负压射孔工艺

油井作业辅助排液技术介绍

第 1 页共 4 页油井作业辅助排液技术介绍

一、前言

在油（水）井的新井投产施工中，当设计要求负压射孔时，需要借助抽汲等工艺来降低井内液面。当油（水）井进行酸化解堵施工时，为了提高工艺处理效果，减少或避免二次污染，也需要进行工艺排液。在油田开发中后期实施防砂工艺时，为提高防砂工艺效果，也需要对油层进行排液预处理。

二、技术背景

传统的油（水）井工艺排液技术主要有：

1、抽汲排液。抽汲排液是在油井的油管内下入抽子等工具，由通井设备上的钢丝绳下入井内一定液面以下，通过通井设备滚筒的转动，作用于钢丝绳的上下运动，进而带动抽子工作，把抽子以上的液体带到地面。

2、气举排液。气举排液工艺是用高压压风设备往井内注入高压气体，强迫井液在油套管中循环，把井液升举至地面。

3、混气排液。混气排液工艺是向井内循环注入高压气体的同时，向井内泵入一定量的液体，用混气的液体循环替代井内液体，达到降低井液比重，气举排液或诱喷的目的。

4、液氮助排技术。液氮助排技术是借助高压泵车向井内循环替入液氮，然后控制井口放喷，达到油井降压诱喷排液的目的。

5、其它排液技术。主要包括不同性质与比重的井液替排，现在常用的是洗井排液工艺。

三、传统排液技术缺陷与不足

1、抽吸排液效率低，事故率高，酸化解堵等工艺使钢丝绳的应用环境受到限制。

2、气举排液需要使用高压压风机，工艺管柱的气举凡尔等专用配套工具技术不成熟，大面积应用效果不理想。

3、混气排液技术，设备占用量大，工作时间长，生产成本较高，受环保条件限制，现场应用范围显著萎缩。

4、液氮助排技术受选井条件的限制，尤其是低压油井，使用范围小，成本较高，一次成功率低，不利于大面积推广应用。

5、目前在东辛等老油田采用的洗井助排工艺，由于大部分地层是渗透率相对较高的砂岩，油井静液面已很低，反洗井排酸排液，更容易把残酸和堵塞物重新注入地层，从理论到实践排液效果都欠佳。

四、修井作业自助排液泵设计思路

试油射孔联作

完井测试是指利用带有测试工具的管柱，在射孔后井筒中获取地层流体以及测试资料，并对流体和测试资料进行数据分析后，对油层进行定性或定量评价的一种方法。能够通过测试获得的各项地层和流体参数预测油气井的产液量（包括产油量、产气量和产水量），帮助人们判断测试层有无开采价值或者如何采取科学的方法进行开采以及需要采取怎样的措施以提高油气井的产量[1]。但是，完井测试作业一般是在射孔后重新下管柱进行的，射孔后压井起管柱再下测试管柱过程中，会使压井液进入射孔孔道渗入地层，造成对油气层的伤害，从而影响地层评价的真实性。

通源石油：射孔测试联作是将射孔器与测试工具联接成管柱，一次下井同时完成射孔和测试两项作业的一项工艺技术。采用射孔测试联作，不仅能够降低作业成本和作业风险，而且避免了射孔后再次压井下管柱对地层造成的二次污染，提高油井录取资料的准确性，使油井开发评价更具有真实性[1]。目前，射孔测试联作工艺技术在国内内陆和海上油田已经得到广泛应用，形成了一整套的测试工具、作业规范和数据处理方法，技术成熟。而对于复合射孔，由于射孔的同时伴随火药爆燃所产生的高温高压气体的冲击作用，会对测试管柱（包括封隔器和测试仪器）造成损伤，因此，长期以来，复合射孔一直未能实现与测试联作，特别是在当今复合射孔技术在油气田开发上已经得到了广泛的应用，年作业量占到总射孔量的30%以上，研究开发复合射孔与测试联作工艺技术显得尤为重要。

通源石油：复合射孔与测试联作工艺技术是利用现有成熟的复合射孔产品技术以及地层测试技术，将两项技术有机地结合起来，一次下井作业，实现射孔压裂后无需起管柱，直接进行测试的一项新工艺技术。本文通过对复合射孔井筒压力分布规律的理论和试验研究，设计开发了一套能够有效衰减井筒轴向压力和径向震动的组合工具，经现场应用，该套工具能够有效保护封隔器和测试仪器不受损伤，测试仪器工作正常，解决了长期以来复合射孔与测试未能实现联作的问题。该工艺技术的突破，不仅使作业成本得到大幅度的降低，同时也降低了作业风险，对提高油井录取资料的准确度以及油井开发评价的真实性起到积极的作用。通源石油动态高压对测试管柱的影响分析

射孔测试联作技术

1 油管输送射孔与地层测试器联合作业

一、概述

油管输送射孔（TCP）与地层测试器联合作业工艺术（以下简称联作），是将TCP器材与测试器组合在一根管柱上，一次下井可同时完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。它能提供最真实的地层评价机会，获到动态条件下地层和流体的各种特性参数。我国80年代后期从国外引进了该项技术，进入90年代以来，联作工艺已在我国各大油田普遍推广起来。

测试器的类型较多，因而能组成的联作管柱型式及施工方法也就很多。目前使用最多的是Johnston的MFE地层测试器，以后又引进的常规PCT测试器、全通径PCT测试器和APR全通径测试器等，联作激发起爆方式由最初的压差启动、绳索控制起爆方式增加到旁通传压起爆方式和使用全通径测试工具的投棒起爆方式；地层测试的顺序也由从下到上逐层测试发展到既可从下到上也可从上到下进行测试。目前，联作技术正朝大斜度井、高温高压井等特殊条件井的联作方向发展，今后新型测试器和新的联作方法必将不断出现。

二、联作工艺的优越性

1、地层测试的方法及目的

1）地层测试的方法

地层测试又称DST，它包括钻井过程中进行的测试（又称中途测试）和射孔完井后对油气层进行的测试（又称完井测试）。

完井测试的方法有两种，一种是先进行电缆常规射孔，然后下测管柱进行测试。另一种就是联作工艺地层测试。

2）地层测试的目的

通过对取得的测试资料和回收的地层流体进行数据处理和分析就可以对测试地层进行定定量的评价。可获得地层的温度、原始压力、平均有效渗透率、井壁平均堵塞比、测试半径、井储系数、流动系数、表皮系数、污染压降、压力衰竭和边界异常等30余项地层和流体的特性参数。根据这些参数，我们就可以预测产油量、产气量和产水量，可以判断测试层有无开采价值，如何开采以及有无必要采取增产措施，能帮助我们及时、准确地认识新油藏，加快勘探步伐，扩大勘探成果，科学指导增产措施。 2 2、联作工艺的优越性

油气井射孔工艺设计分析与选择

２０１３年第３期　总第１９５期　国外测井技术　Ｗ０ＲＬＤ　ＷＥＬＬ　Ｌ０ＧＧＩＮＧ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｊｕｎ．２０１　３　Ｔｏｔａｌ　１９５　６３　

・综合应用・　、　

油气井射孔工艺设计分析与选择　

邹良志　

中国石油川庆钻探工程有限公司测井公司　

摘要：射孔作业是油气田勘探和开发的一个非常重要环节，而射孔作业中的射孔工艺设计主要包　括射孔方式选择、射孔枪、射孔弹选择、射孔液选择以及射孔深度控制。本文在文献调研的基础上，　概述了射孔工艺选择的要点，分析了射孔工艺设计的相关内容，为油气井射孔工艺的选择提供了依　

据。　关键词：射孔方式；射孔枪；射孔弹；射孔液；深度控制　

１射孔方式选择　

根据油藏和流体特性、地层损害状况、套管层序　和油田生产条件选择恰当的射孔方式。目前，在油　田射孔作业中常用的射孔方法主要有以下几种方　

法，电缆输送套管枪射孔、过油管射孔和油管输送射　

孔等。　、　１．１电缆输送套管枪射孑Ｌ　电缆输送套管枪射孔是在套管内，用电缆把射　

孔器输送到目的层，进行定位射孔。射孔器可以采　用有枪身射孑Ｌ器或无枪身射孔器。电缆输送套管枪　

射孔按采用的射孔压差可分为常规电缆套管枪正压　射孑Ｌ和套管枪负压射孔。　

套管枪正压射孑Ｌ是指射孔前用高密度射孔液造　成井底压力高于地层压力，在井口敞开的情况下，利　

用电缆下人套管射孔枪后，通过接在电缆上的磁性　定位器测出定位套管接箍对比曲线，调整下枪深度　对准层位，在正压差下对油气层部位射孑Ｌ。取出枪　

后，下油管并装好井口，进行替喷、抽汲或气举等诱喷　或直接采用人工举升的方法，使油气井投产。该方　法具有施工简单、成本低、高孔密、深穿透的特点，但　

正压会使射孑Ｌ液的固相和液相侵入储层而导致较严　重的储层损害，为减少正压对地层的损害，特别要求　

优质的射孔液。　套管枪负压射孔与套管枪正压射孔基本相同，　

只是射孔前将井筒液面降低到一定程度，使井底压　力低于油藏压力以建立适当的负压。该方法主要用　于低压油藏，具有负压清洗和穿透较深的双重优　点。但对于油气层厚度大的井需要多次下射孔枪射　

完井射孔介绍

完井射孔简单介绍

一、油井的完井

完井方式：指油井的目的层与井底的连通方式、井身结构及完井工艺。

完井方法总要求：

1、使油气层与井底能有效地连通起来；

2、妥善地封隔油气层，防止层间干扰，便于分层开采；

3、克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油井长期正常开采；

4、能为今后修井与增产措施提供方便；

5、工艺简单，完成速度快，成本低。

目前一般有四种完井方式：裸眼完井、射孔完井、衬管和尾管完井、砾石填充完井。

裸眼完井：适用于灰岩、花岗岩、变质岩及较坚硬的致密地层。分为：先期裸眼完井：钻达油气层顶部，下套管固井，再用小钻头钻开油气层，完井；后期裸眼完井：用同一尺寸的钻头钻过油气层，再把套管下至油气层顶部。

射孔完井：钻穿油气层，下套管固井，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油气层射开，为油气流入井筒打开通道。该方法有利于分层开采、注水及增产措施。目前采用最多。

衬管完井：与先期裸眼完井相近，是在钻达油气层之前，下套管固井，换小钻头钻开油气层，然后下衬管（筛管或割缝套管），用封隔器固定在套管上，并把套管与衬管间隙堵塞。

尾管完井：小直径的套管悬挂在上部较大直径的套管上，其余同射孔完井法。目前辽河一般有f177.8挂f127.0，f244.5挂137.5。

砾石充填完井方法：人为地在井筒（裸眼或衬管）内充填一定尺寸的砾石，起防砂和保护生产层的目的。

二、射孔：

概念：射孔是把专门的井下射孔器下放至油层套管内预定的深度，引爆射孔弹爆炸后产生的高能粒子流射穿套管、管外水泥环，并穿进地层一定深度，打开油气层与井筒的通道。

射孔一般分为电缆输送射孔和油管输送射孔两种方式。（一）电缆输送射孔：用电缆将射孔器下放到井筒内对套管进行射孔。适用于已探明的低压油气井的射孔，一般要求井内压井液液柱压力不小于预测地层压力。

电缆射孔分为：

1、过油管射孔：

优点：①、清水代替泥浆或无固相等高密度压井液，减少了射孔正压差，对地层伤害小；

水平井射孔技术

1 水平井射孔技术

一、水平井射孔

由于油层是在水平段。该工艺采用了管柱输送射孔器，加压引爆射孔弹的方法。在定向射孔输送管柱与枪身之间装配活络接头、方向监测装置，在射孔枪上还增加了偏重心结构。

国外的水平井完井方法采用了裸眼完井、割缝钢管完井和套管固井完井。套客固井需进行射孔。国外一般采用挠性盘管输送、油管（或钻杆）输送射孔枪，在岩性疏松的储集层中采用了定向射孔。其引爆方式是加压引爆。

1990年底国内在胜利油田完成了第一口水平井。虽然我国水平井射孔技术起步较晚，但发展很快。

二、水平井射孔器材

水平井射孔枪可分为非定向和定向射孔枪两种基本类型。

1、非定向射孔器

非定向射孔所用的射孔器与普通油管输送射孔器基本相同，由于油管接头直径大于枪身直径，为了防止起下枪身时接头在套管内的阻或卡的现象，在射孔枪身上加了可滑动的防卡套。

2、向定射孔器

在定向射孔中，为了保证射孔方位符合设计要求，一种是靠枪身定向，另一种是用弹架定向。不管哪种定向都是向下射孔，三排或四排孔，弹孔之间夹角90°～120°，孔密16～20孔/m。

1）外定向射孔器

外定向射孔器主要结构是两定向：弹架与枪的定向用键槽控制；枪与枪的控制用定位销固定。另外该枪是配合引向器使用。

2）内定向射孔器

内定向射孔器的结构与油管输送射孔器基本相同，该射孔器定向射孔是靠射孔弹架控制定向的。弹架是偏重心的，其两端及中间均用弹子轴承支持。一支弹架为3m长。

3、定向射孔器枪头、枪尾及弹架

内定向所用的枪尾和普通油管输送射孔所用的枪尾相同；外定向所用的枪尾是偏重心结构同时带有定位孔，与枪身连接时必须定好位。

定向射孔使用的枪头，外定向和内定向都是一样的，一端是丝扣与枪 2 身连接，另一端设计为内外扣结构，外扣与筛管连接，其内扣和压力起爆器连接。

水平井定向射孔用的弹架基本结构是圆筒钢弹架。外定向弹架的特殊结构是将射孔弹布在夹角70°～180°向下射孔三排孔或四排孔，孔密16～20孔/m，两端有定向盘。内定向弹架的特殊构造：一是偏重心，即是装配好的射孔弹的弹架重心点偏在下面底部；二是该弹架的两端和中间支支撑着滚珠轴承，弹架能自由转动，又因为它是偏重心，偏向射孔弹的部位，故其转动后只有一个稳定状态。这样就能实现了定向射孔的目的。另外这种弹架要求壁厚一点，不能变形，不能弯曲。

动态负压射孔作用机理新认识

常鹏刚;王永清;马飞英;蒋睿;章双龙

【摘要】介绍动态负压射孔技术的发展及研究现状.中国已有少许几个油田进行了动态负压射孔技术试验性应用,但对其作用机理的认识还处在入门阶段.采用逻辑推理与现场试验相结合的方法,从储层应力变化和井筒压力波动2个方面入手,阐述了动态负压射孔技术作用机理.提出了动态负压值的大小与井筒初始压力密切相关的新观点,为动态负压计算模型的建立理论依据,指明了新射孔器械的研制方向.

【期刊名称】《测井技术》

【年(卷),期】2014(038)002

【总页数】5页(P242-246)

【关键词】射孔技术;动态负压;射流侵切;孔眼泄流;应力平衡;实验

【作者】常鹏刚;王永清;马飞英;蒋睿;章双龙

【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500

【正文语种】中文

【中图分类】TE257.1

0 引言

常规负压射孔工艺技术应用中，部分负压射孔效果并不是很理想，特别是在低孔隙度、低渗透率、致密性油气藏。通过研究发现，单纯的静态负压并不一定能确保射孔孔眼清洁，其主要原因是常规静态负压射孔不能在井筒与地层间快速形成负压差，从而影响了孔眼泄流幅度，降低了负压射孔效果。为解决这一难题，斯伦贝谢公司提出了动态负压射孔技术。该技术在射孔爆轰时，能够在井筒内快速形成负压差，瞬间释放地层能量，使射孔孔眼产生更高的泄流幅度和相对较长的持续时间，从而有效清除射孔污染，得到更加清洁的射孔孔眼。

除了阐述动态负压射孔的常规作用机理，以相关研究资料为基础，运用逻辑推理与现场试验相结合的方法，从储层孔眼周围应力变化和井筒压力波动2个方面入手，全面阐述动态负压射孔技术其他可能的作用机理，为动态负压射孔施工提供理论依据。

射孔新工艺新方法及应用

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射孔新工艺新方法及应用

作者：张凤武

来源：《科技风》2016年第18期

摘要：投棒撞击锁销端面，锁销下行，锁定钢珠向里滚动解锁释放击针，击针受油管静压力作用下行击发起爆器，引爆射孔枪。在大跨度夹层多层段射孔施工中，采用油管（或钻杆）代替夹层枪，利用多级负压开孔装置，各个层位段独立点火，可以实现负压射孔。该装置在必须配合封隔器、延时起爆装置，环空加压点火方式实现。加压点火方式井口加压至设计压力，剪断活塞组件中的剪切销，活塞带动击针下行击发起爆器，引爆射孔枪。

关键词：射孔；压力；销钉；起爆；点火

1 投棒加压一体化装置

投棒加压一体化点火装置是为了提高TCP作业起爆可靠性而设计的。它具有既能实现投棒点火，也能实现压力点火的特点。在施工中，可根据需要选用投棒或加压任一种起爆方式。

投棒加压一体化点火装置有双火工件和单火工件两种。

1.1双火工件一体化装置动作原理

装置上端连接安全机械点火头即可实现投棒点火，若投棒点火失败，则可采用环空加压的方式引爆。

1.2单火工件一体化装置动作原理

1）投棒点火方式。投棒撞击锁销端面，锁销下行，锁定钢珠向里滚动解锁释放击针，击针受油管静压力作用下行击发起爆器，引爆射孔枪。

2）加压点火方式井口加压至设计压力，剪断活塞组件中的剪切销，活塞带动击针下行击发起爆器，引爆射孔枪。

2 多级负压开孔装置

在大跨度夹层多层段射孔施工中，采用油管（或钻杆）代替夹层枪，利用多级负压开孔装置，各个层位段独立点火，可以实现负压射孔。该装置在必须配合封隔器、延时起爆装置，环空加压点火方式实现。

1）多级起爆负压射孔工作原理。在下井过程中，依据负压值设计控制管柱内液垫高度；封隔器坐封后，通过环空加压，压力经旁通接头、传压管进入封隔器下环空。加压至起爆压龙源期刊网

动态负压射孔作业卡枪案例分析

长江大学学报（自科版）　２ｏｌ３年１１月号石油中旬刊第１ｏ卷第３２期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉｔ）　Ｎｏｖ．２０１３，Ｖｏ１．１０　Ｎｏ．３２　

动态负压射孑Ｌ作业卡枪案例分析　

黄益疆　（中石油西部钻探新疆油田生产协调部，新疆克拉玛依８３４０００）　

肖Ｊ挂彪　（中石油西部钻探测井公司，新疆克拉玛依８３４０００）　

［摘要］动态负压射孔为一种在射孔瞬间清理射孔孔道的新方法，通过快速吸收井筒内的残余爆轰能，使　井筒内压力在射孔后瞬间下降从而产生瞬间冲击回流，冲洗射孔孔道及周围压实带。通过动态负压射孔　作业卡枪案例分析，总结出动态负压射孔技术在施工中难点及问题，指出了今后的改进技术措施。　［关键词］动态负压射孔技术；新疆油田；卡枪　［中图分类号］ＴＥ２５７．１　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１６７３—１４０９（２０１３）３２一ｏ¨４一ｏ４　

常规射孑Ｌ技术是通过聚能射孑Ｌ弹爆轰形成的高速金属射流撞击岩层，使其在岩层内形成射孔孔道，　而部分射孔孔道会被粉碎的岩屑和射孔后残余物堵塞，且在孔道周围岩层产生压实带，导致储层孔隙　

度、渗透率明显下降，仅为原来的２１．９０　～２８．０２　。为减小射孔作业后对储层的污染，解决射孔时　对近井带地层的压实伤害，提高射孔后射孔孔道的渗透率，最终达到提高油气井产出和注入量的目　

的Ｌ１］，提出了动态负压射孔技术。其从理论上认为，由于射孔过程中存在负压差，使得在射孔的瞬间地　

层流体产生负压冲击回流，动态负压射孔技术能冲洗孑Ｌ眼附近的地层和孔眼内的爆炸残余物，从而能够　畅通油流通道，提高油气井的产能ｌ２］。国内外许多现场实践和室内试验也已证实，负压射孔是降低射孑Ｌ　

损害、减少孔眼堵塞、提高油气产能的有效射孔方法之一。该技术在新疆油田得到了很好的应用。　

１动态负压射孔工艺技术原理　

负压射孔技术是被最广泛接受优化射孔完井工艺。该方法是在射孔前减少井筒内部分液体来实现井　

第六章射孔介绍

第六章射孔

射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。射孔是完井工艺的重要组成部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发生产成本等都有重大的影响。

从1932年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来，射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能弹。射孔弹分为深穿透型和大孔径型两种，能满足高温、中温、低温地层的完井射孔需要。射孔方式分为电缆射孔、油管输送射孔和过油管射孔。

海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔参数（孔径、孔密、相位、孔深），对增加产能和减少修井补射孔作业，提高油气田开发生产效益有重大的影响。

第一节射孔方式和选择

一、射孔方式

1．电缆射孔

电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套管射孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，电雷管引爆射孔枪。在井筒液柱压力高于地层压力的条件下射开生产油气层。

电缆射孔枪有开孔枪和高效枪及高孔密枪等。开孔枪简称PPG（Pore Plug

Gun），高效

枪简称HEG（High Efficiency Gun）。PPG和HEG的射孔相位均为90°，最大射孔孔密为13孔／m。高孔密枪简称HSD（High Shot Donsity）的射孔相位有120°、90°、60°、45°、30°，最大射孔孔密为39孔／m。射孔弹有深穿透（DP）和大孔径（BH）两种。

（1）电缆射孔优缺点

1）优点。

①射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。

②射孔定位快速、准确。

③电雷管引爆可靠性强。

④作业简便快捷，能连续进行多层射孔。