动态负压射孔作业卡枪案例分析
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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。
油管输送式射孔失败的原因及改进方法【摘要】主要针对近年来油管输送射孔施工中发生的枪身不起爆或部分起爆以及卡枪、掉枪等不成功的问题,从施工器材、施工方案、施工操作以及井筒条件等方面进行了分析,并针对以上情况从提高操作人员素质、改进施工器材、引进先进的技术设备等方面提出了相应的改进方法,对今后成功应用油管输送射孔施工起到了一定的作用。
【关键词】油管传输射孔射孔工艺枪身起爆目前,随着大庆油田勘探开发的不断深入,斜井、水平井、深井及补孔井等复杂井越来越多,井下情况越来越复杂,采用常规的电缆射孔经常发生遇阻、井喷等情况。
油管传输射孔以其特有的优势,可以较好解决以上问题,因此应用越来越广泛。
但随着油管传输工作量的增加,受各种因素的影响,现场施工也出现过一些问题,导致了油管传输射孔下井不成功情况的发生。
因此针对在油管传输射孔施工中发生的不成功的现象,对其进行分析,在实际中不断改进,目前已经取得了良好效果。
1 油管传输射孔井中出现的不成功的情况近年来油管传输射孔井施工中出现的不成功的情况主要有以下几个方面:(1)下井施工枪身全部未起爆;(2)下井后只有部分枪身起爆,特别是在大跨度夹层或夹层较多的井,有的是夹层上部枪身未起爆,有的是夹层下部枪身未起爆;(3)枪身落井或卡枪;(4)管柱泄漏。
因此,必须对油管传输射孔的各个环节进行分析,查找出现上述情况的原因,采取适当的措施或者改进施工方法以提高油管传输射孔的成功率。
2 油管传输射孔不成功的原因分析2.1 下井施工枪身全部未起爆原因分析该种情况主要是起爆器未起爆从而造成枪身未起爆穿孔,而出现这种情况主要又有以下两种情况:(1)在投棒点火方式时,投棒下行至投棒开孔装置时,由于投棒卡在开孔位置处,没有撞击到投棒起爆器上,因而未带动起爆器,从而未引爆起爆器下部枪身。
(2)在压力起爆点火方式时,又存在6种情况:(1)开孔装置在下井过程中提前打开,导致压力加不上去,从而不能引爆射孔枪;(2)在加压起爆时,根据设计应先起爆枪身再打开压力开孔装置,但是如果加压时压力开孔装置被先打开,导致压力不够未引爆枪身或者在压力开孔装置打开时误以为枪身已经起爆而未继续加压,造成不能引爆射孔枪;(3)压力开孔装置存在渗漏现象,导致压力加不上去,仍然不能引爆射孔枪;(4)现场使用的油管较脏或油管内锈屑较多,在下管柱的过程中,油管内的脏物或锈屑堆积在起爆器上,导致压力无法加上去或将投棒堵住造成投棒无法正常撞击到起爆器上;(5)施工时的井下落物等;(6)油管管柱泄漏导致压力加不上去,无法造成压力起爆器起爆,从而无法进行正常起爆2.2 下井后只有部分枪身起爆原因分析这种情况一般发生在一次射孔井段较长的、夹层较多的、夹层跨度较大的油管传输射孔井中。
对一起射孔施工现场炸枪事故案例的分析马庆华(大庆试油试采分公司, 黑龙江 163412)摘要:本文针对探井North West Lambur-1第四层射孔施工炸枪事故进行了彻底的分析和总结,同时也对射孔器材及火工品的工作原理进行了阐述,这不仅为今后射孔优质施工提供了依据,同时也为广大射孔施工人员及技术管理人员对射孔器材及操作有个深刻的认识。
关键词:射孔炸枪火工品燃爆爆轰波分析1 事故发生经过2011年7月16日早,该井第四层射孔枪按照设计已下放到射孔井段,校深定位后进行投棒引爆,大约30分钟无任何起爆迹象,打捞棒锥成功,棒尖打印头显示已撞击到起爆器撞针,起管柱。
当枪身起到井口时发现起爆器正常起爆,第一根枪泄压孔全部打开、该枪体外径无明显变化;第二根枪从上部退刀槽处炸断掉井。
2 事故分析(1)炸枪事故现象分析 事故后,现场施工人员对第一根枪进行拆卸,发现该枪内的20发弹及17发药饼均已燃烧,剩下20发完好的弹壳,枪身的泄压孔全部打开。
从此现象可以判断第一根枪射孔弹没有正常引爆、发射只是燃烧、药饼也发生燃烧,燃烧后产生的能量大部分从泄压孔及空枪段流失,因此对该枪身没有炸枪损害,只是打开泄压孔。
根据火工品的传爆顺序也可以推断出第二根枪射孔弹也没有正常引爆发射(虽然没看到实物),只是燃烧。
由于第二根枪是满负荷弹及药饼,燃烧后产生大量的能量,在整体管柱重力的约束下,只有少部分能量从泄压孔流失,剩余的大部分能量作用到枪身强度弱点(上部退刀槽处)致使到撕裂炸断,第二根枪掉井。
(2)炸枪事故原因具体分析 根据上面火工品的了解,我们得知一起炸枪事故其主要的原因是射孔弹及药饼没有正常的起爆发射而是燃烧,燃烧后产生大量的能量不能及时的释放,致使炸枪导致要么枪身涨在套管卡住;要么就是炸断掉井。
无论哪种现象都会给施工作业造成很大的影响及危害。
产生射孔弹燃烧的原因有以下几个原因:①枪身进水 无论是电缆射孔还是管输射孔,当枪身进水后射孔弹及火工品受潮,受潮后的射孔弹就会不能正常做功(起爆发射),相反会燃烧,燃烧后产生大量能量导致枪身炸裂。
·中石化经纬有限公司中原测控公司河南濮阳 457001摘要:水平井泵送桥塞-射孔作业过程中容易出现“砂卡”现象,如何避免“砂卡”是目前急需解决的技术难题。
对造成“砂卡”的原因进行分析,简要叙述“砂卡”处理方法。
通过减少密封脂的注入量、降低井筒残留压裂砂、优化阻流管结构降低泵送过程中“砂卡”发生的概率。
关键词:泵送射孔,“砂卡”,水平井,阻流管引言随着我国页岩气勘探开发的发展,泵送桥塞-射孔作业被广泛应用于水平井分段压裂技术中。
由于泵送桥塞-射孔作业施工过程中井口处于高压状态。
为了满足电缆施工要求,需要在井口安装一套电缆防喷装置,如图1-1电缆在防喷装置中的运行示意图。
在施工过程中,如果上提电缆时张力持续增加,停止上提电缆缓慢下放电缆,控制头上端电缆无下行迹象,则判断为电缆在阻流管内发生了“砂卡”。
“砂卡”发生后进行解卡处理工序复杂,风险高,耽误施工进度,直接影响下一步压裂施工进度。
图1-1 防喷装置示意图1“砂卡”的原因在起下电缆的过程中电缆吸附防喷管中堆积的密封脂,密封脂粘附井筒内悬浮的压裂砂进入电缆与阻流管之间的间隙,压裂砂在阻流管与电缆之间的间隙内堆积,导致“砂卡”的形成原因。
1.1密封脂注入量大在泵送桥塞-射孔作业中,为保证井口油气不泄漏,采用向电缆与阻流管环空间隙注入密封脂的方式进行密封。
工作原理为:电缆穿过井口防喷装置中的阻流管,阻流管内壁和电缆外壁的间隙只有0.2mm左右甚至更小,用林肯泵向间隙内注入密封脂,形成一个平衡井口压力的“高压带”。
由电缆注脂密封压力控制模型公式可知[1],(1)为密封脂动力粘度系数,Pa.s;l为阻流管长度,m;d为阻流管内径,m;h为阻流管与电缆之间的间隙,m;Q为注脂泵流量,m /s。
施工过程中根据井口压力实时调整注脂压力,确保井口压力不失封。
如果注脂压力调节过高,则注脂泵注入的密封脂量大,这样密封脂更容易在防喷管堆积。
1.2井筒内残余压裂砂压裂后顶替不充分:在顶替阶段由于种种原因造成的顶替液量不足,排量不足从而导致压裂砂不完全进入地层,在井筒内残留。
负压射孔技术在现河高压低渗油藏中的应用摘要:高压低渗透油藏存在着渗透率低,孔隙度小,天然能量弱,储层敏感性强,易被外来流体污染的特点,射孔效率的高低直接影响着油气井的产能。
而常规射孔方式已逐渐不能满足高压低渗油藏对油气层保护的要求,负压射孔是保护油气层的一种重要方式。
目前该项技术已在我厂成功实施35井次,平均单井日油8.1 吨/天,超过同区块同类型油藏常规射孔投产初期产量,达到了保护油气层提高产能的目的。
关键词:负压射孔低渗透油气层保护1 前言现河采油厂低渗透油藏储层物性差,孔隙度一般为15-22%,渗透率一般为10-50毫达西,且滑塌浊积砂岩,应力集中,微裂缝发育,具有双重孔隙特征。
孔喉半径小,一般为 1.4-3.5um;平面及纵向非均质性严重,砂体核部物性明显好于砂体边部,渗透率级差105,储层内部夹隔层发育。
储层以泥质胶结为主,粘土矿物含量高。
主要为非速敏,中-强水敏,中-弱酸敏,弱盐敏。
储层易受污染,且污染后难以恢复。
常规射孔方式普遍采用过压射孔,即井筒压力大于储层压力射孔,过压射孔可使井筒内的流体在正压差的作用下进入储层,一旦流体是损害型的,将对储层造成严重的伤害。
同时射开的孔眼得不到清洗,一些固相物质堵塞在孔道内,使孔眼导流能力下降。
随着勘探开发的不断发展,常规射孔方式已逐渐不能满足高压低渗油藏对油气层保护的要求,负压射孔是保护油气层的一种重要方式。
2 负压射孔技术的基本原理负压射孔是指射孔时,井底液柱压力低于储层压力条件下的射孔,在负压射孔的瞬间,由于负压差的存在,可使地层流体产生一个反向回流,冲洗射孔孔眼,避免孔眼堵塞和射孔液对储层的损害,同时还有可能减轻压实作业程度。
因此负压射孔是一种保护储层、提高产能、降低成本的射孔方法。
负压射孔是用来得到清洁的射孔孔道,消除射孔伤害、提高产能的射孔技术。
所需的负压大小主要取决于岩石性质,如渗透率和强度。
而传统意义上的负压射孔,在射孔器点火前即使井眼压力低于储层压力。
雷管倒置安装预防射孔施工炸枪卡枪延长油气勘探公司质量监督中心第六监督站陕西延安 71600关键词:射孔枪进水/射孔卡枪炸枪/雷管倒装/布质材料包扎摘要:延长石油天然气作为作为集团公司战略性,成长性产业,是“油气煤化电”多产业耦合发展模式的重要组成部分。
勘探开发作业质量是关系规划目标顺利实现的的关键,也是持续推进全面质量管理的重要环节。
延长石油天然气勘探开发所处的鄂尔多斯盆地地质构造复杂,井下作业难度较大,勘探开发风险较高。
井下施工条件复杂,随之井下施工事故时有发生。
射孔作业是油气井顺利投产一个关键性环节。
勘探公司对一次成功率非常重视,一旦射孔失败,往往需要花费大量时间和经济成本来弥补。
更严重的会产生不可逆转的经济损失。
在众多的射孔事故中射孔枪炸枪卡枪事故所占比例最高。
本人经过常年野外射孔施工经验,改良常规装射孔枪作业方法,将雷管装在射孔枪的底部。
从而避免了井内射孔施工枪身进水卡枪砟枪事故的发生。
保障了油气井正常施工的进行。
施工概况:近几年来,由于油气井开采规模的不断加大,在油气井施工工艺中经常出现射孔枪炸裂,引起井内严重事故。
给油气井开采开发难度进一步增大。
在2020年射孔施工中,延长油气田区域射孔施工井内事故屡屡发生。
案例一;志丹宇星射孔队2020年5月在延867-2井射孔施工中,射孔枪下到井深4124-4127米起爆射孔枪时,由于密封圈质量问题枪身进水,导致射孔枪炸裂变形。
发生遇卡事故;案例二:2020年5月,志丹和谐射孔一队在延822-2井射孔时,射孔枪下深到4108-4111米射孔点火后,射孔枪由于密封环节检查不够仔细,井筒内温度压力的加大,射孔枪内部由于渗水炸裂造成卡枪事故发生;案例三:2020年9月12日,陕地矿射孔队2020年10月延686-4井射孔时采用雷管倒置安装法工艺,随着深度的增加,井内温度的升高,和压力的增大,以及射孔枪身和枪头枪尾连结丝扣,密封圈质量耐高温高压达不到要求等原因。
92随着渤海油田勘探开发进入中深层油气藏,套管射孔完井作业量逐年提升。
射孔作业的顺利实施,是海上完井作业高效进行的关键。
在海上射孔作业过程中,多次发生射孔管柱遇卡的情况,严重影响工程进度及油气井投产计划,大大增加了工程成本。
处理射孔管柱遇卡事故,具有很大的不确定性,不仅处理时间长,有时还会产生次生事故,导致问题复杂化,同时由于作业工期延长,使完井液漏失量增大,对储层保护产生不利影响。
如何预防和高效处理射孔卡枪事故,是目前亟待研究和解决的课题。
1 常用射孔方式渤海油田常用的射孔工艺有3种:正压射孔、平衡射孔负压返涌及负压射孔。
通常对于水源井、气井、高井控风险井常采用正压射孔,在井筒内液柱压力高于地层压力的条件下射开油气层,该工艺安全可靠,但无法清除射孔产生的压实带、碎屑,影响油井产能。
对于疏松易出砂地层,一般采用平衡射孔负压返涌。
对于不出砂地层,采用负压射孔,射孔瞬间把射孔孔道内的碎屑和孔道周围的压实层清除干净,在井筒周围建立清洁畅通的油气流动通道。
2 常见射孔管柱组合及作业程序2.1 正压射孔2.1.1 管柱组合常用的正压射孔管柱组合有2种,由下至上依次为:1)压力延时点火头+φ177.5/φ114mm射孔枪+压力延时点火头+加压盲堵+φ73mm EUE油管短节+负压阀(打开状态)+φ73mm EUE油管短节+变扣接头+机械震击器+钻杆+同位素接头+钻杆。
2)压力延时点火头+φ177.5/φ114mm射孔枪+带孔加压枪1根(内置压力延时点火头)+变扣接头+机械震击器+钻杆+同位素接头+钻杆。
渤海油田套管射孔作业常见卡钻原因分析及处理方式王瑞祥1 冯硕2 孙帅帅2 赵成龙1 王一生11. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 3004522. 中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300459摘要:在套管井完井过程中,射孔作为沟通油井井筒与产层的主要方式,是作业过程中非常关键的一环。