射孔完井技术
耐压
定向方式
起爆方式
60
89
102
60.3
88.9
101.6
10.5
23
32
12
16
16
两相位、三相位、四相位
35Mpa
100Mpa
外定向
内/外定向
多级压力 起爆
压力起爆
全通径射孔枪
射孔后,枪串内不滞留任何固体残渣的射孔 枪称为全通径射孔枪。
常规的油管输送射孔施工工艺虽然解决了负 压射孔及防喷等一系列工程技术问题,但由于所 使用的射孔枪与普通射孔枪没有两样——射孔弹 爆炸后,由于弹壳及弹架等分解成几何形状极不 规则的金属碎片,这些碎片在射孔后一般卡在枪 管内部,造成枪串堵塞。因此,常规的油管输送 射孔施工工艺不能满足射孔后随即进行的压裂、 酸化及生产测井等要求,除非进行二次压井。但 随之而来的是因压井带来的二次污染的负面影响 。全通径射孔枪亦由此引出。
• 枪身耐压:
80 MPa
• 射孔器有效长度: 1 m,2 m,3 m,4 m
• 适用最小套管内径: 78 mm
• 射孔弹耐温:
180 ℃/24h
• 穿孔深度(API混凝土靶): >350 mm
• 入孔孔径:
9 mm
• 最大孔密:
16 孔/m
• 射孔相位角:
90°
应用范围
可以取代73-5射孔器应用于双层套 管井、套管变形井、开窗侧钻井和小尾 管井等的射孔。
五项工程手段
◆ 爆炸松口 ◆ 油管切割 ◆ 套管/钻铤切割 ◆ 冲孔封串 ◆ 电缆桥塞
射孔孔道示意图
铅板/钢板穿孔图
射孔参数示意图
射孔弹性能检测
1、主要指标 穿深、孔径
2、检测标准 美国石油协会制定----“油井射
孔器检测规程” API RP—43版 API 19—B版
3、检 测 靶 (1)钢 靶
多级投棒起爆管柱结构
(三)投棒/压力双效起爆方式
目录
● 一米射孔弹 ● 高孔密射孔器 ● 68型射孔器 ● 水平井、开窗侧钻大斜度井射孔器 ● 全通径射孔器 ● 过油管张开式射孔器 ● 复合射孔技术 ● 高能气体压裂 ● 超正压射孔 ● 超负压射孔
一米射孔弹
一米射孔弹是迄今为止威力最大、穿深指 标最高的射孔弹。一米射孔弹穿深的提高不仅仅 是依靠装药量的增加,主要的贡献来源于每单位 炸药增加的功效。
补孔前
补孔后
增产效果
井号
作业 日期
日产(t/d)
液
油
含水 (%)
日产(t/d)
液
油
含水 (%)
(t/d)
液
油
新卫2-41 07.02 5.2
3.3 36.5
7.8
5.3
32.1
2.6
2.0
明侧250
06.0 5
4.9
0.2 95.9
4.6
2.3
50.0 -0.3
2.1
MN20
05.15 16.7 2.0 88.0 17.8
下图为各种射孔弹穿深对比示意:
一米射孔弹与普通射孔弹装枪后 的主要技术参数如下表: 弹型号 一米弹 127弹 102弹 89弹 枪型号 102# 127# 102# 89# 适用套管 5 ½″ 7″ 5 ½″ 5 ½″ 孔密(s/m) 16 16 16 16
相位(°) 90 90 90 90 穿深(mm) 856 724 619 481 孔径(mm) 12.2 12.0 11.6 8.8
研究表明:
当射孔枪与套管之间的间隙大于射孔 枪直径的30%时,射孔穿深将大大降低。
从上图可以看出,若60型射孔枪按 四相位布孔(实际情况正是如此),则 有两到三个相位的射孔弹穿深将受到严 重影响,远不及理想的水平。因此,射 孔效率非常低。这一点往往被业内人士 所忽视。
过油管张开式射孔枪因张开后的外 径达到100mm以上,在射孔穿深指标提 高的同时,张开式设计事实上还起到了 射孔枪扶正器的作用,使射孔枪与套管 的间隙处于比较理想的位置,射孔综合 效率得到大大提高。
● 在胶结不好的地层中,使用小直径射
孔枪,水平低边定向射孔,射孔弹自动射向 水平下方,以防地层出砂造成的枪身被卡。
相位分布如下图:
(两相位)
(三相位)
(四相位)
● 特殊设计的地面分析记录仪器,可检 测射孔枪发射情况,确保射孔成功率。
性能参数:
枪型号
枪外径 (mm) 药量(g)
孔密 (s/m)
相位
技术关键:
● 射孔枪如何进入和起出几百米长 的水平井段; ● 射孔枪可靠起爆; ● 射孔相位选择,即如何实现自动 定向射孔。
解决办法:
● 采用油管输送射孔施工工艺。 ● 采用压力起爆方式及性能可靠的传爆装 置。 ● 在胶结好的地层中,使用大直径射孔枪, 360度圆周射孔。
相位分布如下图:
(六相位) (四相位)
两大发展方向
→ 优化产层性能
射
孔
◆ 高孔密射孔
◆ 深穿透射孔
优 化 设
◆ 气体压裂 ◆ 自控式负压射孔
◆ 复合射孔 ◆ 超正压射孔
计
→ 满足工程需要
◆ 射孔测试联作 ◆ 43型无枪身 ◆ 68型有枪身射孔 ◆电缆防喷射孔
◆ 封串、冲孔 ◆ 54型无枪身射孔 ◆ 全通径射孔 ◆ 选发射孔
射孔参数重要性排序
高孔密射孔枪决不是射孔弹数量的简单 叠加。从射孔弹爆轰的角度讲,它解决了射孔 弹爆炸时的弹间干扰问题,是射孔技术进步的 具体体现。
采用高孔密射孔枪射孔的意义 主要体现在以下几方面:
● 如果钻井过程中避免了地层损害或地层 损害较小,提高射孔孔密就可以极大地弥补孔 深不足造成的油气井生产能力的下降。
由于提高孔眼深度意谓着需要增加射孔 弹的装药量,而装药量的增加又需要增加射孔 枪的尺寸。显然,因受到实际井眼尺寸的限制 ,装药量的增加是十分有限。因此,在有限的 井眼尺寸条件下,高孔密射孔枪是提高射孔流 动效率、确保射孔质量的另一有效手段。
过油管张开式射孔枪
应用张开式射孔枪进行过油管射孔既具有常 规过油管射孔所独有的不压井不停产射孔施工的 优点,又能达到套管射孔枪同等的射孔效率。
过油管张开式射孔枪的结构见如下图:
间隙对穿深的影响
常规的60型过油管射孔枪不仅射孔穿深 低,过小的外径尺寸也是影响射孔穿深的另 一重要因素。因为在射孔时,射孔枪总是贴 在套管一侧,另一侧形成的过大间隙将严重 影响射孔穿深。以60型射孔枪为例,其在51/2套管中的间隙见下图:
3.6
79.8
1.1
1.6
NM2-40
06.02 3.3
3.0
9.1
8.9
8.6
3.4
5.6
5.6
WMC1-2
05.22 16.8 2.1 87.5 29.7
3.1
89.6 12.9
1.0
卫305-24 07.14 6.1
0.1
98.4 12.6
0.7
94.4
6.5
0.6
卫229-9
06.05 2.2
输送方式
电缆输送/油管输送。
高孔密射孔枪
一般将孔密超过20孔/m的射孔枪称为高 孔密射孔枪。
在5 ½′套管的井中,有两种规格的高 孔密射孔枪可供选用。技术指标如下表:
枪型号
102#
102#
枪外径(mm) 101.6
101.6
弹型号 孔密(s/m) 相位(°)
73弹 36
45/90
89弹 25
45/90
孔密与产能的关系见下图:
● 在渗透率各向异性及含有页岩夹层
的油气层中,孔密的增加对生产能力的提 高十分有利,其影响甚至超过射孔穿深。 影响程度如下图所示:
● 对于裂缝型(尤其是水平裂缝)
油气储集层,提高射孔孔密有利于增 加射孔孔道与储集层内裂缝联通的机 率,缩小孔眼与裂缝间的平均距离。
水平井、开窗侧钻大斜度井射孔枪
土靶 (mm)
20020
测试 穿深 229 300 481 528 604 661 856 786
(mm)
适用套管 3″ 4″
5 ½″
7″
九种施工工艺
◆ 电缆射孔; ◆ 过油管射孔; ◆ 油管输送射孔; ◆ 超正压射孔; ◆ 自控式负压射孔; ◆ 油管输送射孔测试联作; ◆ 高能气体压裂; ◆ 复合射孔; ◆ 套管防喷射孔。
● 装配特殊设计的大药量射孔弹,达到套管射 孔枪同等的威力;
● 使用安全、可靠。 ● 避免环境污染。
性能参数:
45号钢 (2)水泥靶
砂:水泥:水=4.75:2.25:
1 砂粒粒度范围:0.2mm~38mm
养护条件:4℃以上至少28天 抗压强度≥5000PSI(34.5MPa)
(3)贝利砂岩靶 平均密度: 2.3g/cm 平均抗压强度:6500psi
(45.7MPa)
射孔压实破碎带
负压流动对孔道的清洗
油管输送射孔
0.8 63.6
3.0
2.8
6.7
0.82.068型源自孔器为进一步提高小井眼射孔深度,测井公司 和有关单位联合,研制成功了68型小井眼射孔 器,经过室内及现场试验,各项指标均达到了 设计要求,其中射孔穿深指标达到73-5射孔器 指标,部分指标接近89型射孔器。
主要技术指标
• 枪身外径:
68 mm
射 孔 枪 与 管 柱 结 构
特点
● 射孔后即可直接投入生产; ● 实现负压射孔,减少射孔污染, 有效的保护油气层; ● 有效防止井喷,保护环境; ● 一次作业可射开几个相距较远的 产层; ● 适用于特殊井(水平井、大斜度 井)的射孔作业。
(一) 投棒起爆方式
多级投棒起爆器
解锁炸药 延期药