射孔优化设计技术

压力
二、射孔工艺及其优选
电缆传输射孔工艺（WireLine Perforating)

射孔工艺
电缆传输正压射孔工艺
在油井压井后，装好井口防喷设备，用电缆下入射孔枪，通过在电缆上的校深 在正压差下对油气层层位射孔，然后取出射孔枪，下油管并装好井口，进行替喷 以使油气井投产。
仪器（CCL或者CCL/GR）测量出定位对比曲线，调整射孔枪深度对准射孔层位，
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• 孔密
• 孔径
• 相位角 • 格式
• 压差
四、射孔参数优化方法
射孔参数优化的核心
在保证工程安全的前提下，考虑防砂，最大限度地释放地层 的能量，使地层通过孔眼向井筒的流动效率最大化 确定枪弹组合及 射孔参数
•工程安全——套管抗挤毁压力 •孔眼深度——穿透污染带深度 •孔眼污染——负压差降低孔眼污染 •防砂——负压差不能太大
产率比和表皮敏感分析
在孔深/孔径校正的基础上，计算每种射孔弹 在不同孔密时对应的产率比和表皮系数。 根据不同射孔弹在不同孔密情况下的产率比和 表皮系数，选择产率比最大的射孔弹作为优化 设计的射孔弹，并依据该射孔弹对应的最大安 全孔密上限，确定所选射孔弹的最大孔密。
射孔弹和孔密优化
产能及表皮系数 指标预测
确定正压/负压 以及负压大小
产率比和产量 预测
四、射孔参数优化方法
优化流程
套管尺寸 污染深度 选取多种射孔弹 根据套管尺寸和污染深度计算结果，选择穿深 大于污染深度的多个射孔弹作为优化设计的开 始。
产 能 最 大 化 射 孔 优 化 设 计 流 程
射孔弹穿深/孔径校正
套管损害评价
选择多种射孔弹，进行孔深/孔径校正和套管 损害评价，在保证工程安全的条件下，确定每 种射孔弹可以允许的最大安全孔密。
电缆传输负压射孔工艺
这种工艺基本上与电缆正压射孔相同，只是将井筒掏空或者降低井筒的液体比
重，在负压差下对油气层射孔，这种方法主要用于中、低渗油藏。该工艺具有负 压清洗孔眼的优点，但对于油气层厚的井需要多次下射孔枪射孔，不能保持必要 的负压。 采用该工艺射孔，在井口必须安装高压防喷设备才能施工。
二、射孔工艺及其优选
油管输送射孔的优缺点：
优点：
射孔工艺
可与 DST 进行联作； 输送能力强，一次下井可射孔数百米； 能根据油气层岩性特点，设计负压值； 射孔后可释放射孔枪； 能在大斜度井和水平井中进行作业。
缺点： 返工时间长，对火工器材要求耐温高。
二、射孔工艺及其优选
过油管传输射孔

射孔工艺
过油管射孔器可以用电缆输送，也可以用连续油管输送
孔密(孔/m) 16-39
孔深(mm) 380-980.4
相位角
45°-135°
四、射孔参数优化方法
污染深度计算
1 ln rw } Ld B rw ln r 2 A r H T w L 2

Ld rw 1.728
射孔弹分为深穿透和大孔径两大类，能满足常温到高温地层的 完井射孔需要。
射孔完井是目前国内外使用最广泛的完井方法 利用火工器材或者其它能源的能量射开套管、水泥环和地层， 沟通油、气流通道的井下作业就叫射孔
一、射孔设计优化问题
射孔优化问题
在射孔完井的油气井
中，射孔孔眼是沟通 产层和井筒的唯一通
道。如果采用恰当的
1）无固相清洁盐水射孔液 ：由各种盐类及清洁淡水加入适当添加剂配制 而成 ，不适用裂缝地层、渗透率较高且速敏效应严重的油层 2）聚合物射孔液：在无固相清洁盐水射孔液的基础上，根据需要添加不同 性能的高分子聚合物配制而成，适用于可能产生严重漏失（裂缝）或滤失 （高渗透）及射孔压差较大、速敏较严重的油层 3）油基射孔液：是以油包水型乳状液或直接采用原油或者柴油加入一定量 的添加剂作为射孔液，该体系可以避免油层的水敏作用 4）酸基射孔液：由醋酸或稀盐酸加入适合不同要求的添加剂配制而成，酸 敏矿物较多的油层要慎用 5）乳化液射孔液：采用表面活性剂将水包柴油形成乳状液密度约为 0.89g/cm3作为射孔液。耐温高，从射孔开始到投产不再使水基射孔液与油 层接触，减少伤害
四、射孔参数优化方法 五、射孔优化设计软件实现
二、射孔工艺及其优选
射孔工艺 应当根据油藏和流体性质、地层伤害情况、套管程 序和油田生产条件，选择恰当的射孔工艺
射 孔 工 艺
电缆传输射孔 油管传输射孔（TCP TCP/DST） 过油管射孔
射 孔 新 工 艺
复合射孔 定向射孔 水平井射孔
…...
正压射孔：用高密度的射孔液使液柱压力大于地层压力 负压射孔：用低密度射孔业或掏空液柱使井筒或者管柱压力小于地层
射孔方式及负压设计 （考虑出砂）
根据射孔设计优化选择的射孔弹和孔密，预测 射孔后的产率比、产量和表皮系数，综合考虑 储集层的孔渗性以及井下设备的承压能力，进 负压设计，并依据储层敏感指数优选射孔液， 选择射孔方式，形成最终的射孔方案。
产能最大化射孔优化设计方案
四、射孔参数优化方法
优化实施的射孔器材条件
射孔工艺和正确的射 孔设计，就可以使射 孔对产层的伤害最小， 完善系数高，从而获 得理想的产能。 • 射孔工艺选择合理 • 穿透污染带（孔深）
污 染 带
• 射孔液与地层和流体配伍
• 工程安全（孔密/孔径）
• 射孔污染最小化（负压）
• 防砂
汇 报 提 纲 一、射孔优化设计问题 二、射孔工艺及其优选
三、射孔液及其优选
收集了射孔优化设计所需的后台数据库中
343种套管 23种枪型 37种射孔弹 技术参数
后 台 数 据 库
四、射孔参数优化方法
优化实施的射孔器材条件
市场提供的射孔弹参数分布情况表
参数 孔径(mm) 区间值 8.64-20.07 分布情况 8.64-12mm 之间23个 12.19-20.07mm 之间6个 16-20孔/m之间14个 30-39孔/m之间15个 380-700mm之间16个 724.9-980.4mm之间13个 45° 9个 60° 9个 90° 3个 135°8个
，只能用小直径射孔枪和小药量的射孔弹或则无枪身射孔
器射孔，为了满足孔径和穿深的要求，往往使用无枪身射 孔器。

连续油管传输可用于大斜度井和水平井，校深方法可使
用内存式GR仪器来进行深度校正。
二、射孔工艺及其优选
过油管射孔优缺点
优点：
能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小；
射孔作业安全，适用于高压油气井； 射孔后能马上进行生产。
优点：
射孔定位快捷、准确；
电雷管引爆可靠性强； 作业简便快捷，一次下井可进行多层射孔。
射孔工艺
缺点：
一般情况是正压射孔，容易对地层造成污染，影响
产能；
对地层压力掌握不准时，射孔后容易产生井喷； 受电缆输送能力或者防喷管长度的限制，下枪的长 度有限； 容易受外界因素干扰或错误操作而发生爆炸。
二、射孔工艺及其优选
射孔工艺
缺点：
射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿深度浅，对油气井产量有一 定影响； 射孔枪与套管之间间隙大，影响射孔孔径和穿深； 每次下井射孔枪长度受防喷管长度限制； 无枪身射孔弹夹射孔后容易变形，对起出电缆有一定影响。 电缆输送使用电雷管起爆，连续油管输送采用压力点火头起爆（即撞击 引爆）。
油管传输射孔（TCP） 油管传输射孔工艺是利 用油管（钻杆）连接射孔 枪下到油层部位射孔，管 下部连接有封隔器、带孔 管和引爆系统，油管内只 有部分液柱形成射孔负压。 通过地面投棒引爆、压力 引爆、压差式引爆或电缆 湿式接头引爆等多种方式 使射孔弹引爆一次全部射 完油气层。
射孔工艺
二、射孔工艺及其优选
汇 报 提 纲 一、射孔优化设计问题 二、射孔工艺及其优选
三、射孔液及其优选
四、射孔参数优孔参数优化方法
射孔参数优化的核心
在保证工程安全的前提下，考虑防砂，最大限度地释放地层 的能量，使地层通过孔眼向井筒的流动效率最大化
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二、射孔工艺及其优选
工艺优选考虑因素
1）地层性质
射孔方案设计时要考虑的地层性质，主要包括岩性（砂岩、石灰 岩、白云岩）、深度、孔隙流体（气、油、水）和压力。如果要预测 射孔弹所产生的穿透深度，则必须首先掌握地层的声速、体积密度和 抗压强度。其它需要收集的信息包括：地层是否有裂缝存在；是否含 有泥质条带；是否是重复完井的地层；在邻近井中是否有相同的完井 地层；如果有，地层的性质怎样；完井的对象是什么；井的状态如何； 所用的射孔设备和技术怎样；效果如何等。这些关于地层的信息有助 于选择射孔枪、射孔弹和压力设备。
《射孔优化设计原理》
天津 塘沽 2015年1月18日
汇 报 提 纲 一、射孔优化设计问题 二、射孔工艺及其优选
三、射孔液及其优选
四、射孔参数优化方法 五、射孔优化设计软件实现
一、射孔设计优化问题
射孔历史和现状
最早的采油方式是裸眼采油或者是筛管采油，随着固井工艺的 产生，发展了射孔采油工艺。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 前广泛使用的聚能射孔弹。
电缆过油管射孔是在下完生产管柱，安装好井口采油树
及生产系统，封隔器后，在井口采油树上安装防喷管和电 缆密封装置，用电缆从油管内入射孔枪对油层进行射孔。

过油管射孔的定位同电缆射孔一样，以射孔段顶部的套
管短节作为射孔校深点，完井管柱的底端必须在射孔段顶 部套管上方，根据不同的井况采用不同的射孔器。

过油管射孔由于受完井油管内径和井下工具尺寸的限制