大斜度井射孔工艺技术及其应用

2017-03-05商文豪长城钻探工程有限公司测井公司北京100101

化工管理 2017年5期

关键词：孔眼斜度相位角

商文豪(长城钻探工程有限公司测井公司，北京 100101)

大斜度井射孔工艺技术及其应用

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主要研究大斜度井射孔工艺技术与应用，介绍了几种常见的射孔工艺技术，在此基础上，对大斜度井射孔工艺技术的应用进行了探讨。

大斜度井；射孔；工艺

现阶段，大部分油田钻开油气层之后都采用下套管射孔油气开采方案，借助套管、水泥环下到地层一定深度，建立井筒和目的层通道。射孔是石油勘探开发中非常关键的环节，对后续生产改造效果也有很大影响，进一步研究大斜度井射孔工艺技术十分必要。

1 射孔工艺技术

1.1 负压射孔工艺技术

负压射孔工艺技术是现阶段完井过程中应用最为广泛的技术，射孔作业使用低密度射孔液或降低液柱高度，降低井底压力，清理射孔孔眼和岩石表面射孔弹金属碎屑，保护压实带，保证孔道干净畅通，避免完井液向地层中的渗漏，减少作业对地层造成的伤害。负压一般通过调整井液密度、降低井筒液面高度实现。

1.2 水平井射孔工艺技术

我国普遍采用内定向的水平井射孔枪施工技术，有偏心旋转、配重块旋转两种作业形式，能够实现水平井再射孔、限流压裂孔、氮气正压射孔作业，技术逐渐成熟，发展为常规射孔作业技术。

1.3 超正压射孔工艺技术

上世纪90年代之后，出现了超正压射孔工艺技术，使用纯氮气、氮气-液柱混合加压、纯液柱三种不同方式加压。氮气惰性很强，不会影响井下流体的物化性质，并且排放迅速，不会造成作业现场以及周围环境污染，在常规井、高硫化氢井作业中都广泛应用。

1.4 射孔-高能气体压裂复合技术

该射孔技术能够同时进行射孔与气体压裂作业，有一体式和分体式两种射孔设备，近些年还出现了对称式复合射孔器等新的设备与工艺。一体式复合射孔器根据是否带卸压孔还可以分为两种，近些年在油气井增产、注水井注入能力改善方面发挥着重要作用。复合射孔压裂弹有聚能射孔弹与固体推进器两部分结构，射孔作业射孔弹首先经过枪身、套管、水泥环，并在油气层形成射孔孔眼，再借助固体推进剂二次爆炸产生高温气楔，产生气体膨胀与尖劈作用，形成径向、轴向裂缝，多方向延伸，营造网状多方向微裂缝，改善钻井产能。

2 大斜度井射孔工艺技术的应用

2.1 选取射孔弹

遵循深穿透、大孔径、高孔密的基本原则，使用射孔优化设计软件对多种射孔弹进行分析，选择几种射孔弹备用，比较不同型号射孔弹在常规射孔工艺中井斜角与产率的关系，经过比较分析，认为DP44RDX-8型射孔弹产率高于DP48RDX-1型射孔弹，优先选择该型号。

2.2 相位角/孔密

相位角对油井产率有较大影响，90°和120°油井产率比较接近并且较高，60°和180°相位角产率较低，0°的不利影响最显著。常规射孔180°相位角对油井产能发挥比较不利，但是对于斜井，180°相位角射孔保证了射孔弹和地层之间平行，射孔弹在油层方向穿深并不比直井射孔小，能够更充分发挥油井产能，所以斜井建议优先选择90°和180°相位角，且DP44RDX-8型射孔弹90°和180°相位角射孔，井斜54°时两个相位角产率相同，综合考虑其他影响因素，将该临界值调整为60°，＜60°，相位角选择90°；≥60°，相位角选择180°。

2.3 孔密/负压值

在套管强度强敌系数允许值范围内，孔密越高越好，但是考虑到已经确定的射孔弹型号，选择内定向射孔方案，因此孔密最大只能达到12孔/m，而常规直井射孔密度最大为16孔/m，需对内定向射孔枪进行适当改进，增加孔密至16孔/m。射孔液方面，对水敏感的油田储层考虑到可能出现射孔液固相堵塞射孔弹道、水敏因素，选择清水+1.5%NH4Cl+0.06%ABC射孔液配方。设置负压射孔，能够有效避免射孔作业造成的油层和孔眼堵塞，建立清洁的井下液体流动通道。并且设置负压射孔之后无需再进行诱导油流作业，在保护油层、提高产能和降低生产成本方面优势显著。斜井射孔负压射孔作业核心参数是负压值的选取，直接关系到是否能够形成清洁无伤害的孔眼，负压射孔要能够有效移除孔眼周围压实带中的伤害物质，同时不能超过安全限度，避免导致地层垮塌、套管损坏和封隔器错位。

2.4 管柱深度矫正

斜井段可能存在曲线起伏，跨距偏大，可以选择双定位短接的方式矫正深度，精确计算射孔位置。管柱深度大，长度长，单点定位短接深度矫正精确度不高，因此采用双点矫正方案，两个定位短接分别进行一次矫正操作。第一次矫正在定位短接进入一定深度后进行，测量定位短接和下接箍的距离以及和射孔器顶部距离，获得射孔总零长值。射孔器下到预定位置之后开始第二次矫正，测定定位短接和下接箍距离，根据第一次矫正结果，判断射孔器当前位置，并进行适当调整。