射孔完井技術(shù)培訓(xùn)教材

1、射孔完井工藝技術(shù)教材,概 述,第一章 射孔器及其檢測(cè)技術(shù),第二章 射孔深度控制系統(tǒng),第三章 射孔工藝技術(shù),第四章 射孔過(guò)程中的油氣層保護(hù)技術(shù),第五章 國(guó)內(nèi)外射孔新技術(shù),目前國(guó)內(nèi)外完井方式主要有套管或尾管射孔完井、割縫襯管完井、裸眼完井、裸眼或套管內(nèi)礫石充填完井等。其中套管射孔完井是目前國(guó)內(nèi)外使用最廣泛的完井方法。其基本原理是在一口井鉆井、固井完成后，利用射孔器射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透至油層一定深度，從而建立井筒與地層間的油氣流動(dòng)通道。該種完井方式的優(yōu)點(diǎn)是可選擇性地射開(kāi)不同壓力、不同物性的油層，以避免油層間干擾，還可避開(kāi)夾層水、底水和氣頂，避開(kāi)夾層的坍塌，具備實(shí)施分層注、采和選擇性壓裂或酸化等

2、分層作業(yè),自大慶油田投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，射孔完井工藝技術(shù)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一，以SQ691跟蹤射孔儀、泥漿壓井、WD67-1型射孔器射孔為標(biāo)志的準(zhǔn)確打開(kāi)油氣層射孔工藝技術(shù)階段；第二，以清水壓井過(guò)油管射孔、負(fù)壓射孔、射孔液應(yīng)用為標(biāo)志的保護(hù)油氣層射孔工藝技術(shù)階段；第三，以深穿透射孔、復(fù)合射孔、DB-型數(shù)字化射孔儀應(yīng)用為標(biāo)志的解放油氣層射孔工藝技術(shù)階段。 近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)通過(guò)深化射孔理論研究，完善配套工藝，增加射孔彈新品種并形成系列化等，縮短了射孔技術(shù)與世界先進(jìn)水平的差距，總體水平已接近國(guó)際先進(jìn)水平,概 述,第一章 射孔器及其檢測(cè)技術(shù),第二章 射孔深度控制系統(tǒng),第三章 射孔工藝技術(shù),第四章 射孔過(guò)程中

3、的油氣層保護(hù)技術(shù),第五章 國(guó)內(nèi)外射孔新技術(shù),射孔器,射孔器是用于油氣井射孔的器材（或裝置）及其配套件的組合體，其作用是打開(kāi)井下封閉油氣層的套管、水泥環(huán)并深入油氣層，建立井筒與油氣層間連通的通道，其性能的好壞直接影響到射孔完井效果,一、射孔器發(fā)展概況 （一）機(jī)械切孔器 1910年，用一個(gè)機(jī)械刀片在套管上旋轉(zhuǎn)鉆孔，機(jī)械切孔器用鉆桿下井，然后打開(kāi)切刀，當(dāng)切刀繞銷釘旋轉(zhuǎn)時(shí)，靠鉆桿的上提力切入套管壁。這種穿孔法速度慢、成本高，水泥環(huán)超過(guò)25mm厚時(shí)效果不佳,二）子彈射孔器 1926年，Sid Mine首先發(fā)明了子彈射孔方法，美國(guó)蘭威爾斯公司（現(xiàn)在西方阿特拉斯公司）獲得了專利，于1932年首次用于油井套管

4、射孔，在加利福尼亞Montebello油田一口800m深的井，用了8天時(shí)間，下井11次，共發(fā)射80枚子彈。該射孔方法比機(jī)械切孔方法進(jìn)一步，廣泛使用了二十多年，目前國(guó)外仍有應(yīng)用。 （三）聚能射孔器 高能炸藥的聚能效應(yīng)早在1945年，Mohaupt和R.H. Melemore等在美國(guó)福特沃斯成立了油井炸藥公司（Well Explosives, Inc.現(xiàn)今哈里伯頓威立克斯公司的前身），開(kāi)發(fā)了油氣井聚能射孔彈，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。聚能射孔彈穿透力強(qiáng)，效率高，從此聚能射孔技術(shù)在石油工業(yè)中得到了迅速發(fā)展,四）其它 1、復(fù)合射孔器 上個(gè)世紀(jì)八十年代，隨著高能

5、氣體壓裂技術(shù)的完善與發(fā)展，將聚能射孔與高能氣體壓裂相結(jié)合形成了復(fù)合射孔器。射孔后，利用推進(jìn)劑的快速燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，對(duì)地層進(jìn)行造縫。九十年代，復(fù)合射孔器得到了很大的發(fā)展。復(fù)合射孔器按結(jié)構(gòu)形式可以分為一體式、分體式、外套式、二次增效等。 2、水力噴砂射孔器 上個(gè)世紀(jì)六十年代初以來(lái)，水力噴砂射孔在國(guó)外逐步成熟，美、俄等國(guó)相繼用它在準(zhǔn)備進(jìn)行水力壓裂的地層、聚能射孔效率不高并且地質(zhì)和技術(shù)條件復(fù)雜的地層進(jìn)行射孔，以及在一些特殊條件下使用。這種方法是借助于含有分選好的石英或其它磨料的高壓液流進(jìn)行井下射孔。液流通過(guò)噴嘴的速度約150250m/s，流量約1L/s6L/s，槍外徑約80230mm，槍身用油管

6、下入井中，井口泵為28臺(tái)大功率泵。該技術(shù)在俄羅斯使用較多，約占其射孔作業(yè)的5,3、激光射孔器 這種方法將地面激光發(fā)生器產(chǎn)生的高功率相干光束通過(guò)光纜導(dǎo)向沿著井軸到達(dá)預(yù)定射孔深度，然后通過(guò)設(shè)在此處的激光接受器將光束橫向折射到被射位置，光束連續(xù)聚焦在折射光束軸的聚焦點(diǎn)上，形成射孔孔眼。預(yù)計(jì)激光射孔器的射孔穿透深度可達(dá)457mm，可按要求射開(kāi)多個(gè)孔眼，孔徑為9.5mm至25.4mm，此外激光射孔器的孔眼定位相當(dāng)準(zhǔn)確，使每個(gè)孔眼都能對(duì)準(zhǔn)油氣層。這種射孔方法可最大限度地降低對(duì)油氣層的損害。但到目前為止，未見(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況報(bào)道。 雖然，射孔器的種類較多，但目前射孔仍以聚能射孔器或以其為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的復(fù)合射孔器

7、為主,二、聚能效應(yīng) 在談聚能射孔器之前，首先要了解聚能效應(yīng)。為了說(shuō)明聚能效應(yīng)，首先看一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)的目的是比較不同裝藥結(jié)構(gòu)穿鋼板能力,為了提高聚能效應(yīng)，就設(shè)法避免高壓膨脹引起的能量分散，在聚能過(guò)程中動(dòng)能是能夠集中的，勢(shì)能（位能）則不能集中，恰恰相反能起分散作用，如果設(shè)法把勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，就能大大地提高能量的集中，那就是在藥柱的錐形表面加一個(gè)銅罩，爆轟產(chǎn)物在推動(dòng)罩壁向軸線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，就將能量傳遞給了銅罩，由于銅的壓縮性很小，因此勢(shì)能增加很少，大部分表現(xiàn)出動(dòng)能的形式，這樣就可以避免高壓膨脹引起的能量分散，而使能量更加集中,三、聚能射孔器分類及性能 聚能射孔器按裝槍結(jié)構(gòu)可分為有槍身聚能射孔器和無(wú)

8、槍身聚能射孔器。有槍身聚能射孔器與無(wú)槍身聚能射孔器相比具有對(duì)套管水泥環(huán)破壞小、射孔彈和導(dǎo)爆索等不受井內(nèi)液體壓力的影響等優(yōu)點(diǎn)。隨著油田開(kāi)發(fā)對(duì)象的變化和工藝技術(shù)的進(jìn)步，有槍身射孔工藝技術(shù)得到飛速發(fā)展，深穿透、大孔徑射孔器逐漸完善配套，形成了射孔器系列化。下表給出了大慶油田常用射孔器的性能指標(biāo)及適用范圍,在1999年，102槍裝127彈射孔器開(kāi)始大面積推廣并見(jiàn)到顯著增油效果的基礎(chǔ)上，2001年，穿透深度更深的1MD-3射孔器初步得到應(yīng)用，具體效果見(jiàn)表,射孔器材檢測(cè)技術(shù),為了保證射孔施工的質(zhì)量，需要對(duì)射孔器材的性能和質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)作。一方面，對(duì)新研制開(kāi)發(fā)的射孔器在推廣應(yīng)用之前，都要進(jìn)行一系列性能檢測(cè)；另

9、一方面，不定期對(duì)生產(chǎn)所使用的射孔器材質(zhì)量進(jìn)行抽查。上述工作由大慶油田射孔器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行，其檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等效采用的API RP43第五版檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。射孔器材檢測(cè)的項(xiàng)目主要有,混凝土靶檢測(cè) 砂巖靶檢測(cè) 高溫常壓穿鋼靶檢測(cè) 高溫高壓檢測(cè) 模擬井檢測(cè),概 述,第一章 射孔器及其檢測(cè)技術(shù),第二章 射孔深度控制系統(tǒng),第三章 射孔工藝技術(shù),第四章 射孔過(guò)程中的油氣層保護(hù)技術(shù),第五章 國(guó)內(nèi)外射孔新技術(shù),隨著大慶油田勘探開(kāi)發(fā)工作的不斷深入，薄差層的開(kāi)發(fā)也變得越來(lái)越重要。如何提高這些地層的開(kāi)發(fā)效果成為亟待解決的問(wèn)題，而準(zhǔn)確射開(kāi)這些地層是后續(xù)增產(chǎn)作業(yè)成功的前提。大慶油田的射孔深度控制技術(shù)歷經(jīng)四十多年的發(fā)展，已由

10、最初的“麻繩、尺子加剪刀”發(fā)展到目前的數(shù)字化射孔深度控制系統(tǒng)。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用以及強(qiáng)化過(guò)程管理，射孔的準(zhǔn)確性得到了很好地保證,射孔深度校正,一、射孔自動(dòng)化標(biāo)圖、校深,由于套前與套后測(cè)井曲線存在一定深度差值，必須進(jìn)行深度校正，以往通過(guò)人工校正，存在人員素質(zhì)、人工讀值視差等諸多影響射孔精度的因素，我們通過(guò)不斷的努力并與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)了標(biāo)圖、校深自動(dòng)化,射孔深度計(jì)算流程圖,射孔深度計(jì)算包括射孔通知單的錄入、聯(lián)炮圖的生成、深度計(jì)算三個(gè)部分。其流程見(jiàn)圖,數(shù)控射孔取心儀,DB-型數(shù)控射孔取心儀是一種新型數(shù)字化射孔儀器。在設(shè)計(jì)上達(dá)到了數(shù)字化記錄井下信號(hào)及數(shù)控射孔施工的目的；在操作上實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單化，減

11、少了人為干預(yù)；在功能上,與SQ-691相比增加了計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別信號(hào)功能，微機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能，數(shù)據(jù)采集及處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，中文菜單，圖形顯示及信號(hào)識(shí)別的人機(jī)對(duì)話功能，GR測(cè)井功能；注磁法短接定位及單芯電纜多道傳輸技術(shù)得到應(yīng)用；顯示屏跟蹤顯示井下信號(hào)，從而判斷井下儀運(yùn)行情況，避免電纜打結(jié)等情況的發(fā)生；射后資料磁盤化，并進(jìn)入射孔作業(yè)局域網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；可采取不停車自動(dòng)點(diǎn)火方式，點(diǎn)火深度誤差2cm，消除了停車點(diǎn)火造成的電纜變化誤差；采用數(shù)字化采樣、存取數(shù)據(jù)，消除了SQ-691型射孔取心儀的機(jī)械和人為誤差，提高了射孔精度，滿足了薄油層開(kāi)發(fā)的需要。其優(yōu)點(diǎn)有： （1）避免了誤射孔； （2）射孔系

12、統(tǒng)深度誤差可控制在10cm以內(nèi),概 述,第一章 射孔器及其檢測(cè)技術(shù),第二章 射孔深度控制系統(tǒng),第三章 射孔工藝技術(shù),第四章 射孔過(guò)程中的油氣層保護(hù)技術(shù),第五章 國(guó)內(nèi)外射孔新技術(shù),輸送方式,一、電纜射孔工藝 電纜輸送射孔技術(shù)是用電纜將射孔器輸送到目的層的射孔技術(shù)，電纜輸送式套管射孔是在套管內(nèi)，用電纜把射孔器輸送到目的層，進(jìn)行定位射孔。包括無(wú)槍身和有槍身套管射孔。 1、電纜輸送式套管射孔現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程： （1）裝炮、聯(lián)槍 （2）射孔深度定位 1）自然伽瑪曲線定位 2）七組接箍或短套管定位 （3）射孔點(diǎn)火 （4）做下次射孔記號(hào),2、電纜輸送射孔技術(shù)特點(diǎn) （1）電纜輸送射孔的優(yōu)越性 1）適應(yīng)各種各種無(wú)槍

13、身和有槍身射孔器； 2）施工快捷。 （2）電纜輸送射孔的缺點(diǎn) 1）由于攜帶射孔器長(zhǎng)度有限，下井次數(shù)較多； 2）由于在施工時(shí)需要采用動(dòng)密封，若發(fā)生井噴，不易控制； 3）對(duì)于一些補(bǔ)孔井，由于井內(nèi)結(jié)蠟或油稠，下井較困難,二、油管輸送射孔工藝,1、油管輸送射孔的原理 油管輸送式射孔的基本原理是把一口井所要射開(kāi)的油氣層的射孔器全部串連在一起連接在油管的尾端，形成一個(gè)硬連接的管串下入井中。通過(guò)在油管內(nèi)測(cè)量放射性曲線或磁定位曲線，校深并對(duì)準(zhǔn)射孔地層。可采用多種引爆方式引爆射孔器，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)負(fù)壓射孔、正壓射孔等特殊射孔條件,2、油管輸送式射孔的特點(diǎn) （1）可采用各種有槍身射孔器，以便實(shí)現(xiàn)高孔密、深穿透、大孔徑

14、、多相位射孔的需要，從而獲得最佳的油氣井產(chǎn)能狀態(tài)； （2）可實(shí)現(xiàn)較高的負(fù)壓值射孔，保護(hù)油氣層提高產(chǎn)能； （3）一次下井可同時(shí)射開(kāi)較長(zhǎng)的井段或多個(gè)層段的地層； （4）可以進(jìn)行電纜射孔難以施工的大斜度井、水平井、稠油井等復(fù)雜井的射孔作業(yè)； （5）對(duì)高壓油氣井射孔，安全可靠可防止井噴； （6）可與地層測(cè)試聯(lián)作，縮短試油周期，準(zhǔn)確錄取地層資料，有良好的經(jīng)濟(jì)效益,3、油管輸送射孔工藝流程,1）TCP的施工設(shè)計(jì) 1）射孔槍柱設(shè)計(jì) 2）設(shè)計(jì)確定起爆壓力 3）設(shè)計(jì)射孔管柱。射孔管柱的設(shè)計(jì)要根據(jù)地層壓力、巖性、含油情況、滲透率和井眼套管結(jié)構(gòu)，完井液情況，負(fù)壓要求，投產(chǎn)要求等來(lái)設(shè)計(jì)引爆方式，負(fù)壓的構(gòu)成方法以及封隔

15、器類型和安全接頭、液壓減震器等,2）室內(nèi)準(zhǔn)備工作 1）選擇射孔器材和火工品 2）對(duì)射孔器材和火工品進(jìn)行檢驗(yàn) 3）組裝射孔器和起爆裝置 4）檢查裝槍質(zhì)量，正確使用火工品,3）現(xiàn)場(chǎng)施工步驟 1）射孔隊(duì)到達(dá)井場(chǎng)后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行槍串連接，安裝起爆裝置。 2）連接下井工具，丈量油管及定位短節(jié)的深度設(shè)計(jì) 3）填寫下槍管柱示意圖及施工單 4）監(jiān)督作業(yè)隊(duì)下管柱，直至管柱下到預(yù)定深度 5）進(jìn)行深度定位、校深，計(jì)算出管柱調(diào)整值 6）調(diào)整管柱、安裝井口，引爆射孔器，監(jiān)督射孔器發(fā)射情況,4、油管輸送一次定位射孔 油管輸送一次定位射孔就是利用地層自然伽瑪特性，采用測(cè)井自然伽瑪曲線對(duì)比，選定標(biāo)志層，確定理論短標(biāo)距?，F(xiàn)場(chǎng)

16、實(shí)測(cè)自然伽瑪曲線，確定標(biāo)志層，計(jì)算出實(shí)際短標(biāo)距，確定槍身調(diào)整值，調(diào)整管柱定位點(diǎn)火,為了適應(yīng)外部市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的需要，研究開(kāi)發(fā)了油管傳輸射孔丟槍工藝。油管輸送式丟槍射孔工藝是通過(guò)丟槍接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的，射孔槍身是靠鋼球承重懸掛在丟槍接頭上，射孔后加壓，當(dāng)壓力足夠大時(shí)，剪切銷被剪斷，鋼珠進(jìn)入凹槽，丟槍接頭下部脫離機(jī)構(gòu)與射孔槍一起脫落。該工藝在塔里木油田得到應(yīng)用,射孔工藝技術(shù),一、水平井射孔技術(shù) “水平井射孔技術(shù)”是國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)的配套項(xiàng)目，大慶油田水平井開(kāi)采的主要對(duì)象是低豐度、低滲透、低產(chǎn)的“三低”油層，需要壓裂改造方能投產(chǎn)。當(dāng)水平井的油層膠結(jié)很差或油層需壓裂改造的情況下，在油層套管較低的一側(cè)射孔比

17、較合適，使射孔孔眼在油層水平面的下方，見(jiàn)圖,因此，產(chǎn)層流體上行流動(dòng)，避免了油層吐砂及后期開(kāi)采套管沉砂問(wèn)題。另外，還為壓裂提供了沿油層兩側(cè)延伸的水平通道，避免垂向通道可能造成的油層頂?shù)咨w層被壓開(kāi)的問(wèn)題。為此我們開(kāi)發(fā)研制了幾種低邊定向射孔槍。 一種是彈架旋轉(zhuǎn)低邊定向射孔槍，它主要由槍體、彈架、配重塊、軸承等組成。由于采用了這種結(jié)構(gòu)，不論射孔槍體隨著水平段井眼如何轉(zhuǎn)動(dòng)，相鄰二個(gè)射孔彈相位均為低邊夾角120，這樣就達(dá)到了低邊發(fā)射的目的。 它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，靈活可靠，不受槍身外部環(huán)境的影響，安裝比較容易，起下安全順利，它適合于射孔井段多且井段較短的井,另一種是槍身旋轉(zhuǎn)低邊定向射孔槍，它在井下的管柱組合

18、為：引鞋+射孔槍+傳爆接頭（帶導(dǎo)向塊）+壓力起爆器+旋轉(zhuǎn)接頭+油管至井口。在射孔槍組的頂部接一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭，再在每?jī)芍岄g的傳爆接頭上加工有導(dǎo)向塊，彈架和射孔彈及槍體是相對(duì)固定的。由于射孔槍的形心與重心不重合，產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩，在進(jìn)入造斜段后射孔槍便在此力矩作用下，開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使重心向下、形心在上沿水平段前進(jìn)，以保證射孔彈發(fā)射方向是低于水平面，從而達(dá)到低邊發(fā)射的目的。 依據(jù)上面的技術(shù)原理，根據(jù)油田開(kāi)發(fā)的需要，我們還研制成功了水平180射孔槍，以及三相位水平井射孔槍等，水平井射孔槍已形成系列化,二、復(fù)合射孔技術(shù) 復(fù)合射孔工藝技術(shù)是一項(xiàng)集射孔完井與高能氣體壓裂（簡(jiǎn)稱HEGF）于一體的高效完井技術(shù)。它能

19、一次完成射孔和高能氣體壓裂兩道工序，做到在射孔的同時(shí)對(duì)近井地層進(jìn)行氣體壓裂，形成多條微裂縫，并可解除鉆井、固井、射孔等過(guò)程對(duì)地層的污染，從而改善近井地層導(dǎo)流能力，提高射孔完井效果，達(dá)到射孔完井和增產(chǎn)、增注的目的,1、作用機(jī)理 由于復(fù)合射孔技術(shù)是聚能射孔與高能氣體壓裂技術(shù)的結(jié)合，因此，有必要介紹高能氣體壓裂的作用機(jī)理。高能氣體壓裂和爆炸壓裂、水力壓裂有著本質(zhì)的不同，對(duì)比其壓裂過(guò)程中的P-t曲線可以清楚地看到這一點(diǎn)，下表列出了三種增產(chǎn)措施的主要參數(shù),三種壓裂方法的主要參數(shù)表,三種壓裂方法的pt曲線示意圖,1）造縫作用,致密砂巖HEGF的實(shí)測(cè)P-t曲線,氣體發(fā)生器在目的層段引燃后，迅速產(chǎn)生高溫、高壓

20、氣體，對(duì)井壁形成脈沖加載，井眼周圍地層的巖石被壓縮，當(dāng)井筒內(nèi)壓力超過(guò)對(duì)應(yīng)加載速率下巖石的破裂壓力時(shí)，即在井眼周圍形成多條徑向裂縫,2）裂縫的延伸 達(dá)到峰值壓力后，發(fā)生器產(chǎn)生的大量燃?xì)饫^續(xù)釋放，當(dāng)進(jìn)入裂縫的燃?xì)庠诹芽p面上形成的壓力超過(guò)裂縫的延伸壓力時(shí)，裂縫得以向前擴(kuò)展。與此同時(shí)，井筒內(nèi)的壓力不斷下降，至D點(diǎn)時(shí)，井筒內(nèi)的壓力與地層壓力達(dá)到平衡，裂縫延伸終止,3）裂縫的支撐及閉合 水力壓裂是采用支撐劑支撐形成的裂縫。而HEGF無(wú)支撐劑，卻能長(zhǎng)期保持較高的裂縫導(dǎo)流能力，其原因在于HEGF是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，在一定的加載速率沖擊載荷作用下，形成的多條徑向裂縫具有一定的隨機(jī)性，裂縫面不再垂直于最小主應(yīng)力的方向

21、。由于地應(yīng)力產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用于這些裂縫面上而產(chǎn)生偏軸效應(yīng)（如圖），使裂縫面之間發(fā)生微小的錯(cuò)位，從而使裂縫不易閉合,偏軸效應(yīng)支撐裂縫示意圖,4）機(jī)械作用 高能火藥燃燒產(chǎn)生大量高溫高壓氣體通過(guò)射孔孔眼進(jìn)入地層，對(duì)地層形成脈沖加載。當(dāng)井筒內(nèi)壓力大于巖石破裂壓力時(shí)，就會(huì)在井筒周圍產(chǎn)層中形成多條徑向裂縫。由于壓力上升快，所生成的裂縫不受最小地層主應(yīng)力控制，裂縫延伸方向剪切應(yīng)力分量使裂縫產(chǎn)生微錯(cuò)動(dòng)，這樣裂縫就不致于完全閉合。 （5）反洗作用 當(dāng)火藥燃燒完畢后，井筒內(nèi)壓力下降，壓入地層中的氣體和一些液體會(huì)返流進(jìn)井筒，攜帶出一些巖石碎屑等堵塞物，從而達(dá)到清洗裂縫和射孔孔道作用,6）熱力學(xué)作用 復(fù)合射孔后，目

22、的層段附近溫度一般能達(dá)到300左右，可維持2小時(shí)以上，然后逐漸降低。火藥燃燒所產(chǎn)生的熱量經(jīng)射孔孔眼裂縫表面?zhèn)鬟f給地層流體和巖石，溶解了石蠟、膠質(zhì)、瀝青和其它固相沉積物，降低近井區(qū)域地層內(nèi)原油粘度。 （7）化學(xué)作用 火藥燃燒后產(chǎn)生一定量的CO2、CO、NO和HCL氣體，NO和HCL溶于水生成腐蝕性較強(qiáng)的酸液，對(duì)油層能起到一定程度的酸化解堵作用,2、工藝類型及特點(diǎn) 目前，針對(duì)不同的井況和地層條件，已形成系列化的復(fù)合射孔器及施工工藝。復(fù)合射孔器有下掛式、內(nèi)置式、外套式和二次增效復(fù)合射孔器以及適合于小井眼井的小直徑復(fù)合射孔器,1）下掛式復(fù)合射孔工藝技術(shù) 該技術(shù)的基本原理是在射孔槍下部加裝高能氣體壓力發(fā)

23、生器，通過(guò)射孔器引爆點(diǎn)燃火藥，實(shí)現(xiàn)先射孔后氣體壓裂的目的。該技術(shù)的特點(diǎn)為： 通過(guò)改變裝藥量、火藥性能、火藥裝配結(jié)構(gòu)、液柱壓擋高度等參數(shù)可實(shí)現(xiàn)不同P-T過(guò)程。從而達(dá)到對(duì)不同井況及地層條件設(shè)計(jì)不同P-T過(guò)程,2）內(nèi)置式復(fù)合射孔工藝技術(shù) 該項(xiàng)工藝技術(shù)是將火藥放在特制的射孔器內(nèi)，通過(guò)射孔器起爆引燃火藥?；鹚幦紵a(chǎn)生的的氣體通過(guò)射孔孔眼或預(yù)制泄壓孔排出。該技術(shù)的特點(diǎn)為：壓力上升速度快，峰值壓力高，用藥量較少,3）外套式復(fù)合射孔工藝技術(shù) 該項(xiàng)工藝技術(shù)是將筒狀火藥套在射孔槍外部，通過(guò)射流及沖擊波引燃火藥。 （4）二次增效復(fù)合射孔工藝技術(shù) 該技術(shù)是將內(nèi)置式或外套式復(fù)合射孔器與下掛式復(fù)合射孔器相結(jié)合，內(nèi)置式或

24、外套式復(fù)合射孔器對(duì)地層作用后，通過(guò)分體式復(fù)合射孔器對(duì)地層進(jìn)行二次加載，延長(zhǎng)作用時(shí)間，提高作用效果,3、技術(shù)指標(biāo)與適用范圍 （1）技術(shù)指標(biāo) 耐溫：100，150 耐壓：50MPa，60MPa 復(fù)合射孔器外徑（mm）：60、73、83、89、102、108 （2）適用范圍 儲(chǔ)層物性較差的井層； 儲(chǔ)層具有一定的產(chǎn)能，受污染較嚴(yán)重的井層； 需水力壓裂的井，先進(jìn)行復(fù)合射孔可達(dá)到復(fù)合壓裂的效果，較單純水力壓裂效果要更好,4、對(duì)套管和水泥環(huán)影響 為檢驗(yàn)復(fù)合射孔技術(shù)對(duì)套管和水泥環(huán)的影響，我們做了理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。通過(guò)理論計(jì)算確定了合理的用藥量，保證在壓開(kāi)地層的同時(shí)對(duì)套管和水泥環(huán)不造成破壞。先后在30口井上進(jìn)

25、行了井徑和聲變測(cè)井，通過(guò)測(cè)井結(jié)果對(duì)比，壓裂井段最大漲大3.0mm，水泥環(huán)膠結(jié)略有變化，但影響不大。部分檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表,5、應(yīng)用效果 通過(guò)近千口井的應(yīng)用表明采用復(fù)合射孔完井方式比單獨(dú)射孔完井方式：油井采液強(qiáng)度是其1.4-3.7倍；注水井注水強(qiáng)度是其1.3-4.5倍，見(jiàn)到了較好增產(chǎn)、增注效果。據(jù)國(guó)內(nèi)、外資料調(diào)研及實(shí)際考察，目前我們的復(fù)合射孔技術(shù)從整體技術(shù)及推廣規(guī)模上達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,三、油管輸送射孔與下泵聯(lián)作技術(shù) 為了防止在電纜射孔施工過(guò)程中井噴、壓井以及后續(xù)生產(chǎn)管柱下井作業(yè)過(guò)程對(duì)油層或地面造成污染，通過(guò)分析油管輸送射孔及抽油井和注水井的管柱結(jié)構(gòu)及工藝原理，我公司研究開(kāi)發(fā)了油管輸送射孔與生產(chǎn)管柱聯(lián)

26、作技術(shù)。 1、工藝流程 將射孔槍組裝后，與生產(chǎn)管柱（采油管柱或注水管柱）連接，用油管把射孔槍（防倒扣射孔槍及防倒扣射孔槍中接）和生產(chǎn)管柱及相關(guān)工具下入井中，測(cè)曲線，確定標(biāo)志層，調(diào)整管柱定位后，用環(huán)空加壓方式起爆點(diǎn)火，進(jìn)行射孔，射孔后不用起管柱，直接進(jìn)行投產(chǎn),管輸下泵示意圖,2、技術(shù)特點(diǎn) 可避免起下作業(yè)過(guò)程中的地面污染和處理費(fèi)用，且可減少一次起下作業(yè)； 可避免射孔時(shí)井噴壓井對(duì)油層的污染； 射孔后直接投產(chǎn)，縮短了施工周期。 該工藝尤其適用于高壓、異常高壓油層的生產(chǎn)井，采液強(qiáng)度、采油強(qiáng)度大幅度提高。 該技術(shù)目前已進(jìn)行了管輸射孔與管式抽油泵、桿式抽油泵及螺桿泵聯(lián)作的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，抽油泵泵徑有38mm、44

27、mm、57mm、70mm、83mm，基本可以滿足管輸射孔與不同泵型聯(lián)作的施工需要,概 述,第一章 射孔器及其檢測(cè)技術(shù),第二章 射孔深度控制系統(tǒng),第三章 射孔工藝技術(shù),第四章 射孔過(guò)程中的油氣層保護(hù)技術(shù),第五章 國(guó)內(nèi)外射孔新技術(shù),射孔過(guò)程中油氣層損害的原因,油氣層損害是指在油氣井作業(yè)中油氣層受到損害的原因及物理化學(xué)變化過(guò)程。其實(shí)質(zhì)就是儲(chǔ)層中流體滲流阻力增加，導(dǎo)至滲透率的下降，它的后果將會(huì)影響到油氣井產(chǎn)量，延誤勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，因此，弄清油氣層的損害機(jī)理是保護(hù)油氣層技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,一、外來(lái)液體對(duì)油氣層產(chǎn)生損害的主要原因 （1）外來(lái)液體中的固相顆粒和油氣層中固有的固相顆粒將油氣層的孔隙通道直接堵塞

28、。 若完井液為非清潔性流體、射孔后在壓差的作用下，可使射孔完井液中的固相顆粒侵入油層孔隙喉道，使其滲透率降低。 （2）外來(lái)液體中的水分引起油氣層中粘土礦物的水化和膨脹，從而減小了油氣層的孔隙通道。 （3）外來(lái)液體與地層液體發(fā)生物理化學(xué)作用，發(fā)生水鎖、分子化、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)和化學(xué)沉淀，生成化學(xué)沉淀堵塞油氣層流通孔道，降低了油的滲透率。 （4）外來(lái)液體的侵入造成油氣層潤(rùn)濕性的改變，降低了油、氣的相滲透率。無(wú)論哪一類損害，儲(chǔ)層本身的內(nèi)在條件是主要的因素，當(dāng)儲(chǔ)層不能適應(yīng)外界條件變化時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率的降低,二、儲(chǔ)層中敏感性礦物類型特點(diǎn)及存在的形式對(duì)儲(chǔ)層的損害 敏感性礦物的類型決定著其引起油氣層損害的類型

29、，根據(jù)不同的礦物與不同性質(zhì)的流體發(fā)生反應(yīng)造成的油氣損害，可以將敏感性礦物分為四類。 (1)水敏和鹽敏礦物 （2)堿敏礦物 （3)酸敏礦物 （4)速敏礦物 粘土礦物在孔隙中的存在形式對(duì)儲(chǔ)層損害也有一定的影響，含量越高，造成的油氣層損害程度越大，在其它條件相同的情況下，油氣層滲透率越低，敏感性礦物對(duì)油氣層造成損害程度就越大,三、射孔壓差對(duì)產(chǎn)能的影響 所謂射孔壓差是指射孔液柱回壓和地層孔隙壓力之差。當(dāng)井筒壓力大于儲(chǔ)層壓力射孔時(shí)，稱之為過(guò)壓（或正壓）射孔，反之則稱為負(fù)壓射孔。過(guò)壓（正壓）射孔可使井筒內(nèi)的流體在正壓差的作用下侵入儲(chǔ)層，一旦流體是損害型的，將對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的傷害。同時(shí)射開(kāi)的孔眼得不到清洗，

30、一些固相物質(zhì)（巖屑、爆炸殘余物等）堵塞在孔道內(nèi)，使孔眼導(dǎo)流能力下降。而過(guò)大壓差的負(fù)壓射孔可能會(huì)造成物性較差地層微粒運(yùn)移、堵塞喉道，并使疏松地層出砂和坍塌，從而產(chǎn)生極大的地層傷害。當(dāng)?shù)貙訚B透率很低時(shí)，即使采取很大的負(fù)壓差進(jìn)行射孔也難以產(chǎn)生足夠的負(fù)壓回流，對(duì)射孔孔道進(jìn)行有效的清洗，因此，近幾年來(lái)國(guó)外又研究和推廣了一種新型射孔工藝方法超正壓射孔。所謂超正壓射孔就是在射孔時(shí)對(duì)地層施加一個(gè)超過(guò)地層破裂壓力的壓力，以便在射孔的同時(shí)對(duì)地層產(chǎn)生造縫作用，從而改善近井地層導(dǎo)流能力，提高射孔井產(chǎn)能,射孔過(guò)程中油層保護(hù)技術(shù),一、完井液保護(hù)油氣層 1、完井液類型、特點(diǎn)、作用原理 概括起來(lái)粘土穩(wěn)定劑大體可以分為四類，即無(wú)機(jī)鹽(堿)類、無(wú)機(jī)聚合物類、陽(yáng)離子表面活性劑類及陽(yáng)離子有機(jī)聚合物類。根據(jù)這些粘土穩(wěn)定劑的特點(diǎn)，可配制成多種體系的完井液。通過(guò)大量的試驗(yàn)及使用表明這些類型的粘土穩(wěn)定劑其特點(diǎn)，作用原理是不同的,2、完井液技術(shù)研究 優(yōu)選完井液就是在五種（速