射孔

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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 孔径对产能的影响 孔径不是主要作用因素，孔深浅时，影响才突出， 即随孔径增大，产能提高，此时孔径影响与孔密 无关。 不同完井情况，应选择不同的孔径。 砾石充填完井通常需孔深小而孔径大的眼，便充 填砾石； 具有积垢或石蜡沉积趋势的井，扩大直径可减少 28 沉积，效果较好。
第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 二、射孔工艺
按 射 孔 时 井筒 压 力 与 地层压力差：正压、负压 射孔。 正压射孔： 正压射孔： 通常井筒内液柱压力高 于或近似等于地层压力， 称为正压射孔或平衡射孔。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
负压射孔： 负压射孔：
• 油气层压力大于井内液柱压力下射孔。 • 负压差使射孔瞬间地层液体产生负压冲击回流冲洗 孔眼附近地层和孔眼内爆炸残余物，畅通油流通道， 同时避免井内液体进入地层，防止油层内发生土锁 和水锁 。 • 降低射孔损害、减少孔眼堵塞、提高产能有效方法
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第五章 射 孔
第三节 射孔质量检测和评价 现场评价和实验评价。 地面实验：射孔弹性能标定 实验参数 主要参数：射孔穿深和孔眼直径 深入实验还包括射孔压实带厚度、污染带厚 度和射孔孔眼周围渗透率变化等。
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混凝土靶实验 贝雷砂岩靶实验 钢靶实验。
第五章 射 孔
第三节 射孔质量检测和评价 一、混凝土靶实验
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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 主要包括孔眼深度、密度、直径和相位、格式、压 实厚度、压实程度等。 决定射孔完井效率。 参数设计不仅取决于射孔弹型号、地层性质，也取 决于射孔工艺方式、完井管柱类型等各个方面。 对油井产能影响主要原因：炮眼堵塞、非均质地层 影响、射孔参数变化。 射孔格式指孔眼排列方式（交错、螺旋、平面）。
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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 炮眼堵塞 一般只有一个或两个炮眼生产； 流体多产自或进入射孔段小部分，大部孔眼堵塞。 射孔枪偏离中心形成的小炮眼不能清洗 硬岩中穿透深度比预计低 软岩中井壁坍塌可能使有效穿透深度为零。
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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 非均质地层的影响 当地层渗透率各向异性或含有页岩夹层时，射 孔密度低会使油井产能大大下降。 非均质严重时，应加深射孔深度来提高产能。 泥页岩恶化层中，提高孔密会极大提高产能， 射孔深度影响不大。 裂缝性地层射孔深度是提高产能主要因素。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 3. 射孔器输送方式
电缆传输和油管传输。 3-1 电缆输送式套管射孔 最早方法。在套管内，用电缆把射孔器输 送到目的层，定位射孔。 可采用有枪身射孔器或无枪身射孔器。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
电缆输送式套管射孔优点：
(1) 适应性强，可选各型射孔器，满足地质需要。 (2) 施工成功率高，成本低。 (3) 工艺成熟装备配套，施工简单，易于掌握。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
无枪身射孔器基本特点：
(1) 非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。 非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。 (2) 弹架有挠性 ， 套管弯曲和有缩径时有良好通过 弹架有挠性， 性能，一次下井可射30m (或更长 厚的油气层。 或更长) 性能，一次下井可射 或更长 厚的油气层。 (3) 重量轻 、 操作方便 ， 有利于提高施工效率 、 减 重量轻、操作方便， 有利于提高施工效率、 轻劳动强度和降低射孔费用。
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第五章 射 孔
第三节 射孔质量检测和评价
数据测量与处理 (1) 穿孔深度 (2) 穿孔直径 (3) 射孔孔道端部位置 射孔孔道端部位置距靶顶端距离小于 76mm时，试验无效。
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第五章 射 孔
第四节 特殊射孔技术
一、复合射孔 二、超正压射孔 三、水力喷砂射孔 四、水力深穿透射孔
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第五章 射 孔
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
3-3 油管输送式射孔 • 油管柱尾端携带射孔器下井射孔方法(简称TCP)。 • 与电缆传输射孔器差别不大，上世纪80年代引进。 油管输送式射孔特点 (1) 采用射孔效率强、大直径、高孔密、深穿透射孔器。 (2) 整个枪串的完全引爆是关键。 (3) 大井段射孔时，枪与枪现场连接，要求射孔器接头连 接方便、可靠，连接长度要短，以减少射孔盲区。 (4) 作业时间相对增长，要求射孔器有更好耐温性能21。
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第五章 射 孔
第 射孔 射孔 由无枪身聚能
无 枪 身 射 孔 器
射孔弹、 射孔弹、弹架 (或非密封的钢 管)、起爆传爆 部件(或装置) 部件(或装置) 等构成的射孔 总成
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
无枪身射孔器按照射孔弹结构和固弹方式: 无枪身射孔器按照射孔弹结构和固弹方式 全消毁型(a)和半消毁型 和半消毁型(b) 全消毁型 和半消毁型
3) 枪身是射孔器重要部件之一，主要两作用：
射孔弹载体，承受井内液体压力、 射孔弹载体，承受井内液体压力、回收射孔弹爆炸 后的碎片，保证射孔弹下井不损坏和防井下落物； 后的碎片，保证射孔弹下井不损坏和防井下落物； 枪身能吸收射孔弹爆炸产生的冲击和气体膨胀的能 量，保护套管免遭损伤。 保护套管免遭损伤。
缺点：
(1) 高压油气井射孔时难以有效控制防喷。 (2) 不易实现负压射孔。 (3) 采用有枪身射孔时，不能一次 射孔器与射孔工艺 3-2 电缆输送式过油管射孔
保护油层的射孔技术。 油管下入到所要射孔井段上 部，电缆输送小直径射孔器， 穿过油管下到射孔井段，在 套管中定位射孔。 可采用有枪身射孔器和无枪 身射孔器。
中心：套管或油管 靶 壳 ： 2.0～2.5mm 厚 钢 板卷 制，圆柱形或椭圆柱形。 混凝土靶厚：径向平均未穿 透厚度不小于76mm。 壳高：应高于混凝土上平面 l00mm左右，以蓄水养护靶。
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第五章 射 孔
第三节 射孔质量检测和评价 数据测量与处理 ① 穿孔深度 ② 堵孔深度 ③ 套(油)管的孔眼直径 ④ 内毛刺高度 ⑤ 试验数据的处理： 暴露于靶上、下两端的孔道为无效穿孔 完全穿透靶的数据，不计入平均穿孔深度 各孔未穿透厚度平均小于76mm时，试验无效。
第五章 射 孔 第一节 射孔器与射孔工艺 第二节 射孔参数与设计 第三节 射孔质量检测与评价 第四节 特殊射孔技术
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第五章 射 孔
目前世界各主要产油国广泛使 用的完井方法。 射孔：射孔枪在油层某一层段 套管、水泥环和地层之间打开 一些孔道，使地层中流体能流 出。 炮弹射孔的孔眼也称为炮眼。 射孔完井方式下，孔眼是联系 油层和井筒唯一通道。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
合理选择负压： 一方面最大限度消除对孔眼周围损害，产能最高； 另一方面，过大负压差会造成地层机械破损、套管破裂、 井内封隔器或其他仪器脱落，以及储层出砂等问题。 1）实验方法，2）经验关系法 ）实验方法， ） 地层渗透率 高渗透地层 中渗透地层 低渗透地层 （10-3µm2） K>100 10<K<100 K<10 油层负压差 （ MPa） 1.27~6.47 6.47~13.30 32.6 气层负压差 （MPa） 3.23~6.47 13.03~32.6 32.6
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
2 复合射孔器
• 正在发展中新型射孔器。 • 分为两类： 两种射孔方法的复合， 射孔和燃气压裂复合，常用。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 射孔—压裂复合射孔器 聚能射孔和继后高能气体压裂两种作业合二为一， 利用炸药和火药燃速差先射孔后压裂。 聚能射孔弹射孔后，压裂弹随着燃烧，利用燃气脉 冲加载碎解被压实孔壁，消除孔眼近井地层污染； 压开致密岩层，孔道周围产生辐射状多裂缝，提高 地层渗透性能，实现油井增产增注。
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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 孔密对产能的影响 一般，最大产能需有较高射孔密度。 孔密不能无限增加：（1）套管损害； （2）射孔成本 （3）作业复杂程度。 孔密影响与射孔相位角有关，不同相位角，生 产率随孔密增大趋势不同。
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第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计
相位对产能的影响
相位角对产能的影响和地层的各相同/异性有关。 各向异性地层，由180°变到0°或90°时产能较 大提高，0°和90°间变化时产能无大变化； 各向同性地层，0°变到90°或180°时产能较大 提高，90°和180°之间变化时产能无大变化。
第五章 射 孔
第二节 射孔参数与设计 孔深对产能的影响 有钻井损害而无射孔损害时，只有当孔眼深度超过 损害带很多时，产能才不会降低。 有钻井和射孔两种损害时，即使孔眼完全穿过损害 带，产能仍然低于无损害情况下的产能。 有钻井损害时，必须深穿透无损害射孔，完全穿透 损害带。 孔深增加，产能上升，最终产能可达或超过裸眼井 产能。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
有枪身射孔器
8 聚能射孔弹、密封钢管 射孔枪 弹架、 射孔枪)、 聚能射孔弹、密封钢管(射孔枪 、弹架、起爆传爆部件等构成
第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
(a)多次使用型有枪身射孔器； (b)一次销毁型有枪身射孔器 9
第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 一、常用射孔器材 1．聚能式射孔器 最常用，是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高 温高压高速聚能射流来射穿套管、水泥环及地 层，完成射孔作业。 按结构分有枪身射孔器和无枪身射孔器两类， 核心组成部分是聚能射孔弹。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
1）聚能射孔弹
根据火药爆燃时聚能效应原理制 造的，不同形状火药在爆燃时能 量传递方式不同。
聚能效应
聚能射孔弹结构
大孔径射孔弹
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
不同形状火药对靶板不同破坏效果
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺
2）射孔器
将几十发甚至几百发射孔弹串连在一起，用雷管和 导爆索引爆射孔的工具。 按结构分两类： 有枪身射孔器—射孔弹装配在密封的钢管内； 无枪身射孔器—单个密封的射孔弹用钢丝、金属杆 或薄金属带连起来，直接下井射孔。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 无枪身射孔器缺点： 无枪身射孔器缺点： (1)火工器件与液体直接接触 ， 药柱和壳体承受温 火工器件与液体直接接触， 火工器件与液体直接接触 度和压力联合作用，降低射孔器性能指标。 度和压力联合作用，降低射孔器性能指标。 (2) 不像有枪身射孔器能保护套管 ，在小直径套管 不像有枪身射孔器能保护套管， 内射孔时，损坏套管可能性很大。 内射孔时，损坏套管可能性很大。 (3) 单位长度上重量轻， 特别是用塑料弹壳时，在 单位长度上重量轻，特别是用塑料弹壳时， 加重钻井液里使用，下井比较困难。 加重钻井液里使用，下井比较困难。
第四节 特殊射孔技术 一、射孔—压裂复合射孔
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第五章 射 孔
第三节 射孔质量检测和评价
二、贝雷砂岩靶射孔试验 API推荐标准岩石 孔隙度19％～21％ 渗透率和强度稳定 单发射孔弹装药量大于15g射孔器 岩心直径：178mm±5mm 岩 心 长 度 ： 305mm 、 38lmm 、 457mm 、 533mm 、 610mm 、 686mm ， 允许误差±6mm。 未穿透岩心厚度不小于76mm。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 射孔器材是指用于完成射孔工作的设备、装置及其 组合。有聚能射孔器、水力射孔器、复合射孔器等。 最常用为聚能射孔器。 射孔工艺指选择射孔完井方式所采用的射孔方法， 有超正压射孔、正压射孔、负压射孔、复合射孔等。 按射孔器材下入井筒的方式还可以分为过油管射孔、 电缆传输式射孔等。
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第五章 射 孔
第一节 射孔器与射孔工艺 有枪身射孔器特点：
(1) 射孔弹、导爆索、雷管等火品与井内液体无接触，只受 井内温度影响。深井和高压井，必须用有枪身射孔器。 (2) 射孔弹爆轰产物冲击能量大部分被枪身吸收，弹壳、弹架 等碎片留在射孔枪内。 (3) 枪与枪之间刚性连接，采用油管传送射孔器时，容易实现 刚性输送。 (4) 直径较大有枪身射孔器，由于枪身保护，减小套管和水泥 环损坏。