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射孔完井技术培训教材


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。
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。
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%。
(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。
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。


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、油管输送射孔工艺流程
(1)TCP的施工设计
1)射孔枪柱设计
2)设计确定起爆压力 3)设计射孔管柱。射孔管柱的设计要根据 地层压力、岩性、含油情况、渗透率和井眼 套管结构,完井液情况,负压要求,投产要 求等来设计引爆方式,负压的构成方法以及 封隔器类型和安全接头、液压减震器等。
(2)室内准备工作
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。
射孔深度校正
一、射孔自动化标图、校深
由于套前与套后测井曲线存在一定深度差值,必须进行深 度校正,以往通过人工校正,存在人员素质、人工读值视差等 诸多影响射孔精度的因素,我们通过不断的努力并与实际经验 相结合,最终实现了标图、校深自动化。
测井原始数 据
曲线 平差
人机交互
曲线 拟合
人机交互
人机核对数 据
大孔径102 BH48RDX-1 102
9
-
BH54RDX-1 102
10
-
BH64RDX-1 102
混凝土靶检测结果
平均穿深 平均孔径
(mm)
(mm)
321
7.2
436
8.2
505
8.8
543
10.2
639
11.6
657
11.8
856
12.2
386
16
256
20.7
215
26
贝雷砂岩靶检测结果
平均穿深 平均孔径
➢混凝土靶检测 ➢砂岩靶检测 ➢高温常压穿钢靶检测 ➢高温高压检测
➢模拟井检测


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
随着大庆油田勘探开发工作的不断深入, 薄差层的开发也变得越来越重要。如何提高这 些地层的开发效果成为亟待解决的问题,而准 确射开这些地层是后续增产作业成功的前提。 大庆油田的射孔深度控制技术历经四十多年的 发展,已由最初的“麻绳、尺子加剪刀”发展 到目前的数字化射孔深度控制系统。通过新技 术的应用以及强化过程管理,射孔的准确性得 到了很好地保证。
二、油管输送射孔工艺
1、油管输送射孔的原理 油管输送式射孔的基本原理是把一口井所要射
开的油气层的射孔器全部串连在一起连接在油管的 尾端,形成一个硬连接的管串下入井中。通过在油 管内测量放射性曲线或磁定位曲线,校深并对准射 孔地层。可采用多种引爆方式引爆射孔器,同时可 实现负压射孔、正压射孔等特殊射孔条件。
1、电缆输送式套管射孔现场施工过程: (1)装炮、联枪 (2)射孔深度定位
1)自然伽玛曲线定位 2)七组接箍或短套管定位
(3)射孔点火 (4)做下次射孔记号
2、电缆输送射孔技术特点 (1)电缆输送射孔的优越性
1)适应各种各种无枪身和有枪身射孔器; 2)施工快捷。 (2)电缆输送射孔的缺点 1)由于携带射孔器长度有限,下井次数较多; 2)由于在施工时需要采用动密封,若发生井喷, 不易控制; 3)对于一些补孔井,由于井内结蜡或油稠,下 井较困难。
(1)避免了误射孔;
(2)射孔系统深度误差可控制在10cm以内。


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
输送方式
一、电缆射孔工艺
电缆输送射孔技术是用电缆将射孔器输送 到目的层的射孔技术,电缆输送式套管射孔是 在套管内,用电缆把射孔器输送到目的层,进 行定位射孔。包括无枪身和有枪身套管射孔。
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。
弹型
序号
枪型
俗称
新名称
1
YD-60 DP30RDX-2
60
2
YD-73 DP33RDX-2
73
3
YD89-1 DP36RDX-1
89
4
ห้องสมุดไป่ตู้
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
流动
(mm)
(mm)
效率
183
8.5
0.78
207
9.7
-
280
8.5
0.86
304
9.1
0.77
299
11.9
0.91
329
11.8
0.78
570
13
0.83
304
17.1
0.84
-
-
-
-
-
-
适用性 小井眼
低渗透油层
注聚合物区 地层
在1999年,102枪装127弹射孔器开始大面 积推广并见到显著增油效果的基础上,2001年, 穿透深度更深的1MD-3射孔器初步得到应用,具 体效果见表
完井方式 井数 1MD3 10 YD-89 4
射开厚度(m) 砂岩 有效 4.7 2.9 5.3 3.5
初期产能(t) 平均采液强 平均采油强 日产液 日产油 度t/dm 度t/dm 3.5 3.5 0.74 0.74 2.3 2.3 0.43 0.43
射孔器材检测技术
为了保证射孔施工的质量,需要对射孔器材的 性能和质量进行检测作。一方面,对新研制开发的 射孔器在推广应用之前,都要进行一系列性能检测; 另一方面,不定期对生产所使用的射孔器材质量进 行抽查。上述工作由大庆油田射孔器材质量监督检 验中心进行,其检验标准等效采用的API RP43第五 版检测标准。射孔器材检测的项目主要有:
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。
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