田一口800m深 的井，用了8天时间，下井11次，共发射80枚子弹。该射孔方 法比机械切孔方法进一步，广泛使用了二十多年，目前国外仍 有应用。
三、聚能射孔器分类及性能
聚能射孔器按装枪结构可分为有枪身聚能射孔器和无枪身 聚能射孔器。有枪身聚能射孔器与无枪身聚能射孔器相比具有对 套管水泥环破坏小、射孔弹和导爆索等不受井内液体压力的影响 等优点。随着油田开发对象的变化和工艺技术的进步，有枪身射 孔工艺技术得到飞速发展，深穿透、大孔径射孔器逐渐完善配套， 形成了射孔器系列化。下表给出了大庆油田常用射孔器的性能指 标及适用范围。
近十年来，国内通过深化射孔理论研究，完 善配套工艺，增加射孔弹新品种并形成系列化 等，缩短了射孔技术与世界先进水平的差距， 总体水平已接近国际先进水平。
概
述
第一章 射孔器及其检测技术
第二章 射孔深度控制系统
第三章 射孔工艺技术 第四章 射孔过程中的油气层保护技术
第五章 国内外射孔新技术
射孔器
射孔器是用于油气井射孔的器材（或装置）及 其配套件的组合体，其作用是打开井下封闭油气层 的套管、水泥环并深入油气层，建立井筒与油气层 间连通的通道，其性能的好坏直接影响到射孔完井 效果。 一、射孔器发展概况
3、激光射孔器
这种方法将地面激光发生器产生的高功率相干光束通 过光缆导向沿着井轴到达预定射孔深度，然后通过设在 此处的激光接受器将光束横向折射到被射位置，光束连 续聚焦在折射光束轴的聚焦点上，形成射孔孔眼。预计 激光射孔器的射孔穿透深度可达457mm，可按要求射开 多个孔眼，孔径为9.5mm至25.4mm，此外激光射孔器的 孔眼定位相当准确，使每个孔眼都能对准油气层。这种 射孔方法可最大限度地降低对油气层的损害。但到目前 为止，未见现场应用情况报道。
大孔径102 BH48RDX-1 102
自大庆油田投入开发以来，射孔完井工艺技 术大体上经历了三个阶段：第一，以SQ691跟踪 射孔仪、泥浆压井、WD67-1型射孔器射孔为标 志的准确打开油气层射孔工艺技术阶段；第二， 以清水压井过油管射孔、负压射孔、射孔液应 用为标志的保护油气层射孔工艺技术阶段；第 三，以深穿透射孔、复合射孔、DB-Ⅱ型数字化 射孔仪应用为标志的解放油气层射孔工艺技术 阶段。
虽然，射孔器的种类较多，但目前射孔仍以聚能射孔器 或以其为基础发展起来的复合射孔器为主。
二、聚能效应 在谈聚能射孔器之前，首先要了解聚能效应。为
了说明聚能效应，首先看一组实验结果，实验的目的 是比较不同装药结构穿钢板能力。
为了提高聚能效应，就设法避免高压膨胀引起的能量分散， 在聚能过程中动能是能够集中的，势能（位能）则不能集中， 恰恰相反能起分散作用，如果设法把势能转化成动能，就能大 大地提高能量的集中，那就是在药柱的锥形表面加一个铜罩， 爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就将能量传递给了铜 罩，由于铜的压缩性很小，因此势能增加很少，大部分表现出 动能的形式，这样就可以避免高压膨胀引起的能量分散，而使 能量更加集中。