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油田井射孔方式选择分析【摘要】本文针对大庆油田储层情况，对油管输送和电缆输送两种射孔施工方式进行比较，结合射孔方案设计提供的地质条件及施工参数，分析出因地质及施工设计原因造成电缆输送式射孔井喷的潜在风险，明确除气井、水平井等必须使用油管输送式射孔的特殊井外，在高危区块、压井液密度大于1.3g/cm3、气油比大于100m3/t、存在过量硫化氢等有毒有害气体、负压等地质情况下，建议采用油管输送式射孔，以降低井喷风险。
【关键词】电缆输送油管输送井喷原因分析＜b＞ 1 前言＜/b＞大庆油田是早期注水开发的大型陆相非均质、多油层砂岩油田。
油层在纵向上和横向上均存在着严重的非均质性，在纵向上形成了正常压力层和异常压力层并存情况；在横向上形成了正常压力与异常压力区交错分布的复杂情况，随着开采的深入，储层流通通道改变，存在油气串层，造成复杂多变的地层环境[1]。
随着几十年发展，大庆油田已具备国内外领先射孔技术水平，但在进入油田注水开发中后期，面对越来越复杂的地层情况，对地层流体、压力的准确判断以及选择合适的射孔方式，提高射孔作业的安全性及有效性依然具有十分重要的意义。
＜b＞ 2 大庆油田常用射孔方式分析＜/b＞目前采用的射孔方式[2]主要分为电缆输送式（WCP）和油管输送式（TCP）两大类型。
2.1 电缆输送射孔工艺分析电缆输送式射孔是在油气水井压井后装好防喷器和大阀门，敞开井口的情况下，利用电缆下入射孔枪，通过在电缆上的磁性定位器测出定位对比曲线，调整射孔枪深度对准层位，进行射孔。
其技术特点包括：（1）适应射孔枪和射孔弹种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足大孔径的射孔要求；（2）射孔定位快速、准确，电雷管引爆可靠性强，作业简便快捷，能连续进行多层射孔，周期短；（3）施工中能及时检查射孔弹发射情况。
缺点：（1）敞口施工，如果发生井喷，不易控制；（2）正压射孔，对目的层造成射孔伤害，影响产能，负压射孔后容易发生井喷；（3）每次下井射孔枪一般在4m以内，厚目的层作业时间长；（4）对于一些补孔井，由于井内结蜡或油稠，下井较困难。
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、射孔井段深度及对应的夹层厚度和射开厚度、孔密和孔数、累计夹层厚度、射孔厚度、有效厚度、地层系数、编制人及审核人签名。
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。
完井射孔简单介绍一、油井的完井完井方式：指油井的目的层与井底的连通方式、井身结构及完井工艺。
完井方法总要求：1、使油气层与井底能有效地连通起来；2、妥善地封隔油气层，防止层间干扰，便于分层开采；3、克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油井长期正常开采；4、能为今后修井与增产措施提供方便；5、工艺简单，完成速度快，成本低。
目前一般有四种完井方式：裸眼完井、射孔完井、衬管和尾管完井、砾石填充完井。
裸眼完井：适用于灰岩、花岗岩、变质岩及较坚硬的致密地层。
分为：先期裸眼完井：钻达油气层顶部，下套管固井，再用小钻头钻开油气层，完井；后期裸眼完井：用同一尺寸的钻头钻过油气层，再把套管下至油气层顶部。
射孔完井：钻穿油气层，下套管固井，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油气层射开，为油气流入井筒打开通道。
该方法有利于分层开采、注水及增产措施。
目前采用最多。
衬管完井：与先期裸眼完井相近，是在钻达油气层之前，下套管固井，换小钻头钻开油气层，然后下衬管（筛管或割缝套管），用封隔器固定在套管上，并把套管与衬管间隙堵塞。
尾管完井：小直径的套管悬挂在上部较大直径的套管上，其余同射孔完井法。
目前辽河一般有f177.8挂f127.0，f244.5挂137.5。
砾石充填完井方法：人为地在井筒（裸眼或衬管）内充填一定尺寸的砾石，起防砂和保护生产层的目的。
二、射孔：概念：射孔是把专门的井下射孔器下放至油层套管内预定的深度，引爆射孔弹爆炸后产生的高能粒子流射穿套管、管外水泥环，并穿进地层一定深度，打开油气层与井筒的通道。
射孔一般分为电缆输送射孔和油管输送射孔两种方式。
（一）电缆输送射孔：用电缆将射孔器下放到井筒内对套管进行射孔。
适用于已探明的低压油气井的射孔，一般要求井内压井液液柱压力不小于预测地层压力。
电缆射孔分为：1、过油管射孔：优点：①、清水代替泥浆或无固相等高密度压井液，减少了射孔正压差，对地层伤害小；②、有枪身射孔时，可使全井射孔处在平衡压力下射孔；③、无枪身射孔时，可配合气举、抽汲等进行全井负压射孔。
第六章射孔射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。
射孔是完井工艺的重要组成部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发生产成本等都有重大的影响。
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弹。
射孔弹分为深穿透型和大孔径型两种，能满足高温、中温、低温地层的完井射孔需要。
射孔方式分为电缆射孔、油管输送射孔和过油管射孔。
海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔参数（孔径、孔密、相位、孔深），对增加产能和减少修井补射孔作业，提高油气田开发生产效益有重大的影响。
第一节射孔方式和选择一、射孔方式1．电缆射孔电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套管射孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，电雷管引爆射孔枪。
在井筒液柱压力高于地层压力的条件下射开生产油气层。
电缆射孔枪有开孔枪和高效枪及高孔密枪等。
开孔枪简称PPG（Pore PlugGun），高效枪简称HEG（High Efficiency Gun）。
PPG和HEG的射孔相位均为90°，最大射孔孔密为13孔／m。
高孔密枪简称HSD（High Shot Donsity）的射孔相位有120°、90°、60°、45°、30°，最大射孔孔密为39孔／m。
射孔弹有深穿透（DP）和大孔径（BH）两种。
（1）电缆射孔优缺点1）优点。
①射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。
②射孔定位快速、准确。
③电雷管引爆可靠性强。
④作业简便快捷，能连续进行多层射孔。
2）缺点。
①正压射孔，对地层造成污染损害，影响产能。
②在地层压力掌握不准时，射孔后易发生井喷，为防井喷必须安装防喷器和防喷管。
③受电缆输送能力和防喷管长度的限制，每次下枪长度只能在10m左右，厚度大，油气层的射孔作业时间长，在大斜度井、水平井和高密度泥浆中的应用也受限制。
油田井射孔方式选择分析
【摘要】本文针对大庆油田储层情况，对油管输送和电缆输送两种射孔施工方式进行比较，结合射孔方案设计提供的地质条件及施工参数，分析出因地质及施工设计原因造成电缆输送式射孔井喷的潜在风险，明确除气井、水平井等必须使用油管输送式射孔的特殊井外，在高危区块、压井液密度大于1.3g/cm3、气油比大于100m3/t、存在过量硫化氢等有毒有害气体、负压等地质情况下，建议采用油管输送式射孔，以降低井喷风险。
【关键词】电缆输送油管输送井喷原因分析
1 前言
大庆油田是早期注水开发的大型陆相非均质、多油层砂岩油田。
油层在纵向上和横向上均存在着严重的非均质性，在纵向上形成了正常压力层和异常压力层并存情况；在横向上形成了正常压力与异常压力区交错分布的复杂情况，随着开采的深入，储层流通通道改变，存在油气串层，造成复杂多变的地层环境[1]。
随着几十年发展，大庆油田已具备国内外领先射孔技术水平，但在进入油田注水开发中后期，面对越来越复杂的地层情况，对地层流体、压力的准确判断以及选择合适的射孔方式，提高射孔作业的安全性及有效性依然具有十分重要的意义。
2 大庆油田常用射孔方式分析
目前采用的射孔方式[2]主要分为电缆输送式（wcp）和油管输送式（tcp）两大类型。
2.1 电缆输送射孔工艺分析
电缆输送式射孔是在油气水井压井后装好防喷器和大阀门，敞开井口的情况下，利用电缆下入射孔枪，通过在电缆上的磁性定位器测出定位对比曲线，调整射孔枪深度对准层位，进行射孔。
其技术特点包括：
（1）适应射孔枪和射孔弹种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足大孔径的射孔要求；
（2）射孔定位快速、准确，电雷管引爆可靠性强，作业简便快捷，能连续进行多层射孔，周期短；
（3）施工中能及时检查射孔弹发射情况。
缺点：
（1）敞口施工，如果发生井喷，不易控制；
（2）正压射孔，对目的层造成射孔伤害，影响产能，负压射孔后容易发生井喷；
（3）每次下井射孔枪一般在4m以内，厚目的层作业时间长；（4）对于一些补孔井，由于井内结蜡或油稠，下井较困难。
2.2 油管输送射孔工艺分析
油管输送式射孔是把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串连在一起连接在油管的尾端，形成一个硬连接的管串下入井中。
通过在油管内测量放射性曲线或磁定位曲线，校深并对准射孔地层，可采用投棒、分级等多种引爆方式引爆射孔器。
其技术特点包括：
（1）可采用各种有枪身射孔器，实现高孔密、深穿透、大孔径、多相位射孔的需要，从而获得最佳的油气井产能状态；
（2）可实现较高的负压值射孔，保护油气层提高产能；
（3）一次下井可同时射开较长的井段或多个层段的地层；
（4）可进行电缆射孔难以施工的大斜度井、水平井、稠油井等特殊井的射孔作业；
（5）对高压油气井射孔，安全可靠可防止井喷；
（6）可与地层测试联作，缩短试油周期，准确录取地层资料，有良好的经济效益。
缺点是施工难度大，成本高。
3 射孔方案设计提供地质条件
判断选用电缆输送射孔是否存在井喷风险，主要检查射孔方案设计中工艺设计部分提供负压值、完井液参数，及井控要求中的地层压力、流体等情况。
以大庆油田杏×××井射孔方案设计为例见表1：
3.1 根据井控要求中地质因素判断是否存在井喷风险
（1）本井或本地区是否监测到硫化氢或有毒有害气体，存在较多有毒有害气体在发生井喷时容易造成污染、爆炸等危险。
（2）本井是否含气，当地层存在气体，地层压力不稳定，气体进入井筒内体积不断膨胀易造成井涌或井喷的发生。
（3）明确本井射开层位流体性质，是水层、油层还是气层或提供含水、含气比，不能为油（气）或油（水）层等模糊解释，一般
对于气油比大于100m3/t的井，容易发生气体膨胀造成井喷。
（4）明确本井是否属于高危区块，电缆施工容易发生井喷，其次虽有些射孔层段有效渗透率小，但如果对地层长期注水、注聚合物会造成地层压力变化，形成地层异常高压的情况，容易发生井喷现象。
（5）明确提供本井当前射孔层段的分层压力或全井平均地层压力值，已知当前地层压力来判断工艺设计中提供完井液参数是否合格，如果压力不够，容易发生井喷。
3.2 根据工艺设计中提供施工参数判断是否存在井喷风险
（1）是否是负压射孔，如果是负压射孔，建议采用油管输送射孔或更改施工方式。
（2）根据完井液参数计算射开层段液柱压力：
4 结论
通过以上分析，针对大庆油田复杂地质环境，除要求大斜度井（井斜大于25°）、水平井、气井、稠油井等特殊井必须采用油管输送射孔方式外，当满足以下任一条件时建议采用油管输送式射孔，以减少电缆输送射孔井喷风险：
（1）负压射孔井；
（2）高危区块井；
（3）高压井，采用射孔液密度大于1.3g/cm3/的井；
（4）气油比大于100m3/t井；
（5）存在过量硫化氢等有毒有害气体井。
参考文献
[1] 刘丁增，王启民，李伯虎.大庆多层砂岩油田开发[m].北京：石油工业出版社，1996
[2] 万仁傅.现代完井工程[m].北京：石油工业出版社（第三版）2008.6
[3] 张桂林，张之悦，颜廷杰.井下作业井控技术[m]. 北京：中国石化出版社，2006，2
[4] 周金葵.钻井液工艺技术[m].北京：石油工业出版社，2009.2。
