2017年04
月工艺管理适用于气井射孔-压裂联作的射孔工艺技术思考李达（大庆油田采气分公司地质工艺研究所，黑龙江大庆163000）摘要：近年来，随着我国各生产领域技术水平不断提升，对其生产效率和生产质量都提出了更高层次的要求和标准。作为当前气井增产应用最广的技术措施之一，水力压裂技术具有效果好、见效快、时效长等诸多优势。本文主要针对气井射孔-压裂联作的射孔工艺进行简要探讨。关键词：气井；射孔；压裂；联作；工艺技术现阶段而言，传统的射孔工艺技术已经无法适应当前气井生产需求，为实现气井的增产、增效，气井射孔-压裂联作的射孔工艺受到越来越多的关注和重视。气井射孔-压裂联作的射孔工艺可减少施工工序和施工周期，有效降低气井改造成本，是提升单井生产效率行之有效的技术措施。因而深入研究气井射孔-压裂联作的射孔工艺技术应用，对于我国气井开采的现代化发展具有重要的现实意义。1传统射孔技术存在的问题在传统的气井压裂施工改造过程中，通常是在完成射孔作业后，将射孔管柱起出，在进行压裂施工。这一施工工艺在实际应用中存在着诸多的问题。譬如，由于气井高压异常存在喷势时，井内管柱需在压井完成后才能够被起出，在这一过程中需使用压井液，而压井液会对储层造成破坏。同时施工工序较为繁复，在气井开发，尤其是深井的开发中，会极大地延缓开发进度，影响生产效率，单井的开发周期被延长，意味着成本的增加。因而优化射孔工艺是企业发展的必然趋势，也是提升单井开发效率的必然要求。2气井射孔-压裂联作的射孔工艺气井射孔-压裂联作的射孔工艺是指在完成射孔作业后，跳过组下压裂管串的工序，直接进行压裂施工。当前在实际施工中，应用最多的气井射孔-压裂联作的射孔工艺有以下三种类型。2.1射孔丢枪工艺射孔丢枪工艺是在射孔管串上部安装丢枪装置，在完成射孔作业，断开剪切销，从而分离油管柱和射孔管串，实现油管的全通径。射孔丢枪工艺成功率高、操作简单，是应用最广的气井射孔-压裂联作的射孔工艺之一。但射孔丢枪工艺无法被应用于所有井况，井况和压裂对射孔丢枪工艺影响较大。在设计射孔丢枪施工方案前，需确保井下工程满足工艺要求，尤其需注意避免出现射孔枪落入井底的问题，以保证后期施工和生产。根据实践应用，若气井改造后期采用加砂压裂，射孔枪顶部与产能段下部之间的距离应保持在10m以上。在大段射孔施工中不适宜采用射孔丢枪工艺，一是因为射孔丢枪工艺需预留较长的工程带，这不利于成本控制，二是距离过大，射孔枪下落时容易损坏井下管套。2.2带枪压裂工艺带枪压裂工艺是指在水力压裂改造施工中利用油管或油套环空，从而省去丢枪或提枪作业环节。采用带枪压裂工艺对管柱设计要求较高。在环空压裂中，增加环空截面的面积，有利于使沿程摩阻降低，从而减小泵压，使排量增大。但在加砂压裂施工过程中，由于排量和泵压较高，在井口套压阀门注入携砂液，会使得下部油管被液体直接冲击，进而出现冲蚀情况，导致施工失败。针对这一问题，在施工中可采用高钢材质的厚壁油管，利用套压双翼注入的方式，使单翼注入的强度得到降低。此外，采用带枪压裂工艺，需确保套管抗内压能力符合施工过程中压力要求，防止损坏套管。当筛管孔眼较小和长度较短时，采用带枪压裂工艺，容易出现砂堵问题。这一问题可通过优化筛管解决。根据实践研究显示，当孔径大于颗粒直径（支撑剂）六倍时，支撑剂浓度的增大不会造成桥堵。孔眼摩阻会随孔径的增大而减小，但增大孔径到一定程度后，摩阻的减小会变得不明显，同时套损系数会相应增大。因而通过对筛管尺寸及孔眼合理控制，可有效防止砂堵问题出现。2.3全通径射孔工艺全通径射孔工艺是直接利用射孔枪作为筛管，实现全通径压裂，并可对气井后期动态和生产进行检测。由于全通径射孔组件及射孔弹所采用的材质都及其特殊且易碎，因而射孔的深度很难得到保证。现阶段，全通径射孔枪的穿透混凝土（API环形）的深度在5m左右，相较于其他射孔枪，其穿透能力偏弱。同时井深、井下温度、岩石强度、孔隙压力、液柱压力等都会对全通径射孔枪的穿透能力及穿透深度造成影响。当井深过深时，全通径射孔枪往往很难穿透污染带。根据实践应用研究，若全通径射孔枪无法穿透污染带，那么会大幅提升地层破裂压力，若气井的气藏破裂压力高，会导致地层无法被压开。因而全通径射孔工艺只适应于浅层与中深层气井施工过程中，当带枪压裂工艺和射孔丢枪工艺无法使用的情况下，可考虑全通径射孔工艺。3结语气井射孔-压裂联作的射孔工艺之于气井增产、增效具有重要作用。气井射孔-压裂联作的射孔工艺的选用，应根据实际施工环境和施工条件，合理选用不同工艺类型。同时，我国气井射孔-压裂联作的射孔工艺还需与时俱进，顺应技术发展趋势，不断探索和创新，这样才能够真正为我国油气开采提供有力的技术支持。参考文献:[1]潘登,刘兴华,胡长翠,熊焰.射孔测试联作工艺技术在川渝高含H_2S气井的应用[J].油气井测试,2007,01:42-43+45+77.[2]张艳.射孔、压裂联作工艺:缔造老井复活的“神话”[J].石油石化物资采购,2008,10:71.104
井下作业：射孔
1作用目的
射孔就是根据开发方案的要求，采用专门的油井射孔器穿透目的层部位的套管壁
及水泥环阻隔，构成目的层至套管内井筒的连通孔道。因此射孔是油田开发的重要步
骤，是开采油、气、水井的重要手段，射孔质量的优劣是关系到开发方案能否按设计
目标付诸实施，并得以全部实现的重要条件之一。射孔的目的主要是试油、采油、采
气、补挤水泥或注水等。
2射孔测量仪器
实现定位射孔方法，需要有测量套管接箍位置的井下仪器作为定位手段，目前主
要采用磁性定位器。
2.1磁性定位器的工作原理
从电磁感应定律中知道，当磁铁或线圈作相对运动时，使线圈周围磁场的磁通量
发生变化，磁力线切割线圈的线匣而产生感应电势和感应电流，线圈未成回路时，没
有感应电流，只有感应电势存在。造成电磁感应的基本条件，是包围线圈的磁场的磁
力线切割线圈，而要使磁力线切割线圈，必须使线圈周围磁场的磁通量发生变化。也
就是磁铁和线圈作相对运动，但磁性定位器的结构是不允许磁铁和线圈作相对运动的，
那么，线圈周围的磁通量就不会起变化，也就不会产生感应电势，这样我们可以用另
外一种形式造成磁通量的变化，即依靠外来铁磁物质的变化。而由外界铁磁物质影响
自身磁场所产生的感应电势，是反映了外界环境的变化。所以，当磁性定位器在套管
中滑行经过接箍时，由于外界铁磁物质—套管壁的厚度发生变化，使磁力线分布发生
变化，从而切割线圈产生感应电势。当在地面仪器上看到正被记录的磁性定位器讯号
波形时，就会断定：这时的磁性定位器正从井下某深度的接箍处经过。从而和地面仪
器的深度部分配合，完成射孔定位工作。
2.2射孔深度计算
射孔深度的计算是保证射孔质量的一个重要环节，深度计算的准确，就可以全部
射开油层，使油井达到设计产量。射孔深度计算主要由实施射孔单位来承担，但作为
井下作业单位应认真填写射孔原始资料提交射孔单位。一份完整的油气井射孔深度通知单，包括：井号、井别、射孔层段序号、油层组及小层编号、射孔井段深度及对
目前常用射孔技术有电缆输送射孔和油管输送射孔。
1、电缆射孔：
（1）施工前要将射孔车停在上风口，打好双掩木，发电机插地线，摆放好各种警示标志，穿戴好劳保用品，座好符合设计要求的防喷器，螺丝要上全上紧，滑轮插好防窜销子，放好保险绳套；
（2）施工区域要禁止烟火，检查施工区域是否漏电，易造成地面爆炸；
（3）现场连接枪身时要检查导爆索是否有破损，是否潮湿，枪头、枪尾密封圈是否有破损，易造成射孔枪在井下聚爆，卡枪；
（4）枪身下井前要检查马笼头，电缆是否有损伤，易造成掉枪身，井下落物；
（5）下枪注意下速，尤其对补孔井、大斜度井、有套变井，容易造成卡枪，
（6）若定位点火要各项检查合格，在误差范围内方能点火，容易造成误射孔；
（7）枪身出井口速度要严格控制，容易造成起飞枪，严重安全隐患。
2、管输射孔
（1）施工前要将射孔车停在上风口，打好双掩木，发电机插地线，摆放好各种警示标志，穿戴好劳保用品，滑轮插好防窜销子，放好保险绳套；
（2）管输联枪要严格按次数，因为管输是一次下井实现多层段射孔，若联错枪很容易造成误射孔；
（3）起爆器要在井口周围安装
（4）下枪注意不能顿钻
（5）保证现场油管内清洁，无杂物
（6）点火时最好座封点火，安全可靠！
射孔作为试油技术的主要环节，与油气井产能有着直接的关系。历经几十年的发展，射孔技术有了长足的进步，特别是进入90年代以来，射孔技术更是飞速发展。美国斯仑贝谢公司研制出穿深达1.2m的射孔弹。除了在现有射孔弹基础上努力提高穿透深度外，美国还完成了“水动力射孔”工艺技术研究与开发工作，进行了石油井下激光射孔装置的方法的研究。此外，美国的哈里伯顿公司还率先在102枪中装 DP37型弹开创了小枪装大弹之先河，这样又进一步推动了高强度射孔枪的研制。
目前，国内的大庆油田引进了水动力射孔技术。胜利油田正在开展复合射孔技术研究，102枪装127弹也在各油田普遍开展起来。
射孔作业工艺技术
射孔是一种在地下工程中常用的爆破工艺技术，也是一种将工程爆破效果最好的技术之一。射孔作业的目的是通过钻孔将爆炸药注入到岩石裂缝中，通过引爆药品来进行爆破，以达到开采、隧道、道路和地下工程等目的。
射孔作业的工艺技术包括选择合适的钻孔机械和工具、选择合适的钻孔位置和方向、控制钻孔孔径和深度、选用适宜的爆炸药品以及合理布置钻孔网格等。
首先，在射孔作业前需要选用合适的钻孔机械和工具。一般使用的钻孔机械有手持电锤、岩心钻机、钻矢车等，而钻孔工具包括钎杆、钻头、岩芯管等。根据具体的工程要求和地质条件选择合适的钻机和钻具，可以提高钻孔效率和质量。
其次，进行射孔作业时需选择合适的钻孔位置和方向。钻孔位置要根据地质条件和工程要求确定，一般选取在地层裂缝较集中或承载力较低的位置进行射孔。钻孔方向则要根据地质构造和爆破设计来确定，一般选择合理的倾角和方向，以获得最佳的爆破效果。
然后，控制钻孔的孔径和深度也是射孔作业中很重要的一环。孔径的选择要根据爆炸药品的类型和工程要求确定，一般需要根据药包体积和孔径比来选择合适的孔径。孔径的控制可以使用纸质孔径计、橡皮桶孔径计等工具进行测量和调整。钻孔的深度也需要严格控制，一般根据钻孔设计来确定，以确保爆破效果和安全。
此外，选用适宜的爆炸药品也是射孔作业中不可忽视的一环。根据地质条件和工程要求，选择合适的爆炸药品可以提高爆破效果和安全性。一般常用的爆炸药品有硝铵油炸药、硝酸铵混合油炸药、胶态炸药等。根据具体情况来确定爆破药品的类型和用量，并严格按照相关法规和标准来进行存储、携带和使用。
最后，合理布置钻孔网格也能提高射孔作业的效果。钻孔网格的布置要根据地质条件和工程要求确定，一般采用正交网格或三角网格布置。布置网格时要考虑到孔间距和孔深，保持均匀布置，以确保爆破效果的均匀性和安全性。
总之，射孔作业是一项复杂的工艺技术，需要综合考虑地质条件和工程要求，合理选择钻孔机械和工具，确定钻孔位置和方向，控制钻孔孔径和深度，选用适宜的爆炸药品以及合理布置钻孔网格等。只有科学合理地进行射孔作业，才能达到预期的效果，并确保工程的质量和安全。
