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1、射孔基础理论及新工艺新技术培训,2 0 0 8. 9 成都,射孔完井是目前国内外使用最广泛的完井方法。射孔被誉为油气勘探开发过程中的“临门一脚”，是试油作业的关键环节,直接影响到油气井产能以及油气层的保护问题。 同时,射孔作业涉及到爆炸物品的使用,是一项风险性很高的作业, 广大试油工程技术人员了解、掌握一些基本的射孔常识和新工艺技术是十分必要的。,序 言,射孔：油气井下套管固井后，采用某种方式将射孔器下入目的层位射穿套管、水泥环，到达地层内一定深度，沟通地层与井筒,为地层的油气流入至井筒，提供一个畅通的通道。,射 孔 简 介,射孔孔道,地层污染带,套管,水泥环,1、射孔在油气田勘探与开发中的应
2、用 射孔是目前主要的完井方法。在钻井完成后，应用测井、录井等方法发现地下的油气层并确定其位置，然后在井内下入套管，用水泥将套管与井壁的环形空间全部封固，防止井身跨塌和不同层位的油、气、水串槽，然后通过射孔建立井筒与目的层之间的油气通道，进行试油或求产。,因大部分油气是储存于地层的孔隙中，在井筒的周围地层由于受钻井液的污染，完井液的损害和射孔的压实作用等，将使地层的产能降低。所以射孔质量的优劣直接关系到油气的开发。在射孔完井的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。如果采用恰当的射孔工艺和正确的射孔设计，就可以使射孔对产层的伤害最小，完善系数高，从而获得理想的产能。,多年来人们对射孔工艺、
3、射孔枪弹与仪器、射孔伤害机理及评价方法、射孔优化设计以及射孔负压和射孔液等进行了大量的理论、实验和矿场试验研究，尤其是近十几年来，射孔技术取得了迅速的发展，人们已经认识到，射孔是完井工程的一个关键环节。,2、射孔的目的和要求有一定射孔穿透深度，能够射穿地层的污染带。射孔孔眼干净。干净的孔眼可减小射孔对地层的污染，提高产能。优化射孔参数。根据地层需要，选择最佳的孔密和相位，以取得最佳的射孔效果，并且不破坏套管和水泥环。射孔深度准确。能够按设计准确打开目的层。保证安全施工，避免射孔器落井及中途自爆等事故发生。,3、射孔的工作原理 射孔的原理是，利用专用的聚能射孔弹爆炸时产生的高能射流，射穿枪壁、套
4、管、水泥环，形成由目的层通向井筒的孔眼，即油气通道。 要完成这项工作，需要有射孔弹、导爆索、雷管、射孔枪等器材。射孔弹用来穿孔，雷管用来引爆导爆索。射孔枪的作用是密封射孔弹、导爆索、雷管等器材。,4、射孔完井的技术优势： 1、适用于各种复杂地层，因此世界上大部分油、水、气井均采用射孔完井。 2、能分隔油、气、水层； 3、可任意选择储层、分层开采； 4、增产措施。 5、能有效地防止井壁坍塌。,5、射孔技术的发展历程 在石油与天然气工业中，采用射孔完井技术已有80多年的历史。 1、机械切割器在套管上打孔。 2、30年代开始采用子弹式和鱼雷式射孔器射孔。 3、40年代末聚能射孔弹射孔。 4、复合射孔
5、。 5、激光射孔、水力射孔、层间爆炸等。,6、射孔方式分类 应当根据油藏和流体特性、地层伤害状况、套管程序和油田生产条件，选择恰当的射孔工艺，其工艺可分为正压和负压工艺，用高密度射孔液使液柱压力高于地层压力的射孔为正压射孔；将井筒液面降低到一定深度，形成低于地层压力建立适当负压的射孔为负压射孔。按传输方式又可分为电缆输送和油管（或钻杆）输送射孔，从技术工艺趋势来看，油管输送射孔将会越来越广泛使用。,一、射孔的基础知识二、射孔新工艺新技术三、安全注意事项,提 纲,射孔的基础知识,一、炸药、爆炸现象及特征二、聚能效应三、聚能射孔弹四、射孔器材五、常规电缆射孔六、普通油管传输射孔,一、爆炸现象及特征
6、,1.爆炸基本概念 爆炸是物质急剧的物理或化学变化。在变化的同时，伴随着该物质含有的能量急剧地转变为压缩能和运动能。 爆炸最重要的特征是爆炸点周围介质发生剧烈的压力突跃。爆炸做功的根本原因在系统中原有的高压气体或爆炸瞬间形成的高温高压气体骤然膨胀，导致在爆炸点周围介质中压发生急剧的突跃，从而产生爆炸破坏作用。 放热性、快速性和产生大量的气体产物是炸药发生爆炸的三要素，是发生爆炸的必要条件。,2.炸药分类炸药按用途分为：起爆药、猛炸药、火药和烟火剂四类。（1）起爆药：它主要作为引爆剂，用来激发次级炸药的爆轰，有时又称为初级炸药。起爆药是一种对外界作用十分敏感的炸药，它不但在比较小的外界作用（热或
7、机械作用）下就能发生爆炸变化，而且反应速度很快，能在很短时间内增至最大值。常用的起爆药有叠氮化铅、雷汞、二硝基重氮酚等。（2）猛炸药：是一种用于做巨大爆炸功的炸药。通常用于装填各种弹丸和爆破器材（如射孔弹的装填用药）。它的特点是比较钝感。常用猛炸药有梯恩梯、黑索金、硝铵炸药、胶质炸药等。（3）火药：是一种用于做抛射功的炸药。通常装在炮弹药筒、迫击炮尾部以及火箭发动机内作发射药和推进剂。它的主要特点是：能在没有外界助燃剂（如氧气）进行有规律地快速燃烧。常用有黑火药、无烟火药、溶塑火药等。（4）烟火剂：烟火剂包括照明剂、信号剂、电光剂、燃烧剂及烟幕剂等。它的变化特点与火药一样，其用途在于利用它的燃
8、烧变化造成各种烟火效应。,2.射孔弹装药及其技术指标 油气井射孔弹所用炸药属于高能混合炸药。由于射孔弹在井下高温高压的条件下进行作业，因此射孔弹的所用炸药要求能适应不同井深的耐热炸药。射孔弹装药按耐热性划分为三个等级：普通装药射孔弹装药，它是采用黑索金耐热混合炸药，传爆药采用纯黑索金（RDX），最高耐热可达180；高温级射孔弹装药，它采用奥克托今耐热混合炸药，用纯奥克托今（HMX）传爆药，最高耐热可达230；超高温射孔弹装采用六硝其芪（HNS）或二苦氨基吡啶（PYX）耐热混合炸药，传爆药采用纯六硝基芪，最高耐热可达250。,几种炸药耐热极限温度与时间关系,射孔的基础知识,一、炸药、爆炸现象及特
9、征二、聚能效应三、聚能射孔弹四、射孔器材五、常规电缆射孔六、普通油管传输射孔,聚能效应：如果炸药块(装药)的一端有空穴，当炸药从另一端开始起爆后，有空穴这端对周围介质的局部破坏作用将会大大地增强。这种利用装药一端有空穴来提高装药对周围介质局部破坏作用的效应称为炸药的聚能效应。,聚能射流的形成过程,射流的温度在9001000左右，压力3万MPA。,射流对靶板的侵彻,射流对钢靶破甲后形成的孔道,射孔的基础知识,一、炸药、爆炸现象及特征二、聚能效应三、聚能射孔弹四、射孔器材五、常规电缆射孔六、普通油管传输射孔,从美国欧文公司引进的射孔弹生产线,激光切割机,参数输入界面,计算结果图形显示（穿深时间曲线
10、）,输入射孔弹结构参数、装药参数和靶板参数 计算射流侵彻参数、射孔参数及终点效应参数 输出射孔参数及终点效应参数相关性曲线图形 可实现钢靶、API标准混凝土靶和四川砂岩靶及 三者之间任意组合形式的复合靶的侵彻计算 预测和评估射孔弹穿深性能，实现设计方案的优 选，减少研制工作中的盲目性 减少试验次数，降低研制成本，缩短研制周期,射孔弹设计计算软件,1、射孔弹的基本结构,壳体,炸药,药型罩,2、射孔弹分类射孔弹按结构可分为有枪身射孔弹和无枪身射孔弹：（1）、有枪身射孔弹：指装入密封的射孔枪内的使用的射孔弹，主要部分有炸药、药型罩、壳体三部分组成。由于有射孔枪的保护，射孔弹不接触井液，不承受外压。（
11、2）、无枪身射孔弹：指自身可承受井下压力和温度，不使用密封枪体的射孔弹，主要部分有壳体、药型罩、炸药和密封壳四个部全组成。,3、各部分的主要功能以及对射孔穿深的影响,（1）、壳体。主要有三个方面的作用：支撑、确定装药结构、减缓稀疏波的入侵及产生一次反射波。深穿透射孔弹壳材料均采用钢壳。钢壳的材料和加工方法及热处理方式，对壳体裂解时间和一次反射波的强度都有一定的强度。 （2）、炸药。炸药是聚能穿孔的能源。尽可能地选用高性能的炸药，这是提高射孔弹穿深效果的有效途径。 爆压、爆温、爆速，同种炸药装药密度越高越好。（3）、药型罩。影响射孔弹性能的重要部件，可以说提高性能药型罩起到了70%以上的作用。所
12、以提高射孔弹的性能，重点是加大对药型罩的研究，在对药型罩的材料、配方及工艺方法进行深入研究的同时，对其结构的改进或结其结构新的探索也是提高射孔穿深所要做的重要工作。,（4）、炸高。炸高是指射孔弹口部距靶板的距离。炸高对穿深的影响可以从两个方面来分析：一方面，随着炸高的增加，使射流伸长，从而能提高穿孔深度；另一方面，随着炸高的增加，射流产生径向的分散和摆动，射流延伸到一定程度后，又会产生断裂现象。在射孔作业中，当射孔器直径与井筒内径相差较大时，应增加适当的推靠装置，使射孔器靠近一边套管。,（ 5）、井筒温度 射孔弹、雷管和导爆索中装药的性能实际上都在缓慢地随着井筒内的温度变化而变化。目前国内射孔
13、弹、雷管和导爆索常用炸药性能见下表。,密度（,爆速（,7100,1.65,250 4h,PYX,超高温,8500,1.81,220 2h,HMX,高温,8390,1.72,180 2h,RDX,常温,）,）,耐温极限,装药类型,分类,炸药在高温条件下，热分解速度加快，并产生体积膨胀。装药体积膨胀，要挤压药型罩，并产生装药结构变化，将引起装药密度、爆速、爆压的降低，导致射孔弹穿透深度降低，当温度超过其耐温极限时，射孔弹将产生自爆。,射孔的基础知识,一、炸药、爆炸现象及特征二、聚能效应三、聚能射孔弹四、射孔器材五、常规电缆射孔六、普通油管传输射孔,聚能射孔器是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温高压高
14、速的聚能射流完成射孔作业射孔器。1、有枪身系列由聚能射孔弹、密封的钢管(射孔枪)、弹架、起爆传爆部件(或装置)等构成的射孔总成。,有枪身聚能射孔系列,目前,射孔的穿深越来越受到人们的重视。这是因为一方面穿透深度超过污染带后能使产能有较大幅度的增加,另一方面尽可能提高穿深可以降低压裂酸化的破裂压力且提高压裂酸化的增产效果。,超深穿透射孔器,主要技术性能指标,高孔密大孔径射孔器,满足稠油层和疏松砂岩地层的油气勘探开发需要,解决了弹间干扰、考虑高孔密对套管水泥环强度的影响以及防砂、压裂、产量等方面取得了进展，形成了系列化产品。,178枪最高可装40孔/米（127型深穿透弹）127枪最高可装40孔/米
15、（89型深穿透弹或大孔径弹）114枪可装40孔/米（89型深穿透弹或大孔径弹）102枪可装25孔/米（89型深穿透弹或大孔径弹）,套管孔径:23mm,靶入口,抗压指标：86枪耐压170MPa 90枪耐压150MPa 127枪耐压140MPa耐温指标：高温射孔弹（HMX）耐温 163 /48h 超高温射孔弹（PYX）耐温 260 /100h,成功完成了塔参一井（7136m，172）、柯深101井（6835m，157）等高温高压井的射孔作业， 改写了过去高温高压井射孔器材依赖国外进口的历史。,高温高压射孔器,2、无枪身聚能射孔器由无枪身聚能射孔弹、弹架（或非密封的钢管）、起爆传爆部件（或装置）等构
16、成的射孔总成。,无枪身聚能射孔器,零相位和螺旋多相位过油管无枪身射孔器,（五）系列油管、套管切割器产品的开发,系列穿孔弹的研制开发,近年来油田采用穿孔弹在内层油管、套管上开孔，然后在内外层套管间通过穿孔弹所开的孔道注水泥浆进行固井，来提高固井质量。2001年我公司根据国内市场急需研究开发了有枪身油管穿孔弹51Y型3种， 60Y型3种，套管穿孔弹有89、102、127型，开发了无枪身穿孔弹51型和43型2种，产品具有孔道大，低药量，只射穿内层而不射穿外层油管或套管的特点。产品性能达到了国外同类产品水平，该产品已大量应用于青海、四川、长庆和中海油等市场。,孔径,穿深,7.6,7.2,6.8,6.5
17、,孔径,2 3/8 5.5,8.3,338,65,11,105DP28RDX-41-43,3 1/2 6.4,2 7/8 5.5,2 7/8 5.5,适用油管,9.0,8.3,8.2,穿深,445,390,350,API环靶(mm),120,90,70,45#钢靶(mm),18,14,13,装药量(g),105DP26RDX-45-54,105DP26RDX-40-51,弹 型 号,105DP30RDX-45-63,孔密(孔/m):13、16、20,相位：0（板式）、40（螺旋式）,耐压：105MPa,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,套管枪正
18、压射孔工艺 在油井压井后装好防喷器和大阀门，敞开井口的情况下，利用电缆下入套管射孔枪，通过在电缆上的磁性定位器测出定位对比曲线，调整射孔枪深度对准层位，在正压差下对油气层层位射孔，然后取出射孔枪，下油管并装好井口，进行替喷以使油气井投产。 套管枪正压射孔具有高孔密、深穿透和施工简单、成本低以及较高可靠性的优点，但正压射孔会使射孔液的固相和液相侵入储层而导致严重的储层伤害。为了减少对储层的伤害、特别要求使用优质的射孔液。,（1）电缆输送套管枪射孔工艺（WCG）,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,套管枪负压射孔工艺 这种工艺基本上与套管枪正压射孔相
19、同，只是将井筒掏空至一定深度，在负压差下对油气层射孔，这种方法主要用于中、低油藏。该工艺具有负压清洗孔眼的优点，但对于油气层厚度大的井需多次下射孔枪，不能保持必要的负压。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,电缆输送套管枪射孔工艺（WCG）的优点：施工简便、速度快、周期短；定位方便、准确；施工中能及时检查射孔弹发射情况；缺点：正压射孔，对目的层造成射孔伤害，影响产能；负压射孔后容易发生井喷；受电缆传送能力的限制，每次下井射孔枪不能过长，一般在10米以内，厚目的层作业时间长；不适用于高压油气井。,Perforating research Centr
20、e of SLC射孔工艺研究所,常规过油管射孔工艺 这是最早使用的负压射孔工艺，首先将油管下至油层顶部，装好采油树和防喷管，电缆接头联接射孔枪一起装入防喷管内，打开清蜡阀门下入电缆，射孔枪通过油管下出油管鞋，用电缆接头的磁定位器测出短套管位置，调整深度使射孔枪对准储层，点火射孔。 过油管射孔可以降低油管内液面，使之达到负压射孔，减少储层伤害，尤其适合于生产井不停产补孔和射开新层位，减少了压井和起下油管作业。,（2）电缆输送过油管射孔（TTP）,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,过油管张开式射孔工艺 为了解决27/8in油管在7in套管中的过油管
21、射孔时，射孔弹与套管间隙太大，开发了一种新的过油管张开式射孔工艺。张开式射孔枪，包括控制头和射孔枪，射孔前控制头上提拉杆，使射孔弹绕框轴旋转90，而张开与套管垂直，点火射孔。这样射孔弹可以加大（增加药量），并与套管的间隙减小，射孔后弹壳和弹架炸成粹片落入井底，只把枪头收回。,对外服务地区图,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,过油管张开式深穿透射孔器,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,主要特点,负电流使爆炸螺栓解锁的方法将弹旋转张开至180，正电流使弹发射。射孔器在井下发射后射孔弹壳和枪架炸成碎片
22、落入井底，只把枪头收回。若点火失败，射孔器可安全回收。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,0相位,40螺旋相位,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,电缆输送过油管射孔（TTP）的优点：能进行负压或等压射孔，对目的层的损害小；能防喷；射孔后能直接转为采油，投产快。缺点：因射孔枪的外径受到限制，射孔深度浅，影响产能；只有第一次能产生负压；,电缆桥塞,电缆桥塞是一种利用桥塞坐封工具将桥塞坐封于井内设计深度，且通常配合注灰作业，进行层位封堵的施工工艺。国内常用的桥塞及坐封工具主要有贝克式和吉尔哈特式两种类
23、型。在坐封方式上，主要有电缆座封（靠火药产生动力）和油管液压座封（靠泵车向油管加内压）两种方式。桥塞主要有可钻式桥塞和可取式桥塞两种。电缆桥塞的工艺过程是：用电缆桥塞送到井下预定位置，校准深度。将电缆接通电源，引燃桥塞送进工具中的火药柱，使之产生高温高压气体，迫使座封工具的活塞与芯轴产生相对运动，推动桥塞卡瓦咬紧套管内壁，压缩桥塞胶筒密封套管环空。在此同时，桥塞内部结构自锁，拉断张力棒，座封工具随电缆起出井口，桥塞牢牢卡封在井下预定位置。,概 述,四川测井公司(SLC)是国内唯一集射孔弹生产、射孔器材设计与制造、射孔工艺技术研究到射孔作业和射孔技术服务的专业化公司。四川盆地低渗、低孔、裂缝性碳
24、酸盐储层高含硫化氢和二氧化碳的深井给我们提出了严酷的射孔要求，另外，我们也一直瞄准和跟踪世界射孔完井的最新技术开展射孔新产品的研制和新工艺技术的研究并取得了长足的发展。射孔器材销售到国内主要油田以及伊朗、泰国等地,并在塔里木、吐哈、大庆、胜利、大港等16个油田进行射孔技术服务。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,这种工艺是利用油管连接射孔枪下到油层部分射孔。油管下部联有封隔器、筛管和起爆器，油管内只有部分液柱形成射孔负压。通过深度校正后，装好井口，再通过地面投棒
25、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全部射完油气层。,（3）油管输送射孔（TCP）,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,优点：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；输送能力强，可一次射孔几百米；能使用高性能的射孔器，达到高孔密、深穿透、多方位和大孔径，射孔效果好；安全。可以在起爆前，装好井口，特别适用于高压油气井；能在射孔后将射孔枪释放到井底，使油气井立即投产；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；能在大斜度井和水平井射孔。,二、射孔新工艺,1.水平井射孔工艺技术
26、2.超正压射孔工艺技术3.射孔测试联作工艺技术4.一次管柱多层射孔测试联作工艺5.全通径射孔工艺技术6.一次性完井管柱技术7.WCP带压射孔技术8.WCP多级点火射孔工艺,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,在射孔新技术方面，我们的超正压射孔技术、水平井射孔技术、射孔测试联合作业技术、过油管深穿透射孔技术等10项新技术都达到了当今世界的先进水平。我们最长的水平井射孔是川中磨005H3井长达615米，最深的水平井垂深达5167米；在新疆6126米深的东河14井射孔测试联作成功，是陆上测得产能的最深联作井；在四川深达5000米的天东93井超正压作业成
27、功，较大幅度地提高了气井的产量；罗家7井进行了超正压射孔、大型酸化和APR测试工具联作，降低了施工成本；射孔最深井深达7136米,温度172的塔参一井射孔作业；大直径电缆枪带压射孔在角59井作业，井口工作压力达38MPa 。这些新技术的应用为油气田带来了显著的经济效益。,技术特点：,采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。采用弹架旋转的内定向方式，定向精度高且与枪身旋转的外定向方式相比，在相同 套管内径下可选择更大直径的水平井射孔枪。采用接头旋转扶正环和滚珠枪尾可大大减少起下射孔枪时的摩擦力。接头与枪体之间，公母接头之间采用防退扣装置，避免了落枪的可能。最新研制的起爆开孔装置可实现水
28、平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。可提供89、102和127型三大系列的各型定方位水平井射孔器。最高工作压力：MPa,105MPa,1.水平井射孔工艺技术,主要技术参数,射孔枪外径：mm，102，127mm最高工作压力：MPa,105MPa延时时间：7min定向方式：内旋转定向定向精度：定向率：发射率：孔密：孔米 枪体抗弯能力：米。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,应用情况,在对川局外的塔里木、塔西南、青海、胜利、延长和新星等6油田水平井施工中,从1995
29、年6月至今共完成60余口井的水平井定向发射作业，定向发射了9万发射孔弹，定向率、发射率和一次成功率均为100%。完成长井段、深井的定向射孔、水平井的再射孔、水平井的限流压裂射孔、水平井的氮气正压射孔。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,川中磨75H射孔情况 磨75H井是川内目前水平段最长的一口定方位射孔水平井，水平段长约510米,且测井解释资料显示该井储层垂直厚度较小（约4米），水平段井眼轨迹垂深有起伏，在井深3070米左右为垂深最低点(垂深2637.39米),在3070米下垂深向上移动,到井深3260米处垂深2632.17米,因此确定该井的射
30、孔相位、起爆方式及射孔枪型显得尤为重要。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,水平井射孔方向一般都采用低平方向，即水平两侧，目的是使射孔后沿孔眼展开的裂缝始终在储层内延伸，以防顶部落砂跨塌和底水突进。,射孔相位（射孔弹发射方向）,该井资料显示储层段岩性为白云岩（垂深2632-2636米），上面是石膏层，下面是灰岩，根据测井资料， 井眼轨迹在白云岩中部时，射孔方向采用水平、水平两侧向下30度和向上30度共6个方向（），左图; 井眼轨迹靠近下面灰岩时，射孔方向采用水平两侧向上30度2个方向（）,中图； 井眼轨迹靠近上面石膏时，射孔方向采用水平两侧向下
31、30度2个方向（），右图。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,起爆方式,水平井只能采用压力起爆方式，使用压力延时起爆器能够在延时时间内卸掉井口泵压，从而保证射孔时不至于把压井液压入地层，有利于保护产层。针对该井射孔段长的特点，为了提高起爆可靠性和降低射孔弹爆轰波对套管、水泥环的伤害，我们将射孔段分为2段，每段首尾各安装一个压力延时起爆器实现起爆双保险，全部射孔枪一次下井、两段相对独立起爆射孔的办法确保起爆可靠。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,射孔管串示意图如下：,Perforating re
32、search Centre of SLC射孔工艺研究所,射孔枪型选择,目前国内绝大多数油田在51/2“套管的水平井射孔均采用89型（枪外径89mm），仅有我们01年在塔里木轮南1H2井（射孔段长140米）和02年在河南宝浪油田宝H4井（射孔段长320米）两口井使用102型水平井射孔枪，才打破了原来在51/2套管中只能使用89枪的局限。国外在51/2套管的水平井射孔均采用33/8型（枪外径86mm）。 若51/2套管的水平井采用102型射孔，比89型可装更大的射孔弹，有利于射孔穿深，但是射孔后枪体膨胀卡井的风险也较大，磨75H井射孔跨度长达510米，考虑到射孔后枪体变形和射孔孔眼毛刺的影响，安全
33、显得尤其重要。因此，使用89型水平井射孔枪，孔密16孔/米。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,定位校深,水平井射孔枪串入井定位校深的通常做法是：枪串探人工井底后上提几米到预定射孔段，然后在直井段下自然伽马磁性定位组合仪，测定在直井段预置的短油管深度来验证枪串的深度。磨75H井，我们建议采用自然伽马磁性定位组合仪测定直井或造斜段短油管深度，丈量短油管距离首发射孔弹的长度，确定射孔深度。考虑电缆输送仪器可能到达的深度，和自然伽马曲线特征，在2550米(直井段)和2650米(造斜段)各下一根短油管，保证至少能测出一根短油管的深度，完成射孔校深。,P
34、erforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,施工作业效果,该井斜深3620米，垂深2632.17米，射孔跨度512米，射厚368.5米。作业完成后，射孔枪全部取出，经甲方检查核实，4976发射孔弹全部发射，发射率100%，定向率100%，一次成功率100%，定向精度小于5，孔眼规则一致，孔径在1112mm之间，毛刺高度小于3mm，所有技术指标均优于集团公司标准，作业取得了圆满成功，该井在施工过程中，实现了压力、声音、振动的监测和记录。获得较高产能。,磨75井现场监测曲线,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,内
35、定向旋转偏心弹架,部分水平井射孔器材,射孔孔眼,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,2.超正压射孔工艺技术,超正压射孔的由来超正压射孔是当今射孔完井技术的新突破。它不同于早期的正压射孔，不是在泥浆压井状况下射孔从而造成对地层的严重污染，而是在使用酸液、压裂液及其它保护液射孔的同时给地层加约1.2倍破裂压力，克服了聚能射孔所带来的压实污染，且在加大延伸裂缝的同时还与压裂酸化联作，解决了造缝，解堵，诱喷，防止出砂等一系列问题，大大改善了初始完井效果。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,超正压射孔裂缝,
36、普通水力压裂裂缝,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,主要特点,不仅在常规井中作业，还在高硫化氢井中作业。有加压和井口释放投棒两种起爆方式。有N2加压，N酸（压裂液），液柱酸（压裂液）三种加压方法。不仅有可取式管柱，还有永久式完井丢枪管柱。与大型酸化联作以外，还与加砂压裂联作。有两种压裂方式，一种是超正压射孔的同时进行加砂压裂，一种是自带携砂器。能与大型酸化、测试三项工艺联合作业。有专门对老井进行超正压施工的起爆开孔装置。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,应用情况,现已在四川、江汉、延长油矿等油
37、田施工30余井次，在浅井油田，我们采用的是N2加压方式；在川中秋17井、川东张6井这些约3000米的中深井，我们采用的是N2+酸的加压方式；而在天东93井、天东91井这些深井中，我们采用液柱（酸柱）直接加压的方法。其中在天东72井、天东93井、天东51井、黄龙4井等获得了较高的产量。今年还在罗家7井和高张1井成功地进行了超正压射孔、酸化和地层测试三项工艺联作。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,超正压射孔在五百梯构造长兴组、石炭系产能分析,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,我们以罗家7井为例介绍
38、超正压射孔在高含硫气井的应用。罗家7井是川气出川的重点区域评价井，是一口特高含硫气井。1、概述 2002年9月，四川测井公司在罗家寨潜伏构造的罗家7井首次成功实现超正压射孔与大型酸化、APR测试器三种工艺联合作业， 经测试该井日产天然气44.96104 m3，H2S含量：118.52 g/m3，作业效果显著，获得了较高的工业产能。,施工实例（罗家7井）,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,构造位置：罗家寨潜伏高带上八庙场与罗家寨高点鞍部北翼钻探目的：评价勘探罗家寨飞仙关组鲕滩气藏，取得储层参数，实现储量升级。射孔层位：飞三飞一岩性：细晶细粉晶溶孔
39、鲕粒云岩、含溶孔鲕粒云岩、细粉晶鲕粒云岩、云岩。套管尺寸：177.8mm人工井底：4037m射孔段井温：103 射孔井段：38563876m ，39203956mH2S含量：118.52 g/m3,2、施工井基本数据,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（1）硫化氢含量高达118.52 g/m3，同时与腐蚀性很强的盐酸联作，需解决井下工具和仪器的防腐问题。 （2）超正压射孔、酸化、APR测试工具三联作工艺牵涉到多专业、多设备的合作施工。是一个探索性的实践工作，有一个环节出现了问题都会造成施工失败，在国内没有先例，在国外也未查到相关资料介绍，是一项
40、风险性很高的作业。（3）在选用封隔器和测试工具时，除了需要流通面积大、流动阻力小以外，还要解决在射孔前将酸液顶替到射孔段顶部的工艺问题，而原MFE测试工具、原超正压射孔常用的水力压差式封隔器都不能满足替液及测试等联作施工要求。（4）射孔井段长达100米，射孔与挤酸是同时进行的，在射孔时酸液已进入射孔枪顶部位置，射孔必须一次成功。,3、工艺难点,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（1）防硫器材准备 由于牵涉到高含硫和腐蚀性很强的盐酸作业，射孔器材、密封元件、下井工具在作业期内能够经受住硫化氢和盐酸的腐蚀。项目组用选定的枪管、接头、筛管、减震器、起
41、爆器及密封元件等配套器材，为该井做好了施工准备。（2）起爆方式 为保证射孔一次成功选用双压力（延时）起爆器、隧道传爆结构，以提高射孔枪起爆和传爆的可靠性。,4、器材准备,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（3）测试器的选择 一般的射孔测试联作工艺在陆地上作业大多采用MFE地层测试器，但其通径较小，流通面积有限，不适应超正压射孔大排量高压挤酸的作业方式。全通径测试工具有PCT和APR两种，我们选用的APR全通径测试工具的通径达到了57mm，工作压差70MPa，且能抗15的硫化氢，其性能完全能满足罗家7井在高含硫条件下的挤酸作业。 （4）封隔器的选
42、择 在一般的超正压射孔与酸化联作中我们使用水力压差式封隔器，该封隔器的特点是在低压替酸时封隔器不会座封，其座封靠提高排量增大压差来实现，但在测试阶段会解封，因而不能用于此次联作。 在射孔测试联作中我们用得最多的是PT和RTTS轨道卡瓦式封隔器，比较两种封隔器特点，RTTS封隔器座封、解封的可靠性要比PT封隔器好，根据我们在四川地区深井的作业经验其更适合于高压差井的施工作业，同时也是与APR测试器配套的封隔器，因而此次作业选用RTTS封隔器，但需要解决射孔前的替液工艺问题。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（5）循环阀的选择 采用上述封隔器的问
43、题是不能在射孔前替液，因为APR测试器在下井时球阀处于关闭状态管柱不能建立循环，而打开球阀需在封隔器座封状态下井口施加一定泵压，但封隔器的座封又切断了油套的循环通道，这就存在一个在射孔前需要把管柱内的清水顶替为酸液的问题，否则，会把管柱内大量的清水挤入地层造成污染。普通的循环阀循环结束后循环孔不能关闭，因而，在此井中不能使用，为了解决上述矛盾和适应高等级的作业压力，我们选用的OMNI阀是一种压力控制阀，通过地面压力控制其循环孔能多次开启或关闭，从而解决了替酸的难题。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（1）联作管柱图 （2）射孔设计射孔枪外径：
44、127 孔密：16孔/相位： 许用工作压力：105射孔弹：型号：DP43-RDX-55-127 装药量：45（）穿深：1000mm(混凝土靶)数量:约850发超正压射孔压力 根据测井资料和罗家7井临井的压力施工数据，估算出该井超正压射孔施工压力为84MPa。,5、施工设计,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,Schlumberger Single-Trip TCP-Acid Frac-DST Application for Tubing-Conveyed Perforating,Using this string, a well may be p
45、erforated, acid fractured and tested through a DST string on a single trip into the well. The underbalance is created by spotting nitrogen using the MCCV Multicycle Circulating Valve,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（1）下APR射孔酸化测试联作管串。 （2）电测校深，安装井口，座封封隔器。 （3）环空2次加压打开OMNI阀。 （4）低压替酸。（5）环空六次加压关
46、闭OMNI阀。 （6）环空加压打开LPR-N测试阀。 （7）油管加压引爆射孔。 （8）高压挤酸47.8m3，高压挤顶替液16.2m3。 （9）候酸反应半个小时。 （10）开井放喷排液，排液结束进入测试程序。（11）测试结束，压井，封隔器解封，起出联作管柱。,6、施工步骤,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,7、施工记录曲线,罗家7井射孔施工压力 时间图,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,从此图可以清楚地观察到替液、关闭OMINI循环阀、超正压射孔及挤酸等整个施工过程的压力变化情况。,三联作施工压力
47、记录曲线,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,（1）平均产量：气 44.96104 m3/d（2）地层压力：关井测点最大压力：40.874MPa（3）流动压力：流动末压力：28.952 MPa（4）温度：实测温度94.99。,8、测试成果,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,利用罗家7井的测井资料，采用双矿物模型，对测井资料进行处理，得到该井的储层参数（解释成果图如下）。其射孔段3929.03937.4m，孔隙度为35，含水饱和度为16；射孔段3940.53944.5m，孔隙度为715，含水饱和度为
48、6。可见该井最可能产气的井段只有4m。再综合录井资料，对上述各参数做归一化处理后，得到测井预报产能的数学模型，通过该模型计算罗家7井的预报产能大约10104 m3/d 。 而该井使用三联作工艺施工，实际得到的产能为产气45104 m3/d，大大高于预报的结果，也明显高于与该井储层相当的罗家4井（解释成果图如下） 。采用三联作方式能充分利用超正压射孔的优势，沟通井周较远的裂缝，增加产层的导流能力，同时又利用了射孔测试联作的优点不需排除环空的压井液，使进入地层反应后的残酸能尽快排除，减少了残酸及沉淀物对地层的污染，获得的资料、数据真实可信。,9、效果评价,Perforating research
49、Centre of SLC射孔工艺研究所,超正压射孔已在川东和川东北石碳系、飞仙关储层见到了增产效果，在川南见到了降低破压的作用。该工艺在罗家7井的成功运用是继超正压射孔与酸化联作、超正压射孔与加砂压裂联作成功应用后又把超正压射孔工艺技术推向了一个新的阶段，实现了超正压射孔在高含硫气井的应用，实现了超正压射孔与酸化、测试三联作，拓展了超正压射孔工艺应用的新领域，为开发高含硫条件下的油气井提供了一项新的完井技术。,10、结束语,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,3.射孔测试联作工艺技术,油管输送射孔()与地层测试工具联合作业技术是将测试系统组合在
50、管柱中，一次下井可同时完成负压射孔和地层测试两项作业。由于是在负压射孔下进行的测试，所以能提供最真实的地层评价机会，获取动态条件下地层和流体的多种特性参数。,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,Perforating research Centre of SLC射孔工艺研究所,主要特点,我们不仅能与测试工具联合作业，而且能与测试工具、测试器、APR全通径测试工具联合作业。不仅能下层到上层逐层联合作业，而且能从上层到下层联合作业。独创的旁通传压激发起爆系统，有效解决了联作施工中的起爆难题。由于起爆器与封隔器之间可接油管，故减少了起爆对封隔器和测试器
