水平井射孔技术的现场应用研究
水平井限流法压裂射孔方案设计方法研究
要体现为对流量分配模型和拟三维裂缝参数计算模 型 的联 立求解 ．
式（ ） １ 和式 （ ） 成 的（ ２组 ＋１ 个 非线 性方 程组 ）
与裂缝几何参数模型联立求解 ， 可确定各段的射孔 数 、 液量 及裂 缝几 何参 数等． 进
水平井 限流法压裂射孔方案设计的 目的就是在
确定 每 个射 孔段 裂 缝 改 造 规 模 的情 况 下 ， 合 考 虑 综
参数 ， 直至施工结束 ； （） ６ 将计 算得到 的裂缝 参数 与设计值 进行对 比， 如果不满足每段的改造要求 ， 重新设计各层段射 孔数． 重复（ ） （ ）直到满足精度要求为止． ４一 ６ ，
２２ 关键压 力 参数 的改进 算法 ．
２ 水 平 井 限流 法 压 裂 流 量 分 配 模 型
考虑 水平 井 限流 法 压 裂 的特 点 ， 直井 限流 法 在 压裂 流量 分 配模 型 的基 础 上 ， 立 水 平 井 限 流法 压 建 裂流 量分 配模 型．
２ １ 流量 分 配模型 ．
从 以上步 骤 可 以看 出 ， 孔方 案 设 计 的过 程 主 射
收稿 日期 ： ０ ００ －５ ２ １ －７０
基金项 目： 低渗透 水平井重点攻关项 目“ 水平井增产技术研 究与现场应用” 子课题部分研究成 果（ 编号 ：０ ８１０ ．８ ２ ０ ．１０３ ） 作者简 介 ： 邢庆河 （ ９ １） 博士 ， １８ 一 ， 主要从事 油气藏增产改造研究． － ｉ：ｈ ｉ ＠ｓ ｃｃ Ｅ ｍａ ｑｘｎ ｉ ．ｎ ｌ ｇ ｐ
通过现场试验和理论推导 ， 建立 了压力平衡关 系式 中几个 关键 参数 的改 进模 型和算 法．
（ ）孔 眼摩 阻 １
目前 ， 孔眼摩阻多采用
水平井定向射孔压裂技术
随着钻井技术的发展 ，水平井开采技术 以其大大 提 高与 地 下油 气 的接 触面 积 的优 势 ，在 目前 的油 气钻 探 中应用 越来 越 多 ，与之 相对 应 的射 孔技 术也 在不 断 发展 ， 当前各 个 油 田通 常采 用 的是 常规 的射 孔 技术 ，但 是 由于 射 孔技 术 方 向的 定位 非常 难 掌握 ，在 油 田的 实 际开采 和 勘 探 过 程 中 ，常 规 的射 孔 技 术 就 有 很 大 的局 限 性 。 因 此 ，水 平井 定 向射 孔 技术 是 目前 的一 项 比较 先进 的射 孔 技 术 ，它 能够 解决 常 规射 孔方 向难 以掌握 的 局 限性 ，能 够 很好 地 确定 起裂 方 向 ，但 是 由于地 层 条件 的不 同 ，方 位 角和 水平 地应 力会 对 定 向射孔 技术 有 一定 的影 响 ｕ叼 。 本文首先介绍了水平井的定向射孔压裂技术原理 ，然后 分析了定向射孔的影响因素 ，最后简要介绍 了其矿场应 用 情况 。
２０１ ６年第５期
水 平井定 向射子Ｌ压裂技术
刘 青 良 中石化 江 汉石 油工 程有 限公 司测 录井 公司 ，湖 北潜 江 ４３３１ ２３
摘 要 水 平 井定 向射 孔 压 裂技 术作 为一种 新 型 的 水平 井 开采 技 术 已在 国 内外 广泛 应 用 ，但技 术还 不完 善 ，仅 立 足 于裸眼的情况 ，在开发 裂缝时 ，存在着一些因素影响起裂的方向 ，从而导致人工水力压裂的裂缝的形态分布复杂。 针 对 这些 因素 的影 响 ，通 过 实验 研 究分析 了优 化 射孔 的措 施 ，以及 确 定定 向射 孔 的方位 角和 水平 应 力差 的方 法 ，正 确 认 识 了应 力的分 布 和起 裂压 力的 范 围 ，从 而对 现场 施 工和射 孔优 化 具有 重要 的指 导意 义 。 关键 词 定 向射孔 ；压 裂技 术 ；水 平井 ；方位 角 ；水平应 力差 ：起 裂压 力 中图 分类 号 ＴＥ３ 文献 标 识码 Ａ 文 章编 号 ２０９５－６３６３（２０１６）０５－０１２３—０２
水平井开发配套技术研究与应用
0.2
2
0.2
3
埕东西区
储层以长石粉细砂岩、细砂岩为主，泥质胶结， 平均粒度中值0.15-0.25mm, 粘度1100.12-0.2 3133mpa.s, 岩性为粉细砂岩。粒度中值0.11-0.16mm,原油 粘度438mPa.s 储集层为中细砂岩及含砾砂岩，粒度中值 0.447mm—1.911mm ,粘度1061～3174mPa· s
400
水平井长度（m）
研究确定：稠油油藏水平井完井井段的合理长度为200－250米。
（一）、水平井防砂筛管完井技术研究应用
3、研究确定了两种防砂完井方式
1）水平段不大于250米采用整体防砂筛管完井； 2）水平段大于250米采用“套管固井+防砂筛管完井”组合的分段完井方式。
封隔器 分级箍
分级 盲板 箍 封隔 器 补偿器
陈家庄油田 30口
一、水平井开发技术应用概况
水平井具有渗流面积大、渗流阻力小、能够发挥储层潜能，增加储量控 制程度和动用程度，提高原油采收率等优势 。我厂于1991年完钻的埕科1井，
是我国的第一口水平探井，该井井深2650.13米，水平井段长505米，最大井 斜93.26，钻遇20个油层，厚度达211.5米，初期日产油230吨。目前日油5.2 吨。累积产油12.9万吨。
（一）、水平井防砂筛管完井技术研究应用
现场推广应用情况
2008年在埕东西区、陈家庄南区、太平油田、沾4区等推广 应用水平井防砂筛管完井配套工艺56口井，开井52口，日液2141
吨，日油526，含水74.9％，平均单井日液41吨，日油10 吨，
含水75.6％。累油8.02万吨。特别是防砂筛管挡砂精度的优化 实现了挡砂与排砂的有机相结合，最大限度的减少渗流阻力，发
5合理射孔压差
第五章 射孔负压差设计研究为避免射孔对储层造成严重伤害，提高射孔井的产能，正确选择获得最高产能所需负压的大小是进行射孔完井优化设计的重要内容。
大量室内、现场试验研究表明[60]，射孔负压大小严重影响孔眼的流动效率，因而负压射孔的关键参数就是负压值的大小。
一方面这个负压值必须保证能够形成清洁、无伤害孔眼，能移去孔眼周围压实带中的伤害物质，这就是使油井产能最大的所谓最小负压；另一方面，也不能超过一个最大的负压值，否则就可能发生地层坍塌出砂、套管挤毁、封隔器错位和油井设备损害等机械故障。
因此负压值的选择是射孔完井优化设计的重要内容。
一般认为，最大负压是地层胶结强度以及油井管柱强度额定值的函数，对胶结性砂岩地层，负压值的上限通常由管柱机械强度来确定；但对于弱胶结或非胶结砂岩地层，目前还没有一个较完善的确定方法。
常用的美国Conoco 公司经验方法[61]，也没有反应出储层的岩石力学特性参数，以及由负压射孔后瞬间高速非达西流动所表现的动态特征对孔眼稳定性的影响，有一定局限性。
斯伦贝谢射孔和实验中心通过一系列试验对负压清洗孔眼的机理进行了研究发现并证实了孔眼清洁主要是最初的高速非达西流动起作用，后期的稳定流动对其影响不大。
因此，本文利用岩石力学参数和流体流动特征参数，结合孔眼力学稳定方程和非达西渗流方程，综合分析确定保证孔眼稳定所允许的最大负压差。
5.1最大负压设计5.1.1常规负压设计常规负压设计方法多采用经验设计，适用范围受到限制。
工程上常用的美国Conoco 公司的设计方法是根据储层渗透率和相邻泥岩声波时差来确定储层的最小负压和最大负压。
当声波时差m s DT as /295μ≥时(非固结砂岩)，有as DT p 0399.0132.24max -=∆ （5-1）当m s DT as /295μ≤时(固结砂岩)，有j p p 98.0max=∆ （5-2） 式中：j p 为井下管柱的最大安全压力。
5.1.2最大负压设计新方法[62]5.1.2.1孔眼稳定准则油井射孔完成后，孔眼处于一个复杂的三向应力状态。
水平井钻井技术的研究与应用
员运用 随钻地质 导 向跟 踪技术 ，对储层 岩性 、含油性 变化 等进行 监测 。 随钻绘 制 自然 、钻 时 和钻压 曲线 。向 甲方及 时作 出汇报 。录 井人 员 进行岩 屑录 井要从 Ｎ ｇ 组 底部 ６ ５ ０ Ｍ 开始 ，要 求每 ２ Ｃ Ｍ 取 一包 ，在 泥 浆高 架槽 口录取 岩 屑 。钻 到水 平段 入 口之前 ，进 行 中途 电测 ， 电测 时 要根据 现场地质 人 员的要求进 行 。测 井项 目是 ２ ． ５ Ｑｍ 底部梯 度视 电阻 率和 自然 电位 Ｓ Ｐ 。为 了保 证做 到提高 纠正 预测 ，将轨迹 偏差 降到最 低 限度 ，现场 地质 人 员和工 程工 作人 员必 须要 配 合协作 ，共 同来 根据 油 层的 变化特 点 ，来研 究 确定钻 具组 合 。两 口井实 施 以后 ，以录 井 、测 井和现 场跟 踪参 数 资料作 为依 据 ，相关 地质 研究 人 员要总 结报 告综 合 地质 实 施 情 况 。钻 到 入 口点时 ，按要 求 再 次 进行 电测 ，测井 项 目为 ２ ． ５ ｎｍ 底 部梯 度视 电阻 率和 自然 电位 Ｓ Ｐ以及 井斜 。之后 是 下套 管 ， ２ ４小时 固井候凝 ，然 后对 固井质 量进 行检测 ，包括 变密 度和 声幅两 个 项 目。钻到 水平段 末端 点时 进行 完井 电测 ，电测项 目有 ： 自然 、 自 然 电位 Ｓ Ｐ 、八 测 向、感应 深浅 、声波 时差 、密度 、补 偿 中子 等等 。期 间要 有一 名测井 解 释人 员在 测试现 场跟 随 ，以便 完井 电测后 与有关 地 质人 员在现场 展开研 究 ，最终 确定 完井事宜 。
四 、 水 平 钻 井 技 术 的应 用 效 果 和 现 存 问题
以下就 某油 田两 口稠 油水 平井 钻井施 工 ，来确 定现 场地 质跟 踪 导
水平井变孔密射孔在胜利油田应用论文
水平井变孔密射孔在胜利油田的应用【摘要】采用分段等分方法建立水平井段流态模型，以水平井段线性稳态管流为基础，通过分析计算形成了利用孔密控制水平段流出剖面形态的方法。
在水平井生产压差不同的井段通过不同孔密调整生产剖面。
通过在胜利油田东辛采油厂辛172-平1，辛133平1等水平井的应用，有效控制底水推进，延迟见水时间，延长油井生产周期。
【关键词】水平井射孔；变孔密；生产剖面0.前言水平井作为一种高效的油气藏开发方式已得到广泛的应用。
目前射孔完井仍然是水平井完井的主要方式。
常规的全水平段固定孔密均匀射孔的完井方式不利于控制井筒内管流的均匀流入和获取油气的最大产量。
另外在水平井的开发过程中，底水油藏水推进是造成产油量明显下降的主要因素。
所以延缓油井见水时间、控制或延缓底水推进是十分重要的。
我们以渗流理论和流体力学相关知识为基础，结合现场的实际需要，通过调节射孔密度,可以有效地调整水平井生产剖面,尤其对于高渗油藏,水平井变密度射孔技术可有效地控制地层内流体流入井内的速度，通过调节产出剖面，减缓出现的底水推进,从而延长油井生产周期。
将该技术充分运用到生产实践中，在胜利油田东辛采油厂辛172-平1井、辛133平1井应用后，有效延缓出现水淹，达到提高生产周期，提高最大产能的目的。
1.水平井变孔密射孔技术理论依据下面我们建立一个理想状态下水平井模型来讨论孔密分布对水平井产能的影响：在理想状态下，我们假设地层是岩性一致，匀质分布并且地层压力正常，将水平井射孔井段l进行m等，为保证水平井均匀供液，假设井筒中流体均匀流入水平井段，任意段流量q 相同，则q=q*i（1）（1）式中q为水平段第i段处总流量，我们知道流量与流速的关系公式ｖ＝（2）（2）式中 v为流体流速，s为井筒横截面积我们可以推导出在越靠近水平井跟端方向处流量q越大，流速v 越大。
根据伯努利方程：ｐ＋gh+()*v2=c（3）（3）式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；h为垂直高度；g为重力加速度。
水平井资料
112 108.6 99.6 97.2
2.内定向射孔的定向精度更高
影响定向精度的主要因素 内定向
弹架相对于枪管轴线的偏心距 每支枪管内四段弹架的同轴度 弹架及射孔弹的重心位置 偏心支撑体的轴线同轴 弹架重力和受支撑体的摩擦力 井眼的方位变化 枪体长度及重量 翼翅高度 枪体与套管的摩擦系数 枪体两端旋转接头的摩擦力偶 井眼方位变化率
三、水平井射孔传爆方式
隧道传爆
导爆索加传爆管逐级接力式传爆
四、水平井射孔地面监测技术
TCP射孔监测技术——在井口对压力、声音、振动等
参数进行记录，反映出井下射孔枪的发射情况。 应用实例：川中磨 75 水平井射孔。射孔井段长 512m ，分 成两段起爆，下图是现场监测曲线图，记录了压力和振 动曲线，图中A、B表示两段射孔枪起爆。
1、高含硫、高产量水平井的射孔作业
2004年5月，成了罗家11H井的射孔作业。 作业难点：
该井H2S含量高达130.425g/m3（9.12％）、产气量大（射孔 后测试产量200.3×104m3/d）;
射孔层段划分多（31个不同的射孔层段，9种不同孔密和相位 组合）且射孔跨度大（长达432米）;
七、水平井射孔技术的实际应用
水平井射孔工艺技术共完成近100井次的水平井定向发射作业。 最深：塔里木YH23-1-H26井,垂深5167m,斜深5823m。 最长：川南麻18井，射孔井段长587m。 单起爆最长：德阳X901井，采用油管加压起爆开孔，一次作业290m。
水平井射孔工艺技术
高 含 硫 、 高 产 量 水 平 井 射 孔 作 业 超 长 井 段 、 多 相 位 、 变 孔 密 射 孔 水 平 井 再 射 孔 作 业 欠 平 衡 水 平 井 的 射 孔 完 井 作 业
水平井射孔技术
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。
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水平井射孔技术的现场应用研究
摘要：随着我国水平井行业领域的快速发展，为了保证水平井射孔的正常运行，避免产生故障而对整个水平井造成一定程度的影响。
因此，我们必须定期对
水平井射孔技术的现场应用研究，通过对水平井射孔技术进行分析，及时发现潜
在的风险，促使技术人员对整个水平井的情况进行全方面的了解和掌握。
本文从
水平井的地质特点出发，分析了常规射孔技术的不足，并就复合射孔技术进行了
研究和探讨，希望能够促进油井开采效果的提升。
关键词：水平井射孔技术；现场应用；研究
引言：射孔是水平井的主要完井方式之一，由于水平井井筒内质量流量的
变化，造成水平井井筒内的压力损失，主要包括摩阻压力损失、加速压力损失和
流动混合压力损失，基于椭圆泄油区和矩形泄油区，建立了储层渗透率计算模型，建立了地层进入水平井井筒的流动计算模型和压力计算模型推导了水平井井筒压
降计算模型，分析了水平井射孔技术的现场应用研究，为水平井变密度射孔在油
田的应用提供了理论依据。
1.水平井地质存在的问题
1.1孔隙率和渗透率小
水平井开采的目的层以低孔隙率低渗透率地层为主，至少就目前而言，水平
井油层的开发厚度相比较常规井更小，地层的孔隙率和渗透率更低，产能并不能
得到有效发挥。
1.2钻井污染
在进行钻井和固井的过程中，固相颗粒入侵以及泥浆失滤可能引发井筒周围
的污染，对于一些污染严重的水平井，表皮系数可以达到20-40，甚至会对地层
近井带渗透率以及水平井本身的采收效率产生影响。
1.3水淹层剩余油
因为顶部渗透性较差，采用常规射孔技术会导致直接投产的产量不高，想要
促进水平井采收率的进一步提升，必须做好射孔技术的深入研究。
2.常规射孔技术存在的不足
多年来，水平井变工况射孔一直是南海地区最大的难题之一。
作为油井周期
中的关键步骤，操作人员必须确定最佳射孔方法，以最安全的方式达到预期效果，同时保持成本效益。
连续油管（CT）传输射孔提供了一系列的灵活性，作为一种
吸引人的方法，可以在一次下入中传输长管段的枪支；然而，根据近年来开发的
可用替代方案，这项技术是否可以被认为是最合适的解决方案，仍然存在疑问。
马来西亚的一家运营商在准备其在一个有复杂大位移井的油田的首次射孔作业时
遇到了这种情况，其主要目标是在避免出砂的同时生产最大数量的可用天然气。
这项活动是在钻机在场的情况下进行的，任何由于故障而造成的延误都意味着巨
大的成本影响。
3.水平井射孔技术的现场应用
近年来，随着油田的进一步开发，水平井钻井日益兴起，射孔作为油气勘探
开发的主要成井方式，其技术也需要不断完善，本文分析了某油田近年来的射孔
施工情况，为相态设计、起爆方式选择、深部校正定位及施工要点提供参考。
本
文主要所介绍的，是牵引器射孔技术。
这种技术是采用牵引器将射孔抢串输送至
井底，完成射孔施工的新技术，能够实现页岩气水平井首段射孔和井下意外情况
的补救施工，是特色技术的又一次延伸。
该技术具有时效高、精度高、可操作性强、成本低、安全风险低等优势，有着广泛的应用前景。
长期以来，涪陵页岩气水平井首段射孔施工采用连续油管输送。
为提高页岩
气开发速度，降低成本，组织专家技术人员开展科研攻关。
施工细节。
涪陵页岩气田在焦页185平台部署了3口页岩气水平井。
其中焦
页185-2HF井深5745米，水平段长1723米，最大井斜96.1度，具有水平段长，井斜上倾斜度大等特点，施工难度大。
接到生产任务后，公司立即组织技术力量开展施工设计和生产准备工作。
优
选电子选发点火方式，确定牵引器与射孔枪连接方式，设计输送工艺及可靠性监测，研发多功能短节。
连续完成焦页185平台3口井首段射孔施工任务，射孔发送率和成功率均为100%，实现规模化应用
精心准备。
针对井眼轨迹，合理优化牵引器结构，加强负重能力和力矩输出，增加一系列功能短节，让牵引器在上翘水平井爬行和射孔作业过程中，充分发挥
预先作用和功能。
精细施工。
现场施工做好关键节点管控，严格执行“一枪3簇”施工要求，
精细操作，根据不同井段及负载情况设置不同的牵引参数，确保在最佳工作状态。
精益求精。
施工队成功将射孔抢串推送至目标井段，回拖、校深、点火一气
呵成，优质安全完成了连续3口井的施工任务。
据悉，该技术得到了页岩气甲方的高度重视，仅仅在这次施工后一天，就有
甲方确定了长期服务合同。
公司正进一步完善和优化牵引器射孔技术，培训人员，形成规模化应用的质量控制体系，同时加快形成系列牵引器服务项目，在页岩气
开发中大展身手，为提速提效降本增产做贡献。
结束语：射孔技术作为水平井中重要的组成部分，如果发生故障和问题，将
会给我们的生活带来直接的影响，比如水平井发生风险，会导致传输中断、给企
业造成一定程度的经济损失。
本文主要对水平井射孔技术进行研究分析，目的是
通过水平井射孔技术的选择和创新来解决部分应用问题，从而为水平井的正常运
行提供可靠性的技术保障。
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