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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。
可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, 经过油管泵送至井下, 水砂浆经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, 水力喷砂射孔能够产生比常规射孔更大更深的射孔孔眼, 高度可由地面调节, 特别是水力喷砂射孔能够避免常规射孔产生的压实带, 而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, 因此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(一般是石英砂)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、岩层或其它障碍物接触时,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能够起到射孔、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;能够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。
分簇式射孔技术在现场施工的应用分析摘要：分簇射孔技术是页岩气水平井多段、分段压裂完井工艺中的一项重要技术，在页岩气藏开采过程中具有很好的推广价值。
在分簇射孔工艺理论基础上，对分簇射孔工艺所需的配套技术进行了深入研究。
分簇射孔技术在实际生产中的使用结果证明了该技术的安全性和适应性，是一项很好的技术。
关键词：分簇式射孔；现场施工；应用引言随着我国页岩气开发的深入，钻井技术也在逐步提高，目前采用的钻井方式主要是射孔+桥塞式分段压裂。
射孔法采用分层射孔法，即在各分段压裂结束后，将钻井液下到目的层处，利用复合材料可溶桥塞暂且将钻井液中的钻井液临时封闭，再将钻井液中的钻井液提升到下一分段进行连续射孔。
压裂施工按顺序对各油层进行逐级压裂改造。
1分簇式射孔技术工艺与特点1.1分簇选发工艺因为电子分束射孔过程中，使用了电子选择器与电雷管相配合的方法，所以在无取向射孔过程中，组装好的设备不会发生动态旋转，而是将电子选择器与雷管安装在一个连接处，以确保接线与接地的可靠。
但由于水平井眼方向分簇射孔射孔设备的旋转随机性，为了确保电子的寻址、导电性能，必须将其与引信装在射孔枪中，并与其一同旋转。
1.2定向结构工艺定向分簇射孔器械使用的是自重定向的原理，在弹架上添加了一个偏心的配重，并使用了一个滚珠轴承，这样就可以让射孔器械的重心一直偏向一侧，并且可以按照生产的要求来安排射孔弹的喷射方向，而导爆索则是通过外部缠绕弹架的方式，与枪管之间要有一个合理的间隔，这样在水平井中，不管射孔枪管怎么旋转，射孔的取向都是一样的。
1.3动态导电工艺在定向分簇射孔器下井时，由于射孔器的旋转具有一定的随机性，因此，对其进行动态传导的设计就显得尤为重要。
在水平井区，当设备动力旋转时，电子选机必须有良好的接地，并且必须有良好的绝缘，导电，寻址功能。
本项目拟在射孔器旋转时，采用轴向端面传导、侧向滑环传导、侧环端面传导等3种方式，并对3种方式进行动态传导功能测试，各有其技术特点，可确保射孔器旋转时束部件之间的信号畅通，束之间的密封性。
定向射孔方位测量及现场应用孙鹏（大庆油田有限责任公司试油试采分公司）摘要：定向射孔技术是近几年出现的新型射孔完井技术，它通过专用的方位测量系统测量射孔孔眼方位。
测量系统包括井下测量仪器和地面控制仪器，井下测量仪器主要由陀螺仪和加速度计构成。
详细介绍了方位测量系统的基本原理和实现过程，通过测量地球自转角速度在仪器坐标系上的分量，计算得出工具面角，进而得到射孔孔眼方向，并以实例阐述了这项技术的应用情况，根据油水井的地应力分布状况来设计射孔孔眼方向，实现不同的完井目的。
该技术具有重要的实用价值。
关键词：定向射孔；陀螺；坐标变换；地应力The orientation measurement and application oforiented perforationSUN Peng(Well-testing & Perforating Services, Daqing Oilfield Ltd. Co., Daqing 163412,China)Abstract: Oriented perforation is a new technique emerged in recent few years. It measures the orientation of perforation holes using particular system, which includes underground instrument and controlling instrument on the ground. The underground instrument includes gyroscope and accelerometer. The orientation of perforation hole is obtained by tool face angle, which is calculated from measuring the fraction of earth self rotation angular velocity on the coordinate. This paper introduced the principle and realization of orientation measurement system in details and application of this technique. Achieve different effect by design the orientation of perforating beforehand, according to the stress distribution of wells.Keywords: oriented perforation, gyroscope, coordinate transformation, ground stress0 引言大庆油田拥有十分丰富的低渗透油藏，随着油田勘探开发工作的不断发展，优质储量增速逐渐放缓，低渗透油田已经成为当前和今后相当长时期勘探开发的重点。
油井射孔技术的现状与展望1概述射孔作业是石油钻井行业的关键环节之一，经过理论和现场实践验证，射孔作业在提高油气井的油气产量方面发挥着重要作用。
目前，国内外的射孔技术一般可分为以下几类：1.1以提高油气产能为重点的高效射孔，如聚能射孔、复合射孔等。
该类射孔技术重点关注如何高效打通地下油气通道，从而提高油井产能，该类射孔技术目前正朝着大爆量、超深穿透、多级火药、气体压裂增效的方向发展；1.2以保护储层、提高射孔完井效果为重点的射孔技术，主要包括负压射孔、动态负压射孔、超正压射孔和定向射孔；1.3以提高作业效率为重点的一体化作业流程，包括以提高测试结果可靠性为目的射孔与测试结合、射孔与酸化结合、射孔与压裂结合；1.4以提高作业安全和效率为目标的作业流程，包括管柱安全设计、作业优化设计、智能导向射孔、射孔监测诊断。
射孔技术的开发及相应的作业工艺改变了原有的单纯通过射孔打开套管的采收方式，为油田高效开发增添了新的技术途径。
2射孔技术现状2.1深穿透聚能射孔最初采用子弹射孔法穿透套管和水泥环，连接目标区和套管。
但是，子弹可以穿透的深度非常有限，经常不能形成有效的弹孔。
从业者通过借鉴反装甲武器的穿透能力，发明了深穿透聚能射孔技术。
这种射孔技术具有莫霍普特效应，具有良好的破岩能力，可以显著提高射孔深度。
近年来，随着非常规油气资源的深入开发，对射孔的要求越来越高，世界各国的油服企业均加大了深穿透聚能射孔技术的研究攻关力度，射孔的平均穿透深度也得到了大幅增加。
最具代表性的型号是美国GEO Dynamics公司研制的4039RaZor HMX射孔弹，对混凝土目标的平均穿透深度可达1600mm左右；美国Owen研发的射孔弹，对混凝土目标的平均穿透深度可达1340mm 左右。
四川射孔药厂研制的SDP48HMX39-1射孔药对混凝土靶材的平均穿透深度达到1540mm左右，大庆射孔弹厂研制的射孔弹对混凝土靶材的平均穿透深度达到1350mm左右，国内相关厂家的产品性能已经接近国际先进水平。
定方位射孔技术研究及应用摘要:目前,油田钻通油气层后大部分采用下套管射孔完井进行油气开采,其目的是射穿套管、水泥层和地层内一定的深度,建立井筒与目的层之间的通道,进行试油或求产。
射孔作为石油勘探开发中的重要环节,不仅关系到油气井的产能,而且还会对后续增产改造措施的效果产生重大影响。
常规射孔孔眼的方向是随机的,因此无法满足一些特殊情况对射孔施工的要求,而定方位射孔技术是一种可以进行井下有方向性射孔的新型射孔工艺技术,其利用油管输送射孔管柱的方式,在起爆器与深度短接之间接入一定方位短接,通过测量定方位短接上方位键的方位来确定射孔弹穿孔的方位。
定方位射孔技术应用于需压裂完井的井时,通过实现最大主应力方向的射孔,可有效降低地层破裂压力和地面施工压力,提高压裂效果。
对于施工井附近存在断层需避开、地层存在天然裂缝希望与射孔孔眼沟通等特殊情况时,该技术均可成为有效的辅助手段。
关键词:射孔技术定方位短接方位键主应力压裂中图分类号:te2 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)06(b)-0011-02射孔完井是油田开发过程中的一个重要环节,射孔效果的好坏关系到油气井的产能,还会对水力压裂等后续增产改造措施的效果产生重大影响。
随着油田勘探开发工作的不断深入,勘探开发地层的条件越来越差,井况也更加复杂,对射孔完井技术也提出了更高的要求。
现代射孔完井技术不仅要准确打开油气层,还要保护油气层,最终要解放油气层,而且还要降低施工成本,简化施工工艺。
1 直井定方位射孔工艺技术研究定方位射孔技术是一项新的射孔工艺技术,在许多国家的各大油气田广泛采用该项技术,取得了显著的应用效果。
本章介绍的直井定方位射孔技术是在将陀螺测斜技术与射孔技术进行有机结合并且改进常规的油管输送式射孔管柱的基础上,开发出的一种可以进行井下定方向性射孔的新型射孔工艺技术。
1.1 定方位射孔定方位射孔是近年发展起来的一种新型的油管传输射孔技术,是对常规射孔工艺的完善和补充,该技术可以解决裂缝性油气层常规射孔孔眼有效率低和压裂弯曲摩阻大的问题。
0前言在钻井、完井、增产措施、生产和注入等各个作业过程中，由于入井液体中固相的侵入或生产、注入等引起的地层内微粒的运移、物质沉淀等多种原因，进行油田生产的油气水井的近井地带都存在不同程度的地层伤害。
水力深穿透射孔技术利用高压水射流钻孔的方式形成清洁孔道，借助对喷管、喷嘴的送进实现深穿透，孔深能达到2m，孔径能达到20mm 以上，孔道的流通能力能为常规射孔的10-20倍。
通过近20年来相关研究人员和现场作业人员的研究和应用表明，水力深穿透射孔对于油田增产增注、低渗透油田近井地带改造具有重要的意义。
1水力深穿透射孔技术的国外发展情况国外早在20世纪40年代已应用水力喷射技术进行油水井射孔，最早的水力射孔主要以喷嘴固定和套管对称割缝等形式来实现，它们都有一个共同的缺点：喷嘴在井下不能径向移动延伸，射出的孔眼径向距离短，孔道尺寸形状不规则，对油井套管和固井水泥环都有不同程度的伤害，射孔达不到预期增产增注的目的和效果。
该技术在十多年的发展过程中，进行了多次技术升级和产品更新换代，但其模式主要为两种：①套管冲孔+高压水力喷射切割岩石射孔；②套管钻孔开窗+水力地层径向钻孔射孔。
这两种模式在作业的过程中都是利用油管传输动力液，在地面控制压力的变化，进而控制井下射孔工具的动作，从而实现深穿透射孔的目标。
2水力深穿透射孔新技术2.1PeneDRILLPeneDRILL 钻进式射孔系统由Penetrators Canada Inc.（加拿大射孔器有限公司）开发，并已获得专利。
Penedrill 工具在加拿大、美国和阿曼等国家的油田现场已经应用了数百口井，见到了良好的油井增产和水井增注效果，平均增产增注1～3倍，最高可达10倍以上，尤其在致密的低渗透油藏应用效果更好。
该工具由油管输送下入井中，首先在套管上钻一个26mm 的孔，然后再向地层钻一个直径17mm、长2m 的孔。
钻一个孔需要10～20分钟的时间，一次下井可以钻多个孔，钻孔的数量由井深、岩性、流体类型决定，一般情况下每次下井可钻4～8个孔。
114 （下转第200页）为了实现较低渗透致密油层开采效率和开采量的提高，需要大力研究和实践低渗透致密油层的高效开发方案，并针对超长水平井进行现场大规模套管压裂试验。
1 水平井电缆分段射孔工艺技术原理电缆分段射孔工艺技术是一项全新的水平井射孔技术，该项工艺技术的重要优势在于通过电缆的输送，能够达到大夹层射孔井段多层射孔以及一次性下井的目的。
该工艺技术的基本原理在于：把多个等待射孔层位的射孔弹装进多节射孔枪中，再通过电缆把整个枪体输送到井内，最后利用地面仪器完成监测后以从下到上的顺序将射孔弹引爆，依次将对应的层位射开。
从理论上来看，水平井的打开程度与产能呈现正比的关系，即打开程度越大产能越高。
然而实际上在水平井打开程度最小化的情况下亦可获得期望的产能，并且施工成本大大降低，在这一过程中就需要运用到水平井电缆分段射孔工艺技术。
现阶段，针对水平井孔眼分布方式进行研究与分析的石油企业较少，而在石油开采现场，通常情况下孔眼的分布方式都是均匀射孔。
针对相同打开程度不同段数的总打开长度的水平的产能和打开段数之间的关系进行分析可知，总打开长度划分的段数与水平井的产能呈现正比关系，也就是段数越多产能越高，井筒流动压降的影响随之越小，2 水平井电缆分段射孔工艺技术的具体应用2.1 水平井井口下放在水平井实际施工中应用电缆分段射孔工艺技术，传统的直接井口打开方式已经很难满足这项工艺技术的要求，这就需要对井口打开方式进行改变[1]。
在打开井口时，首先应该将具有一定压强的平衡压力注入到立管内部，以此有效的防止在闸门未打开时，立管内部的压力与水平井内的压力差值过大，而在枪身串上移时，对其电缆造成一定程度的损伤。
在水平井枪身串下井前，都需要先进行平衡压力处理，然后才可以将阀门打开。
这样，不仅可以使得阀门的打开更加轻松顺利，同时还可以有效的防止压差过大以及含有沙子的流体进入对阀门造成一定的损伤，以此提高水平井施工的安全性。
