第七章 射孔工艺技术[1]
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第六章射孔工艺技术
射孔完井是目前国内外使用最广泛地完井方法。射孔技术是指将射孔器用专用仪器设备输送到井下预定深度，对准目的层引爆射孔器，穿透套管及水泥环，构成目的层至套管内连通孔道的一项工艺技术。它包含的主要内容有：射孔器材、射孔工艺、射孔对油气井产能的影响、射孔评价以及射孔器材的检验等方面。涉及到包括数学、物理学、地质、钻井、测井、油臧工程、机械、火工等多学科的专业理论。所以，射孔是一门综合性比较强的石油工程技术。
自射孔被应用于油气井以来，从子弹式射孔到聚能式射孔，从简单的电缆输送射孔到油管输送射孔，穿深从十几毫米到上千毫米，射孔工艺技术自20世纪70年代以来，得到了比较快的发展。目前的射孔已不仅仅是沟通地层与井筒通道的工艺技术，它又增加了改造油气层、提高油气产量的任务。随着油气勘探开发难度的加大，油藏工程师们对射孔工艺技术的要求也越来越高，他们希望射孔对地层的穿透更深、对产层的伤害最小、完善系数高，能获得很理想的产能。因而，改进射孔工艺、优化射孔设计是完井试油中的重要环节。
目前，世界各国的射孔技术按输送方式基本可分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管（钻杆、连续油管）输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹式射孔技术、聚能式射孔技术、水利喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。应用最广泛地是电缆输送聚能式射孔技术。
复合射孔技术因其独特的射孔增产机理而被越来越广泛地应用于现场。激光射孔技术也已完成初步试验，相信在不久的将来会成为一种有效的射孔工艺技术而被广泛应用。射孔技术的发展趋势将向综合化、集成化、高穿深、无污染的方向发展。
第一节射孔原理
本节只对目前应用比较广泛的聚能射孔技术进行全面描述，其它射孔技术只进行简单介绍。
一、聚能射孔原理
聚能射孔技术产生于1946～1948年间，是从反装甲武器中演变而来。
聚能射孔技术是指由聚能射孔弹与其它部件组合对地层进行射孔的技术。这项技术的关键单元是聚能射孔弹。聚能射孔弹由三个基本部分组成：弹壳、炸药和药型罩，其结构如图4-1所示。
药型罩一般为锥型或抛物线型，它是由拉制的铜合金或是由铜、铅、钨等金属粉末压制而成。制造弹壳的材料比较多，有纸、陶瓷、玻璃、金属等，金属弹壳是应用最广泛的弹壳材料。
炸药是射孔弹穿孔的动力源，其技术参数直接影响到射孔弹的穿孔性能。射孔弹的炸药主要有RDX（黑索金）、HMX（奥克托金）、HNS（六硝基砥）、PYX（皮威克斯）、TACOT（塔考特）等5种。
聚能射孔弹是利用聚能效应进行穿孔的。所谓聚能效应是利用装药一端有锥型或抛物线型空穴来提高装药对空穴前方介质局部破坏作用的效应。当雷管将主炸药引爆后，主炸药产生的爆轰波到达药型罩罩面时，药型罩由于受到爆轰波的剧烈压缩，迅速向轴线运动，并在轴线上发生高速碰撞挤压，药型罩内表面的一部分金属以非常高的速度向前运动。随爆轰波连续地向药型罩底部运动，从内表面连续地挤出速度大于6000m/s的具有极高能量的金属流，该金属流沿轴线方向对目标靶进行挤压穿孔，图4-2为聚能效应示意图。聚能效应是炸药爆炸作用的一种特殊形式，它之所以具有穿孔（破甲）作用，根本原因在于能量集中。
二、水力射孔原理
高压水力射孔技术是通过地面高压供给设备，将水或特殊液体以大于70Mpa以上的压力从喷嘴喷出，利用高压水射流的强大冲击力，将套管和目的层冲蚀成孔，从而提高油井产量的一种技术。
该技术的井下系统由枪身、高压软管、冲顶器和水力锚等组成，如图4-3所示。施工时用油管将井下系统送至目的层，校深后，坐封水力锚，固定井下系统。地面高压大排量供给系统向油管内加压，液压冲头顶向套管，并喷射高压水流，将套管冲蚀出孔洞后，液压冲头停止前行，高压软管在液压的作用下伸向已形成的孔洞，并继续喷射高压水流，在地层中形成孔道，边喷边伸，高压软管在进入地层一定距离后停止运动。地面降低泵压，收回软管，停泵，解封水力锚，移至下一待穿孔处，重复上述工作直到结束施工，如图4-4所示。
该技术可在地层中冲蚀出深度大于2m的孔道，孔眼直径可达20~30mm.。
由于水射流的效能对环境压力非常敏感，环境压力越高，水射流的效能越差，所以该技术目前只适用于井深3000m左右的井。另外，施工比较复杂，周期较常规射孔长，对设备和下井管柱的要求过高，不适用广泛应用。
三、水力割缝射孔原理
水力割缝射孔原理与水力射孔技术的原理基本一样，都是通过高压水力冲蚀套管和地层，从而取得增产效果。
水力割缝技术是前苏联在20世纪70年代中期研制开发的，主要是为了提高储层打开程度、改变应力分布和近井地带的渗透率，进而达到增产增注的目的。
水力割缝工具由控制器、复位器和喷枪三部分组成。控制器可控制喷枪在施工时产生一定的移动速度，复位器在完成一组割缝后将喷枪恢复原位。
水力割缝技术一次施工可有效切割15对缝。套管处缝宽20mm, 缝内延伸宽度100mm,造缝深度1000mm。
据有关资料介绍，在其它参数不变的情况下，割缝施工后，可切割成深1m、宽
0.1m的缝，按其渗流面积折算，相当于将井筒半径扩大到0.64m, 产量可增加31％。该技术在华北荆丘油田进行了应用，成功率94％，有效率100％。
四、子弹射孔原理
子弹射孔技术发明于1926年，1932年12月在油井套管中进行了首次应用。
子弹射孔技术是利用火药将予装在有枪管和导向通道的枪体内的子弹发射到地层内的一种射孔技术，如图4-5所示。
子弹射孔技术能够射出均匀的孔道，但因其装配烦琐、穿透深度浅、成本较高已基本被淘汰。
五、复合射孔原理
复合射孔是指将射孔和高能气体压裂在一次下井过程中同时完成的工艺技术。复合射孔是目前发展最快的射孔增产技术，按射孔弹和推进剂的不同组合可分为一体式、单向式、对称式和外套式等四种。其基本原理是利用炸药的爆轰和推进剂的燃烧的不同作用机理，形成两个以上带有一定时间差（炸药的作用时间为微秒级，推进剂的燃烧时间为毫秒级）的不同压力脉冲，对地层进行射孔和改造。其作用机理是导爆索在引爆射孔弹的同时引燃推进剂，由于射孔弹的爆轰和推进剂的燃烧存在时间差，所以射孔弹先在套管和地层间形成一个通道，推进剂燃烧释放的高压气体随即对射孔孔道进行冲刷、压裂、破坏射孔压实带，并使孔眼周围和顶部形成多道裂缝，达到改善近井地带导流能力的目的。
1. 一体式
所谓一体式复合射孔是指将射孔弹和推进剂装在同一支射孔枪内的复合射孔技术。其优点是施工简单、安全；缺点是推进剂药量少、作用时间短。
2. 单向式
单向式复合射孔是在射孔枪的底部连接一支装有推进剂的高能气体发生器的复合射孔技术。其优点是推进剂药量可根据地层和套管情况进行调整；缺点是在电缆
射孔时上窜距离大，易损坏电缆。
3. 对称式
对称式复合射孔是在射孔枪的上下各连接一支装有推进剂的高能气体发生器的复合射孔技术。该技术可以减少电缆上窜，对电缆有一定的保护作用。
4. 外套式
外套式复合射孔是将推进剂做成筒状，套在射孔枪（弹架）的外壁上的复合射孔技术。
5. 三相流高能复合射孔压裂技术
三相流高能复合射孔压裂技术是华北石油管理局井下作业公司地球物理站与有关研究单位共同研制开发的一项新型复合射孔技术。该技术是将射孔弹、推进剂、特制支撑剂有机地结合在一起，显著地提高了增产效能。其技术特点是：
1)射孔弹和凹凸形复合药片相互结合起来，构成一种分体套装粘结形成整体；利用同一根枪身同时完成穿孔、气体压裂和加砂作业。既保护了套管不受损伤又降低了气压在井筒的损耗，从而提高了对地层的有效作用力。
2) 三相流射孔沿轴向同时点火，从射孔弹爆轰到复合推进剂燃烧的时间差只有40～50μs，大大缩短了射孔和气体压裂两者间得时间差，这样就使得射孔孔道的弹性变形几乎尚未恢复，气体压裂的脉冲波便随即而至，保证了高能气体压裂的效率，有利于加大和保护裂缝缝长、缝宽的延伸。
3) 高速运动的压裂砂对孔眼内壁进行剧烈撞击，并冲填于裂缝之间，能有效地解除射孔压实带和近井地带存在的污染状况，并可极大地改善近井地层的完善程度，达到射孔增效的目的。复合药片由中心点火向外燃烧，气体平台压力保持时间为60~70ms，足以使压裂砂全部进入地层，确保高能气体造缝加砂的有效性。
第二节射孔器结构及组成
一、无枪身聚能射孔器
无枪身聚能射孔器是指将无枪身射孔弹装配在特殊弹架上进行射孔的射孔器。其种类繁多，但有一个共同的特点就是射孔器在井下作业时，射孔弹、导爆索和雷管均浸没在井液中，直接承受井内的压力和温度。
无枪身射孔器的优点是成本低、施工效率高、操作简便。缺点是药量小，穿深、孔径等指标低，可靠性较差，对套管损坏严重，井下残留物多。
无枪身射孔器主要有下述几种。
1、丝架式无枪身聚能射孔器
钢丝架式无枪身聚能射孔器的基本结构是两根钢丝作为承载射孔弹的弹架，用夹板在钢丝连接处进行固定并保护射孔弹，以防射孔弹在下井过程中碰撞磨损。钢丝架式无枪身射孔器相位只有两种，即0°或180°，孔米10～13孔/m, 混凝土靶穿深100～184mm，适用于薄层裸眼井或过油管射孔。
2、钢板式无枪身聚能射孔器
钢板式无枪身聚能射孔器的弹架是用条型钢板冲孔而成，其弹架经特殊加工可
提供多种相位的射孔方式，如图4-13所示。不同的射孔弹型号可分别达到200—
400mm的穿深。其它与钢丝式无枪身射孔器相同。
3、链接式无枪身射孔器
链接式无枪身射孔器的射孔弹外壳是加工成上下公母接头形式，弹和弹之间彼此相互串联。换句话说就是射孔弹和弹架合二为一。其优点是射孔相位和孔密变化较多，缺点是射孔器整体强度差，对套管的损坏严重，如图4-14所示。
4、过油管张开式聚能射孔器
过油管张开式聚能射孔器的结构及工作过程，如图4-15所示。这种射孔器在下井过程中是闭合的[如图4—15(a)]，到达射孔位置后，射孔弹被释放，从下井时的垂直向下转为垂直对向套管[如4—15（b）]，解决了以往过油管射孔因射孔枪直径所限，射孔弹无法加大而造成的穿透深度浅的问题。
二、有枪身聚能射孔器
有枪身聚能射孔器是指将射孔弹、雷管、导火索等火工品装入起密封、承压作用的射孔枪内的组合体，如图4-16所示。
有枪身射孔器虽有不同的类型，但其共有的特点是：
1）所有爆炸物品不与井内液体接触，不承担压力，降低了射孔弹的制造难度，大大提高了施工成功率；
2）射孔弹爆炸后产生的碎屑被留在射孔枪内，避免了射孔爆炸时产生的高速碎屑对套管的破坏；
3）能可靠地在斜井、超深井中施工；
4）利用油管输送方式可一次完成数百米的射孔施工；
5）可通过不同的组合，满足各类施工的要求。
三、射孔枪
射孔枪是指射孔施工中承载射孔弹的密封承压发射体，一般由枪身、枪头、枪尾和密封件等组成。射孔枪一般分为一次使用可回收式和重复使用可回收式两种。
射孔枪的规格型号一般以射孔枪的外径（mm）来命名。目前，射孔枪的型号有：51，60，73，89，114，140，159等。
射孔枪的密度最高可达40孔/米。射孔枪的相位可按要求加工，一般常用的是90°相位，螺旋布孔。各种规格射孔枪的耐压不低于50MPa，最高可达140MPa。
四、雷管与起爆器
雷管按起爆方式分为电起爆类和机械撞击起爆类。
五、起爆装置
起爆装置是指用于起爆导火索或导爆管的装置。起爆装置种类繁多，但基本是由激发件、起爆器或雷管与本体组成。
1、机械撞击式起爆装置
机械撞击式起爆装置是通过在井口投放金属棒或金属球来起爆的一种装置。
2、压力激发式起爆装置
压力激发式起爆装置是指利用井口加压或井中液柱建立压差来激发起爆的装置。
第三节射孔优化设计
一、射孔对油气井产能的影响
二、射孔工艺方法的选择
表4.1 是目前主要选用的射孔工艺方法, 不同的射孔工艺具有不同的优缺点。
表4.1 各种射孔工艺方法的比较
射孔工艺优选的基本原则是：
1、对井斜不超过20°、地层压力较低、无负压射孔要求、井身规则无变形、无油帽、原油粘度低、清水或压井液粘度低、射孔段小的井，可选用电缆输送射孔工艺；对井斜不超过20°、地层压力高、无负压射孔要求、井身规则无变形、无油帽、原油粘度低、清水或压井液粘度低的井，可选用电缆输送密闭式射孔工艺；
2、对井斜大于20°、地层压力高或不清楚、原油粘度较高、需进行负压或超正压射孔的井，应选用油管输送射孔工艺；在井斜不大于35°时，可选用机械投棒方式的起爆装置；当井斜大于35°时，应选用压力起爆方式的起爆装置；
3、当井内有泥浆、稠油时，应选择密闭式起爆装置加开孔器的组合管柱进行油管输送射孔；
4、当井内有油管，因某些原因不宜起出而又需要射孔时，可选择电缆输送张开式过油管射孔工艺或电缆输送无枪身过油管射孔工艺；
5、在井内射孔段以上套管有变形，但变形处最小直径大于80mm时，可选择电缆输送张开式过油管射孔工艺。
三、射孔参数的优选
1、射孔参数对孔隙性油藏产能的影响
（1）孔深、孔密的影响
如图4-1所示，油井产能比随着孔深、孔密的增加而增加，但提高幅度逐渐减小，即靠增加孔深、孔密提高产能有一个限度。从经济角度考虑，孔深小于800mm 而孔密小于24孔/米时，增加孔深和孔密，其增产效果比较明显。
（2）相位角的影响
图4-2表明在各向异性不严重时(0.7≤Kz/Kr≤1.0，其中为地层的Kz纵向渗透率，Kr为地层的水平渗透率），90°相位最好, 0°相位最差,依产能比从高到低的顺序，相位角依次为90°、120°、60°、45°、180°、0°。
（3）孔径的影响
从图4-3可以看出，随着孔径的增加，油井产能比增加，但相对而言，孔径的
影响并不大，一般保证孔径在10mm以上即可。
2、射孔压实对油井产能的影响
国内对射孔压实带影响射孔完井产能进行了大量研究，研究结果表明，压实带
厚度增加，使产能比降低，见图4-4。
3、射孔参数的优选
综上所述，射孔参数应选择高孔密、深穿透、大孔径、90°相位角且无杆堵。
表4.2是常用射孔弹的主要参数，表4.3是常用射孔枪的性能，从表4.2和表4.3
可以看出，选择YD-102射孔枪、YD-127射孔弹，孔密为16发/米，相位角90°是
比较适合的，在鄂南基本上全部使用的是这种射孔参数组合，效果比较好。
表4.2 常用射孔弹主要参数
表4.3 常用射孔枪性能表
4、射孔负压值的确定
负压射孔是通过人为降低井内液柱高度，减少井内液柱压力，从而改变地层在射孔时的压力环境，使射孔时井内液柱压力低于储层的原始地层压力。在负压条件下射孔，打开地层的瞬间即会产生比较强的冲击回流，使钻井过程中进入地层的固相颗粒及地层中可移动的颗粒外移，同时避免射孔弹爆炸后固相颗粒和压井液进入地层。足够的负压值，不但能够形成完全清洁畅通的孔道，而且可以减轻射孔压实损害，同时也避免了射孔液对储层的伤害，从而提高油井产能。大庆油田现场试验结果表明，负压射孔比正压射孔表皮系数减少率为109%，堵塞比减少率为43%，流动系数提高了105%，日产量增加率为33%，效果非常明显。负压射孔的作用是明显，但合理的选择负压值非常重要，因为，即要保证射孔时形成负压，同时要防止地层出砂。针对鄂南的储层特征，我们利用美国CONOCO公司的计算方法进行确定。
若油层没有出砂历史，则：
ΔPrec=0.2ΔPmin+0.8ΔPmax (4-1) 若油层有出砂历史，则：
ΔPrec=0.8ΔPmin+0.2ΔPmax (4-2) 其中:
ΔPmin=2.17/K0.3
ΔPmax=24.132-0.0399ΔTas (ΔTas≥300μs/m)
ΔPmax=0.8ΔPtub.max (ΔTas≤300μs/m)
经计算，鄂南各地区主力产层的有关参数及合理射孔负压值见表4.4。
备注：表中的渗透率为平均空气渗透率
由表4.4可以看出，顺宁、镇原和泾川地区射孔负压值选择比较合理，效果比较好；而定边地区长2油层的射孔负压值偏小，实际降深液面深度在600m～700m，而合理的降液面深度应为1200m，相差很大，应加大降液面深度，以便获得更好的射孔效果。
第四节射孔施工工艺
一、射孔准备工作
1、井场及井筒准备
（1）对道路和井场的要求
1）井场道路以施工车辆能正常行使为标准；
2）井场能达到射孔施工要求，井场不得有漏电影响射孔施工安全得想象；
3）游动滑车应对正井口；
4）井口防喷器必须能正常使用；
5）电缆射孔施工时应将手机、电焊机、对讲机、电台等射频设备关闭。
（2）对井筒得要求
1）进行实探人工井底、通井、洗井到符合相关技术要求；
2）井内不得有死油和其它妨碍射孔器下井得物体；
3）油管输送射孔时，应彻底清洗油管，油管不得有伤、漏、残、弯曲现象；
4）油管输送射孔时，下井油管应准确丈量，误差小于0.1m/100m ，并按先后顺序编号记录；
5）油管输送射孔时，准备确保质量的0.3m、0.5m、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m、5.0m的油管调整短节。
6）过油管射孔时，底部第一根油管应接一个喇叭口。
2、装枪
3、校深
射孔校深是一项非常重要的工作，资料的正确与否直接关系到射孔的准确性。射孔校深所需要的主要资料有深度比例1：200的综合测井解释成果图、1：200的放射性—磁性定位（简称放—磁）测井图和射孔通知单（射孔设计方案）。
（1）校图
（2）校深
1）确定对比层
2）确定校正值
（3）平差
（4）选择标准接箍
（5）计算上提值
L=(D+△h+L1)-H
式中：L—上提值，m；
D—标准接箍深度，m；
△h—校正值，m
L1—零长，m；
H—油层顶部深度，m。
当L＞0时，上提L（m）；L＜0时，下放L（m）
二、射孔
完井技术国内外发展现状分析
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
射孔
5.3.完井设计的基本理论 5.3.1.完井方式 5.3.1.1射孔完井方式 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下面层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水、气顶和夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，而后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，尾管 50，再对尾管注水泥固井，最后射孔。尾管射和技术套管的重合段一般不小于m 孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固。因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、欠平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本。目前较深的油，气井大多采用此方法完井。 图5.2 套管射孔完井图5.3 尾管射孔完井 5.3.1.2裸眼完井方式
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善井，其产能较高。裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限性很大，例如：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化和压裂等。 5.3.1.3割缝衬管完井方式 割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。这种完井方式油层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与油层相配伍的钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。 5.3.1.4砾石充填完井方式 它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管而不用割缝衬管。
水平井射孔工艺技术(科普)
水平井射孔工艺技术 1、简介 水平井工程是近年发展起来的一项新技术，是“稀井高产”的重要手段。水平井技术已成为近50年来石油技术进步的代表象征，这从勘探到提高采收率各个阶段均有着广泛的应用潜力，在实现井网调整，控制流向和完井类型，减少液流损失和调整油藏压力等方面的灵活性，已成为一种油藏完井新方法，而水平井射孔技术则是水平井技术的重要组成部分。四川石油测井公司早在1994年就对水平井射孔技术开始了立项研究，经过几年的研究和现场试验，形成了一整套中、长半径的水平井射孔工艺技术，该技术国内领先，部分技术达国际先进水平，该成果获中国石油天然气集团公司2000年技术创新二等奖。 水平井套管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。实践证明，我们已经解决了上述难题并能保证施工的安全性和可靠性。 2、主要特点 2采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。 2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。 2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。 2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。 2最新研制的起爆开孔装置可实现水平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。 2可实现全井筒氮气加压起爆方式完成水平井的射孔作业。 2可实现限流压裂的水平井射孔作业。 2利用独创的旁通传压起爆系统能完成水平井的射孔测试联作。 2采用地面监测系统能监测井下各段射孔枪的发射情况。 3、主要技术参数 2射孔枪外径：Ф８９mm 、Ф102mm 、Ф127 mm 2最高工作压力：９０MPa 、105MPa 、90MPa 2延时时间：５—7min 2定向方式：内旋转定向 2定向精度：±５° 2定向率：>９５％ 2发射率：>９９％ 2孔密：１０－２０孔／米 2枪体抗弯能力：３０°／３０米。 4、施工工艺 （1）起爆方式 水平井射孔起爆不同于一般直井射孔，不能采用投棒起爆方式，也不同于一般斜井射孔，它属于超长井段射孔，不宜采用一个压力起爆器的起爆方式。在水平段各点压力值相等，它可以实现几个乃至几十个射孔段的同时起爆，完全满足水平井一次射孔多段的要求，将大大提高工效。四川石油测井公司已成功地应用了三种负压起爆方式，分别是：①液垫或气垫加压力延时起爆器；②油压开孔装置加压延时起爆器；③旁通传压装置加压力起中爆器。
电缆输送射孔工艺技术
第一节电缆输送射孔工艺技术 电缆输送射孔按工艺的不同又可分为： 1、普通电缆输送射孔 普通电缆输送射孔是利用油矿电缆把射孔器通过井口防喷器和井内套管下放到一定深度，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种常规射孔方法。 2、过油管射孔技术 过油管输送射孔是利用油矿电缆把过油管射孔器通过井口防喷装置、采油树和井内油管下放到套管中，在套管内通过深度校正，然后对目的层进行射孔的一种射孔方法，具有较好的防喷能力。 过油管射孔可使用有枪身射孔器或无枪身射孔器，可在不起油管的情况下，用电缆将射孔器通过油管下到目的层进行射孔。能实现带压射孔、不停产射孔，射孔后直接投产，可避免在起下油管时压井所造成产层和环境污染。主要适用于：1、生产井、注水井补孔。 2、带压生产井不停产补孔。 3、套变严重不适于其它射孔器起下的井。 4、小直径套管井。
3、工程射孔 主要包括油管冲孔射孔和套管封串射孔，油管冲孔具有装枪直径小、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿油管而不损伤套管。冲孔作业可实现循环解卡和循环压井的目的。 套管封串射孔具有装枪直径较大、射孔孔径大、穿深稳定的特点。施工时，它只射穿套管及水泥环而不射入地层。当油气井中某层因固井质量或其他原因造成的上下层串通时可以进行封串射孔。然后挤水泥达到封串的目的。 4、工程爆炸 主要包括爆炸切割、爆炸松扣。 爆炸切割：当油管、套管或钻杆因各种原因被卡在井内，无法提出时，为了下一
步的施工或是为了减少损失需要上部未卡死的油管、套管或钻杆提出时，可选用 爆炸切割作业。切割弹的型号（包括2寸-31 /2寸油管切割弹，3/2寸-7寸套管切割弹、2寸-51/2钻杆切割弹） 特点和用途： UQ 系列油管切割弹、TQ 系列套管切割弹和ZQ 系列钻杆切割弹采用无杵堵粉末冶金不烧结药型罩、独特的聚能装药结构设计。产品具有切割成功率高、切口平齐、对其它管材无损伤等特点。切割弹可通过电缆输送在油气井内对油管、套管进行切割。 爆炸松扣：当井内管柱因各种原因被卡死需要倒扣退出时，可选用专用的爆炸松 扣器下到需要松开的接箍处，进行爆炸松扣作业。从而起出此点以上的管柱。 施工要求： （一）组装爆炸杆 1. 根据井况资料和工程爆炸通知单的内容，确定导爆索电雷管的型号。 2. 确定用药量 3. 检查导爆索外皮有无损伤，有无断药现象。 4. 将导爆索均匀分布在爆炸杆的周围。 5. 每隔100mm 用白沙带捆扎一道。 6. 用高压绝缘胶带在爆炸杆的两端和中间绑扎三个扶正器。 7. 将电雷管紧附在导爆索的上端，用白沙布绑紧。雷管的一根引线接爆炸杆本体，另一根引线用黑胶布包好，捆扎好的最大外径应小于管柱内径。 （二）爆炸松扣施工 1）当爆炸松扣器进入离卡点以上50m 时，通知井队以卡点以上钻具重量的100%～115%作拉力提升钻具后，再按每千米钻具扭转3～3.5圈给钻具施加反扭矩，然后射孔小队再下放电缆，测量对深曲线，测出卡点以下50m 深度。 2）当测完钻具磁性接箍深度曲线后，用比例尺丈量每个接箍间距离与井队提供的管柱结构数据是否相符，确认无误后，同井队技术人员一起确定松扣深度位置和采用的标准接箍。 3）利用爆炸松扣器的零长和已确定的标准接箍上起电缆，使爆炸松扣器正好对准要松扣的接箍上，通电点火引爆雷管和导爆索，产生爆轰波冲击丝扣，使扣松动，从而达到松扣目的。 （三）爆炸松扣炸药量的选择 爆炸松扣药量的选择应根据卡点深度的不同，钻井液密度大小及钻具钢的差别而选用不同药量。 5、电缆桥塞 电缆桥塞工艺就是根据油气井的封层需要在已射孔的两个层位之间进行封堵，同时可以在分层试油时上返封层。达到预期的分层，封堵进行生产或试油的目的。 该工艺施工时间短，座封深度准确，座封牢固安全可靠。对于两个层位之间距离较近的封堵效果明显优于其它方式。目前电缆桥塞规格为：5寸、51/2寸、7寸、95 /8寸。适用于相应规格的套管。是理想的分层试油或分层采油的封层方法。 施工技术 （一）STS 电缆桥塞压力密封工具工作原理： 位于电缆密封工具上端的电动高温点火器点着后产生火花，引着位 于点
射孔工艺流程(参考模板)
规射孔作业施工
范
施工作业小队生产准备 1副操作员领取生产常用料，存放在工程车上相应的材料箱中。 2操作员对数控射孔仪进行日常保养和检查，填写“仪器维修保养”记录。 3井口工对天地滑轮、井口马达、定位器、电缆等辅助设备进行检查，维修保养。按标准在电缆上绑扎安全记号，领取日常生产用料。 4绞车工对绞车系统进行检查，维修保养。 5联炮工(井口岗)准备好不同枪型的配件，领取日常生产用料。 施工作业小队施工前的准备 1小队长接收“射孔工作记录”，落实井位和行车路线，组织各岗做好出发前准备。 2操作员到四分公司计算组领取射孔资料，清点射孔资料后在资料领还记录本上签字，射孔资料放在资料包内，资料包存放到工程车资料柜中，锁好。 3联炮工带“危险品发收登记簿”到供应站危险品专用库房领取雷管，清点数量后签字，雷管放在雷管盒中，雷管盒存放在工程车的防爆箱中，锁好。 4联炮工带“危险品领取证”到四分公司装炮班射孔器专用库房领取射孔器，检查无误后签字并执行SY/T6308、Q/CNPC46的有关规定。 5按公司《搬运、储存、包装、防护和交付程序》检查仪器设备状态以及相应资料。
6小队长出发前讲解行车路线和途中注意事项。
7施工小队车辆和运输公司枪车编队行驶，控制车速，文明行驶。8枪身在运输途中捆压牢固。 9应由持有危险品操作证人员负责押运并执行SY/T5436的有关规定。 10起爆器和枪身应分车运输。 11注意行驶安全，正点到达施工作业现场。 12进入井场，全体人员按规定穿戴和使用劳动保护用品和用具执行SY/T6524的规定。 13施工作业环境认可。 a)保证施工作业必要的设施（水、电、吊升设备等）； b)射孔作业井口安装防喷闸门； c)检查井场漏电电流应小于30mA； d)对于射孔作业环境条件的不符合项，由小队长与作业队负责人协商解决。 14收集地质、工程数据和信息。 a)小队长了解压井液及液面高度、套管结构、人工井底等工程数据； b)操作员与作业队负责人核对通知单上的全部数据，不核对通知单或通知单核对不上拒绝施工。 15班前会 小队长组织召开有甲方代表和施工小队全员参加的班前会，介绍井身结构，压井液情况，明确施工作业方法及安全防范措施。 现场安装及施工
射孔完井法简介
射孔完井法 射孔完井法是国内外最为广泛和最重要实用的一种完井方法，包括套管射孔完井和尾管射孔完井。 一. 套管射孔完井 1. 工艺步骤： 套管射孔完井是用同一尺寸的钻头钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管至油层底部并注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层一定深度，从而建立起油（气）流的通道。图1为直井套管射孔完井示意图。 2. 套管射孔完井优点: 选择性射开不同压力、物性油层，避免层间干扰； 避开夹层水、底水和气顶； 避开夹层坍塌； 具备分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作业条件。 图1 直井套管射孔完井
二．尾管射孔完井 1. 工艺步骤： 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上。再对尾管注水泥固井，然后射孔。图2为直井尾管射孔完井示意图。 2. 尾管射孔完井优点： 有利于保护油层； 钻开油层前上部地层已被技术套管封固，可采用与油层配伍的钻井液以平衡压力、低平衡压力的方法钻开油层。 降低完井成本； 减少套管重量和油井水泥用量； 目前较深的油、气井大多采用此法完井。 3. 主要不足： 打开产层和固井中，钻井液和水泥浆对产层侵害较严重。 油气流入井内阻力较大。 尾管 图2 直井尾管射孔完井 三．套管及管柱
1. 套管：优质无缝钢管，一端为公扣，直接车在管体上；一端为带母扣的套管接箍。 2. 套管尺寸： API标准，共14 种尺寸；壁厚：5.21~16.13 mm 1 4 3. 套管钢级： API标准 8种10级H-40, J-55, K-55, C-75, L-80, N-80, C- 90, C-95, P-110, Q-125（数 字×1000为套管的最小屈服强度 kpsi）。 H，J，K，N代表一般强度油套管，C，L，M，T代表限定屈服强度油套管，具有一定的抗硫腐蚀性能。 4. 螺纹类型： API标准：短圆（STC）、长圆（LTC）、梯形（BTC）、直连形（XL）。 5. 套管柱：由同一外径、不同钢级、不同壁厚的套管用接箍连接组成的管柱，特殊情况下也使用无接箍套管柱。
射孔的几种工艺技术
32、什么是复合射孔？ 答：复合射孔技术是一项集射孔与高能气体压裂两项功能一次下井完成的工艺技术。它利用炸药爆炸和火药燃烧的时间差（炸药爆速为微秒级，火药燃速为毫秒级），实现先射孔后压裂。 33、什么是防砂射孔？ 答：防砂射孔主要有大孔径、高孔密和小孔径、高孔密两种方法。另外还有随进式防砂射孔技术，它是在射孔过程中将防砂材料随射孔作业一次性充填到射孔孔道内，起到防砂作用。 34、什么是双复射孔？ 答：双复射孔技术是胜利测井公司2001年研制开发的新技术。它主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。 35、射孔枪有哪几种类型？ 答：射孔枪型：是以射孔枪外径规格来进行分类，目前常用的有60、68、73、89、102、114、127、140等型号。 36、什么是定位射孔技术？ 答：用放射性曲线校正射孔深度是以定位射孔原理为基础的。定位射孔就是在目的层附近选定一个套管接箍为施工深度的参照标准（俗称标准接箍）。用磁性定位器测准标准接箍的深度就等于定位了“目的层”的深度。 37、什么是电缆输送射孔？ 答：电缆输送射孔就是用电缆将有枪身或无枪身射孔器通过套管或油管内输送至井下，用射孔深度控制技术进行定位，对准目的层，地面仪器向射孔器起爆装置供电，引爆射孔器，射穿套管、水泥环、目的层，建立油气水流通通道的一种射孔工艺。 38、什么是油管输送射孔？ 答：油管输送射孔工艺是指把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串接在油管柱的尾端，形成一个硬连接的贯串下入井中。通过测量磁定位曲线或放射性曲线，校深调整贯串对准射孔层位，通过撞击式和加压式两种方式引爆射孔器，对目的层进行射孔。 39、什么是油管（钻杆）输送射孔与地层测试器联合作业？ 答：油管输送射孔与地层测试器联作工艺技术，是将TCP器材与测试器组合在一趟下井管柱中，用油管或钻杆将测试工具和射孔器输送到目的层，进行射孔的同时进行地层测试，一次下井可以完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。 40、什么是全通径射孔？
第七章 射孔工艺技术[1]
第六章射孔工艺技术 射孔完井是目前国内外使用最广泛地完井方法。射孔技术是指将射孔器用专用仪器设备输送到井下预定深度，对准目的层引爆射孔器，穿透套管及水泥环，构成目的层至套管内连通孔道的一项工艺技术。它包含的主要内容有：射孔器材、射孔工艺、射孔对油气井产能的影响、射孔评价以及射孔器材的检验等方面。涉及到包括数学、物理学、地质、钻井、测井、油臧工程、机械、火工等多学科的专业理论。所以，射孔是一门综合性比较强的石油工程技术。 自射孔被应用于油气井以来，从子弹式射孔到聚能式射孔，从简单的电缆输送射孔到油管输送射孔，穿深从十几毫米到上千毫米，射孔工艺技术自20世纪70年代以来，得到了比较快的发展。目前的射孔已不仅仅是沟通地层与井筒通道的工艺技术，它又增加了改造油气层、提高油气产量的任务。随着油气勘探开发难度的加大，油藏工程师们对射孔工艺技术的要求也越来越高，他们希望射孔对地层的穿透更深、对产层的伤害最小、完善系数高，能获得很理想的产能。因而，改进射孔工艺、优化射孔设计是完井试油中的重要环节。 目前，世界各国的射孔技术按输送方式基本可分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管（钻杆、连续油管）输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹式射孔技术、聚能式射孔技术、水利喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。应用最广泛地是电缆输送聚能式射孔技术。 复合射孔技术因其独特的射孔增产机理而被越来越广泛地应用于现场。激光射孔技术也已完成初步试验，相信在不久的将来会成为一种有效的射孔工艺技术而被广泛应用。射孔技术的发展趋势将向综合化、集成化、高穿深、无污染的方向发展。 第一节射孔原理
本节只对目前应用比较广泛的聚能射孔技术进行全面描述，其它射孔技术只进行简单介绍。 一、聚能射孔原理 聚能射孔技术产生于1946～1948年间，是从反装甲武器中演变而来。 聚能射孔技术是指由聚能射孔弹与其它部件组合对地层进行射孔的技术。这项技术的关键单元是聚能射孔弹。聚能射孔弹由三个基本部分组成：弹壳、炸药和药型罩，其结构如图4-1所示。 药型罩一般为锥型或抛物线型，它是由拉制的铜合金或是由铜、铅、钨等金属粉末压制而成。制造弹壳的材料比较多，有纸、陶瓷、玻璃、金属等，金属弹壳是应用最广泛的弹壳材料。 炸药是射孔弹穿孔的动力源，其技术参数直接影响到射孔弹的穿孔性能。射孔弹的炸药主要有RDX（黑索金）、HMX（奥克托金）、HNS（六硝基砥）、PYX（皮威克斯）、TACOT（塔考特）等5种。 聚能射孔弹是利用聚能效应进行穿孔的。所谓聚能效应是利用装药一端有锥型或抛物线型空穴来提高装药对空穴前方介质局部破坏作用的效应。当雷管将主炸药引爆后，主炸药产生的爆轰波到达药型罩罩面时，药型罩由于受到爆轰波的剧烈压缩，迅速向轴线运动，并在轴线上发生高速碰撞挤压，药型罩内表面的一部分金属以非常高的速度向前运动。随爆轰波连续地向药型罩底部运动，从内表面连续地挤出速度大于6000m/s的具有极高能量的金属流，该金属流沿轴线方向对目标靶进行挤压穿孔，图4-2为聚能效应示意图。聚能效应是炸药爆炸作用的一种特殊形式，它之所以具有穿孔（破甲）作用，根本原因在于能量集中。 二、水力射孔原理
水力喷砂射孔工艺及在现场的应用
水力喷砂射孔工艺及在现场的应用前言 随着低渗透油藏开发力度不断加大 ,越来越多的储量得到动用。但是由于储层地质特征或井身结构不适宜直接进行水力压裂或酸化改造 ,如对于固井质量不好、上下有水层、地层压力过高而不能进行压裂改造的极小薄层、薄互层等要求射孔位置精度较高的井 ,为了实现有效挖潜目的层 ,水力喷砂射孔是一种行之有效的技术手段。水力喷砂射孔是用地面压裂车将混有一定浓度石英砂的水浆加压，通过油管泵送至井下，水砂浆通过井下射孔工具的喷嘴喷射出高速射流，刺穿套管和近井地层，形成一定直径和深度的射孔孔眼，水力喷砂射孔可以产生比常规射孔更大更深的射孔孔眼，高度可由地面调节，尤其是水力喷砂射孔可以避免常规射孔产生的压实带，并且应力松弛带动井筒裂缝的张开和孔隙度渗透率得到提高，同时孔跟不会上下延伸沟通水层，所以水力喷射具有很强的技术特色，对底水或者气顶等特殊油藏改造尤为适宜。 1工作原理及特点 1.1 工作原理 由动量-冲量定律可知 ,高压泵将带有磨料(通常是石英砂)的液体 ,从油管经特制的喷嘴将压头转换为速度 ,即给液流中的砂粒以动量 ,该动量与套管、岩层或其他障碍物接触时,动量的速度突然降为0 ,此时含砂射流以冲量做功 ,于是便产生了水力喷砂射孔技术。 1.2 特点
喷砂射孔与普通射孔相比具有以下特点:穿透深 ,对污染半径小的储层可以起到射孔、解堵的双重目的;在孔眼周围形成清洁通道 ,不会形成压实带造成储层伤害;射孔孔径较大;可以根据不同的井身结构和层段有选择地进行射孔。 2喷砂射孔方案设计方法 2.1 喷射参数的设计 (1) 喷射排量。 喷砂射孔过程首先需要确定最小的施工排量 ,确保喷射过程砂浆的顺利排出。根据理论分析及现场经验 ,应用密度2.65g/cm3的石英砂进行喷射施工，10%砂比顺利返出 ,一般要求流速大于1.2 m/ s。在设计时首先需要根据井身结构确定最低施工排量 ,例如对于内径124.26 mm套管×外径73 mm油管 ,要保证砂浆的顺利返出 ,至少要求排量大于0.3m3/min ,现场一般采用0.5 m3/ min。 (2) 喷射层位及喷枪个数。 喷枪一般长度为35～40cm ,可以根据地质要求及油层厚度确定下入喷枪的位置及个数。一般来讲，排量1.0m3/min ,对于喷嘴直径3.8m左右的工具可以保证8孔孔眼压差20MPa。例如,对于3000 m以内的油井 ,在地面设备许可的条件下排量达到3.0 m3/min ,可以下入8只喷枪 ,共24孔。 根据试验及理论分析 ,水力喷砂射孔过程的喷射时间、喷射深度及压力之间存在如下关系: V0=240Q/nπd2 (1)
【精品】浅谈国内主要油气井射孔技术与测试主要射孔技术
浅谈主要射孔技术 摘要 通过对国内外相关资料文献的调研,阐述目前我国油气田所采用的主要射孔技术。包括负压、超正压、复合压裂、水力割缝、过油管张开式射孔、全通径射孔作了一个详细的介绍,涉及到各射孔技术的原理、特点、适用范围及应用情况，也提到了国外一些比较先进的射孔技术如套管外射孔、连续油管输送等。最后,对各种射孔技术作了一个概括性结论，并指出应该推广应用最有潜力的三种射孔技术，同时加强国际合作，提高射孔水平。 关键词 射孔完井技术发展方向推广应用 引言 射孔是指利用射孔器,射穿封闭产层的套管及水泥环直至地层,沟通井简与产层间的流体通道的作业，是衔接于钻井和采油之间的一道关键工序。自1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔。1926年，SidMine首先发明了子弹射孔方法到1932年首次用于油井套管射孔,用了8天时间,下井11次，共发射80枚子弹。再到1945年高能炸药的聚能效应在射孔工艺中的应用，开发出了油气井聚能射孔弹，1946年首次在裸眼井中射孔，1948年在密西西比两
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。国外一直进行着减小射孔对油气层的伤害，提高射孔效率的研究，历经几十年的发展,射孔技术有了长足的进步。我国的射孔作业始于20世纪50年代初，经过半个多世纪的艰苦努力，在射孔配套工艺技术上取得了显著的成绩，但是与飞速发展的世界先进技术相比还有一定的差距. 1国内主要射孔技术 目前我国油田所运用的主要射孔工艺技术有：负压射孔技术、超正压射孔技术、复合射孔压裂技术、过油管张开式射孔技术、水力割缝射孔技术。 1。1负压射孔工艺技术 目前，是我国油气井在完井过程中普遍采用该技术。 1.1.1原理特点：射孔时采用低密度射孔液或者降低液柱高度，使井底压力适当小于地层压力，有助于清洁射孔孔眼，冲刷附在岩石表面的射孔弹金属碎屑，降低压实带损害，形成干净畅通的孔道，同时也可以防止完井液中的微粒渗滤到地层，造成伤害。负压的实现一般是调整压井液密度或降低井筒内液面高度。 1.1.2负压选择： 负压射孔需要选择一个合理的负压值，一方面要保证孔眼清洁能够冲刷出孔眼周围破碎压实带中的大部分细小微粒，另一方面又不能超过某个值以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁或封隔器失效和其他方面的问题。一般采用美国Conoco
射孔工艺流程
常规射孔作业施工规范
施工作业小队生产准备 1副操作员领取生产常用料，存放在工程车上相应的材料箱中。 2操作员对数控射孔仪进行日常保养和检查，填写“仪器维修保养” 记录。 3井口工对天地滑轮、井口马达、定位器、电缆等辅助设备进行检查，维修保养。按标准在电缆上绑扎安全记号，领取日常生产用料。 4绞车工对绞车系统进行检查，维修保养。 5联炮工（井口岗）准备好不同枪型的配件，领取日常生产用料。施工作业小队施工前的准备 1小队长接收“射孔工作记录”，落实井位和行车路线，组织各岗做好出发前准备。 2操作员到四分公司计算组领取射孔资料，清点射孔资料后在资料领还记录本上签字，射孔资料放在资料包内，资料包存放到工程车资料柜中，锁好。 3联炮工带“危险品发收登记簿”到供应站危险品专用库房领取雷管，清点数量后签字，雷管放在雷管盒中，雷管盒存放在工程车的防爆箱中，锁好。 4联炮工带“危险品领取证”到四分公司装炮班射孔器专用库房领取射孔器，检查无误后签字并执行SY/T6308 Q/CNPC46勺有关规定。 5按公司《搬运、储存、包装、防护和交付程序》检查仪器设备状态以及相应资料。
6小队长出发前讲解行车路线和途中注意事项 7施工小队车辆和运输公司枪车编队行驶，控制车速，文明行驶8枪身在运输途中捆压牢固。 9应由持有危险品操作证人员负责押运并执行SY/T5436的有关规定。10起爆器和枪身应分车运输。 11注意行驶安全，正点到达施工作业现场。 12进入井场，全体人员按规定穿戴和使用劳动保护用品和用具执行 SY/T6524的规定。 13施工作业环境认可。 a）保证施工作业必要的设施（水、电、吊升设备等）； b）射孔作业井口安装防喷闸门； c）检查井场漏电电流应小于30mA d）对于射孔作业环境条件的不符合项，由小队长与作业队负责人协商解决。 14收集地质、工程数据和信息。 a）小队长了解压井液及液面高度、套管结构、人工井底等工程数据；b）操作员与作业队负责人核对通知单上的全部数据，不核对通知单或通知单核对不上拒绝施工。 15班前会 小队长组织召开有甲方代表和施工小队全员参加的班前会，介绍井身结构，压井液情况，明确施工作业方法及安全防范措施。 现场安装及施工
射孔完井技术研究
完井与井下作业论文 题目;射孔完井工艺技术研究 姓名：长孙立刚 学号：2009630166 专业班级：油气开采09级1班指导老师：吴国云（老师） 时间：2011年12月11日
射孔完井工艺技术研究 长孙立刚 （油气开采09 学号2009630166） 摘要：射孔完井是目前应用最为广泛的完井方法，射孔完井就是用专业的射孔工具射穿管水泥环，及近井地带的储层来连通储 层和井底.射孔完井可以根据不同的井深，根据不同的储层的 选择不同的射孔完井方法，套管射孔适合于浅井和中深井， 而尾管射孔不仅可以有效地保护储层还能够减轻水泥浆及套 管的重量，已达到减少成本的效果，同时可以选择更有优的 完井方式，从而达到更好的射孔效果，选择合理的射孔参数 对油井的效益有很重要的影响；射孔完井以其稳定的井底结 构，多元化的完井方式，良好的防砂效果，良好的工艺模式 适合与多种储层，更能够为后期的增产增注作业做好基础。关键词：射孔条件射孔方法射孔参数
引言： 油气井完井是采油生产过程中连接钻井和采油的一个很重要的环节，完井 是包括从钻开生产层、下油层套管、注水泥、打开油层和试采等一系列生产过程 的总称.完井的目的是建立生产层和井眼之间的良好通道，使油气井等够长期稳 产高产.完井的质量会给正常生产带来极大的影响，高质量的完井会提高油井的 产量和延长油井的生产寿命，并且减少生产成本，最大限度的提高效益. 射孔完井是国内外最为广泛和最重要应用用的一种完井方法。大约占完井 总数的90%以上.现代的射孔技术已可使各种复杂的储层与井眼有很好的联通.除 了在个别的储层，射孔完井已是最普遍，最经济，最有效的完井方式.射孔完井 就是根据开发方案的要求，采用专门的射孔工具射穿油气层部位的套管、水泥环 并深入油气层，形成井筒与油气层的连通孔道.包括套管射孔完井和尾管射孔完 井. 正文： 一、射开储层的条件. 1. 射孔完井的井底结构. 1.1井底的完善性. 在完井过程中，由于储层与井底的连通程度而产生的在井筒附近的压降不 同，将这个由于油井打开程度而产生的附加压降无因次化就得到了又有打开程度 而控制的表皮系数S.表皮系数 S 是表示井的完善程度的一个无量纲系数。用完 井半径rw 与井的折算半径rc 之比的自然对数表示。因此油井的完善性可由下面 的公式确定： 1.2井底结构 在套管上加一个长度为3～5m 短套管。位置在最上一层油层的顶界以上 20～30m 。其作用是在测井仪器上安装磁定位仪器，可测出短套管接箍的位置， 以此便可确定油层的深度和射孔仪器在井中的精确位置。套管鞋距离井底1～3m 范围内，浮箍内的阻流环在油层底界下20米以上（一般40—100米）。油层底界 到套管内阻流环以上这一段称为“口袋”，其作用是能容纳射孔枪的长度，便于 沉砂，如图（1-1）所示： 1ln 11w c S r r S =??=??? w c w c w c 当r r 时，S 值为零，说明是完善的；当r r 时，S 值为正，说明是不完善的；当r r 是，值为负，说明是超完善的。措施井。
学习完井技术
完井技术 一，完井技术：包括钻井完井技术和生产完井技术。 完井核心：完井方式的优选：油管和生产套管的尺寸的优选 选定依据：节点分析、油管敏感性分析 1）油层压力：低压、中压、高压、超高压。 2）产量、产液量：包括最终产液量。 3）流体的粘度：稀油、稠油、特、超稠油。 4）增产措施：压裂、酸化、防砂。 5）开采方式：自喷、人工举升方式(有杆泵、电潜泵、水力活塞泵、气举)。 6）油田开发后期措施。 现代设计井深结构方法：从采油的角度按上述敏感性综合分析来确定油管尺寸?生产套管尺寸?技术套管尺寸?表层套管尺寸?最后确定井身结构。特点：从下往上，反推。应大力推广！ 生产套管设计的基础依据： 1）井别：油井、气井、注蒸汽采油井、注水井、注气井、注汽井。 2）油层压力：低、常规、高、异常高压。 3）油层温度：低、常规、高、异常高温。 4）地下水性质：pH值、矿化度以及对套管腐蚀程度。 5）天然气组份：含H2S、CO2等腐蚀性气体。 6）破裂压力梯度：低、常规、高（>0.18at/m）。 7）地应力走向、方位及大小。 8）原始裂缝状况：垂直、水平、综合。 9）注蒸汽开采：压力、温度。 10）盐岩层的蠕动：厚度、应变力。 11）注水开发后：油层各层间的压力变化；油层各层间有无窜通。 12）油层出砂情况：不出砂、轻微、中等、严重。 13）生产套管选择：钢级、壁厚、强度、螺纹类型、有关辅件（包括螺纹密封脂）。二，现代完井工程包括的基本工艺：(新兴工程) 1，钻井工程：钻开油气层钻井液，固井(套管、水泥浆、注水泥设计，固井质量评价)。
2，采油工程：射孔(射孔方式，完井液，射孔参数如孔径、孔密、相位)，投产措施(抽汲、气举等助排，压裂、酸化等改造)。 3，开发工程：试井评价(测试分析表皮系数、损害系数、流动效率等，评价损害程度)。完井工艺的基本流程：更换完井液钻开生油气产层→取心钻杆测试→完钻测试下套管衬管→注水泥固井质量评价→射孔测试下入生产管柱→投产。 三，完井方式的选择： 套管射孔完井尾管射孔完井单管双管射孔完井封隔器射孔完井裸眼完井（先期和后期）复合型完井（裸眼和射孔完井）割缝衬管完井（套管下部直接衬管和悬挂衬管完井）砾石充填完井（防砂）水平井完井 1,射孔完井 优点：（1）最有效的层段分隔，可以完全避免层段之间的窜通。 （2）可以进行有效的生产控制、生产检测、选择性增产增注作业。 缺点：（1）相对成本较高。（2）储层受水泥浆的损害。（3）水平井的固井质量难以保证。 （4）要求较高的射孔技术。 适用要求：（1）有气顶、底水、含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，要求实施分隔层段的储层。（2）各分层之间存在压力、岩性等差异，要求实施分层测试、采油、注水的储层。（3）要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层。（4）砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。 2,裸眼完井 优点：（1）成本最低。（2）储层不受水泥浆的损害。（3）使用膨胀式双封隔器，可以实施分层增产作业。 缺点：（1）疏松储层，井眼可能坍塌。（2）难以避免层段之间的窜通。（3）很难进行水力压裂作业等。 适用要求：（1）岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层。（2）无复杂地质条件的储层，如无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层等。（3）单一厚储层，压力、岩性基本一致。（4）不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。 3,割缝衬管完井适用要求：（1）无复杂地质条件的储层，无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层等。
射孔完井工艺设计
射孔完井工艺设计 射孔完井是油气井的主要完井方式之一，在采用射孔完成的油气井中，井底孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。如果采用合理的射孔工艺和正确的射孔设计，并高质量的完成射孔作业，就可以使射孔对储层的伤害降到最小，井底完善程度高，从而获得期望的产能。 多年来人们对射孔工艺、射孔枪弹器材与配套设备、射孔伤害机理及检测评价方法、射孔优化设计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性环节。为此，采用先进的理论和方法，针对储层性质和工程实际情况，把射孔完井作为一项系统工程来考虑，优选射孔设计，是搞好完井必不可少的基本条件。 一、射孔工艺 应针对油气藏地质特征、流体特性、地层伤害状况、井类型（直井、斜井或水平井）、套管程序和油气井试油投产或完井目标，选择与之相适应的射孔工艺。 1.电缆输送射孔工艺（WCP） 电缆输送射孔（wireline conveyed perfroating）就是利用钢丝铠装电缆将射孔器输送到目的层进行射孔。按工艺的不同可分为普通电缆输送射孔工艺、电缆输送过油管射孔工艺（常规式和张开式）和电缆输送密闭式射孔工艺。 普通电缆输送射孔工艺是在井口只装放炮闸门情况下进行射孔，这种射孔工艺的射孔器直径可选范围大。缺点是建立负压差比较困难，防喷能力较差，如遇井喷只能关闭放炮闸门，切断电缆。这种方法主要用于低压油藏。 常规电缆输送过油管射孔工艺是利用电缆将射孔器从油管下到目的层进行射孔的一种工艺，这一工艺的优点是在井口安装防喷装置后进行射孔，所以有较好的防喷能力；射孔后可直接投产，可避免压井造成产层污染。适合于生产井不停产补孔和打开新层位，海上作业应用此工艺可避免起出生产管柱。缺点是油管的内径限制了射孔器的外径，使射孔弹的装药量受到影响，所以射孔弹穿深较浅。 为了克服这一缺点，在此基础上又发展了过油管张开式射孔，它是用电缆输送射孔枪，可在不起出油管的情况下，把大能量射孔弹用电缆输送到射孔目的层后，由地面对释放雷管发出电讯号，释放雷管起爆解锁后，射孔弹在弹簧拉力的作用下，旋转90°，与弹架轴线成垂直状态，然后由地面对电雷管发出起爆电讯号，雷管引爆导爆索，导爆索引爆射孔弹，从而实现过油管深穿透射孔。这样就能在不取油管的情况下相当于使用一种大直径套管射孔枪，其弹药量不小于 23g，穿深可达到原51枪的4倍以上，有效发挥油气井产能。
中石化井控技术培训教材习题详解.
第一章 钻井的工程地质条件 三、名词解释 1. 岩石的塑性系数是怎样定义的？ 答：岩石的塑性系数是用来定量表征岩石塑性及脆性大小的参数。塑性系数为岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前弹性变形功的比值。 2. 什么是岩石的可钻性？ 答：岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。即一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。 3. 什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应？ 答：在“各向压缩效应”试验中，如果岩石孔隙中含有流体且具有一定的孔隙压力，这种孔隙压力的作用降低了岩石的各向压缩效应，这样，把岩石所受外压与内压之差称为有效应力。 上覆岩层压力和岩石内孔隙流体压力的差称为有效上覆岩层压力。 在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作用统称为“各向压缩效应”。 4. 简述地下各种压力的基本概念 答：地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。 四、简答题 1． 简述地下各种压力的基本概念及上覆岩层压力、地层孔隙压力和基岩应力三者之间的关系。 答： 地下压力包括静液压力h P 、上覆岩层压力Po 、地层压力p P 和基岩应力σ等。静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。 上覆岩层的重力是由岩石基质（基岩）和岩石孔隙中的流体共同承担的，即上覆岩层压力是地层压力与基岩应力的和： σ+=p o P P 不管什么原因使基岩应力降低时，都会导致孔隙压力增大。 2． 简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。 答：沉积物的压缩过程是由上覆沉积层的重力所引起的。随着地层的沉降，上覆沉积物重复地增加，下覆岩层就逐渐被压实。如果沉积速度较慢，沉积层内的岩石颗粒就有足够的时间重新排列，并使孔隙度减小，空隙中的过剩流体被挤出。如果是“开放”的地质环境，被挤出的流体就沿着阻力小的方向，或向着低压高渗的方向流动，于是便建立了正常的静液压力环境。这种正常沉积压实的地
射孔完井技术研究
完井与井下作业论文
题目;射孔完井工艺技术研究姓名：长孙立刚 学号：2009630166 专业班级：油气开采09级1班指导老师：吴国云（老师） 时间：2011年12月11日
射孔完井工艺技术研究 长孙立刚 （油气开采09 学号2009630166） 摘要：射孔完井是目前应用最为广泛的完井方法，射孔完井就是用专业的射孔工具射穿管水泥环，及近井地带的储层来连通储 层和井底.射孔完井可以根据不同的井深，根据不同的储层的 选择不同的射孔完井方法，套管射孔适合于浅井和中深井， 而尾管射孔不仅可以有效地保护储层还能够减轻水泥浆及套 管的重量，已达到减少成本的效果，同时可以选择更有优的 完井方式，从而达到更好的射孔效果，选择合理的射孔参数 对油井的效益有很重要的影响；射孔完井以其稳定的井底结 构，多元化的完井方式，良好的防砂效果，良好的工艺模式 适合与多种储层，更能够为后期的增产增注作业做好基础。关键词：射孔条件射孔方法射孔参数
引言： 油气井完井是采油生产过程中连接钻井和采油的一个很重要的环节，完井是包括从钻开生产层、下油层套管、注水泥、打开油层和试采等一系列生产过程的总称.完井的目的是建立生产层和井眼之间的良好通道，使油气井等够长期稳产高产.完井的质量会给正常生产带来极大的影响，高质量的完井会提高油井的产量和延长油井的生产寿命，并且减少生产成本，最大限度的提高效益. 射孔完井是国内外最为广泛和最重要应用用的一种完井方法。大约占完井总数的90%以上.现代的射孔技术已可使各种复杂的储层与井眼有很好的联通.
除了在个别的储层，射孔完井已是最普遍，最经济，最有效的完井方式.射孔完 井就是根据开发方案的要求，采用专门的射孔工具射穿油气层部位的套管、水泥 环并深入油气层，形成井筒与油气层的连通孔道.包括套管射孔完井和尾管射孔 完井. 正文： 一、射开储层的条件. 1. 射孔完井的井底结构. 1.1井底的完善性. 在完井过程中，由于储层与井底的连通程度而产生的在井筒附近的压降不 同，将这个由于油井打开程度而产生的附加压降无因次化就得到了又有打开程度 而控制的表皮系数S.表皮系数 S 是表示井的完善程度的一个无量纲系数。用完 井半径rw 与井的折算半径rc 之比的自然对数表示。因此油井的完善性可由下面 的公式确定： 1.2井底结构 在套管上加一个长度为3～5m 短套管。位置在最上一层油层的顶界以上 20～30m 。其作用是在测井仪器上安装磁定位仪器，可测出短套管接箍的位置， 以此便可确定油层的深度和射孔仪器在井中的精确位置。套管鞋距离井底1～3m 范围内，浮箍内的阻流环在油层底界下20米以上（一般40—100米）。油层底界到套管内阻流环以上这一段称为“口袋”，其作用是能容纳射孔枪的长度，便于 1ln 11w c S r r S =??=??? w c w c w c 当r r 时，S 值为零，说明是完善的；当r r 时，S 值为正，说明是不完善的； 当r r 是，值为负，说明是超完善的。措施井。