流体多产自或进入射孔段小部分,大部孔眼堵塞Ø 射孔枪偏离中心构成的小炮眼不能清洗射孔枪偏离中心构成的小炮眼不能清洗Ø 硬岩中穿透深度比估计低硬岩中穿透深度比估计低Ø 软岩中井壁坍塌能够使有效穿透深度为零软岩中井壁坍塌能够使有效穿透深度为零 第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø非均质地层的影响非均质地层的影响Ø当当地地层层浸浸透透率率各各向向异异性性或或含含有有页页岩岩夹夹层层时时,,射射孔孔密度低会使油井产能大大下降密度低会使油井产能大大下降Ø非均质严重时,应加深射孔深度来提高产能非均质严重时,应加深射孔深度来提高产能Ø泥泥页页岩岩恶恶化化层层中中,,提提高高孔孔密密会会极极大大提提高高产产能能,,射射孔深度影响不大孔深度影响不大Ø裂痕性地层射孔深度是提高产能主要要素裂痕性地层射孔深度是提高产能主要要素第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø孔径对产能的影响孔径对产能的影响Ø孔径不是主要要素,孔深浅时,影响才突出,即孔径孔径不是主要要素,孔深浅时,影响才突出,即孔径增大,产能提高,此时孔径影响与孔密无关增大,产能提高,此时孔径影响与孔密无关Ø不同完井情况,应选择不同的孔径。
不同完井情况,应选择不同的孔径Ø砾石充填通常需孔深小而孔径大的炮眼,便充填;砾石充填通常需孔深小而孔径大的炮眼,便充填;Ø具有积垢或石蜡堆积趋势的井,扩展直径可减少堆积,具有积垢或石蜡堆积趋势的井,扩展直径可减少堆积,效果较好效果较好第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø孔深对产能的影响孔深对产能的影响Ø有钻井损害而无射孔损害时,只需当孔眼深度超越有钻井损害而无射孔损害时,只需当孔眼深度超越损害带很多时,产能才不会降低损害带很多时,产能才不会降低Ø有钻井和射孔两种损害时,即使孔眼完全穿过损害有钻井和射孔两种损害时,即使孔眼完全穿过损害带,产能依然低于无损害情况下的产能带,产能依然低于无损害情况下的产能Ø有钻井损害时,必需深穿透无损害射孔,完全穿透有钻井损害时,必需深穿透无损害射孔,完全穿透损害带Ø孔深添加,产能上升,最终产能可达或超越裸眼井孔深添加,产能上升,最终产能可达或超越裸眼井产能 第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø孔密对产能的影响孔密对产能的影响Ø普通,最大产能需有较高射孔密度普通,最大产能需有较高射孔密度Ø孔密不能无限添加:〔孔密不能无限添加:〔1 1〕套管损害;〕套管损害;Ø 〔〔2 2〕射孔本钱〕射孔本钱Ø 〔〔3 3〕作业复杂程度。
〕作业复杂程度Ø孔密影响与射孔相位角有关,不同相位角,消费率孔密影响与射孔相位角有关,不同相位角,消费率随孔密增大趋势不同随孔密增大趋势不同第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø相位相位对产能的影响能的影响Ø相相位位角角对产能能的的影影响响和和地地层的的各各一一样/ /异异性性有有关Ø各各向向异异性性地地层,,由由180°180°变到到0°0°或或90°90°时产能能较大提高,大提高,0°0°和和90°90°间变化化时产能无大能无大变化;化;Ø各各向向同同性性地地层,,0°0°变到到90°90°或或180°180°时产能能较大大提提高高,,90°90°和和180°180°之之间变化化时产能能无无大大变化第二节第二节 射孔参数与设计射孔参数与设计Ø现场评价和实验评价Ø 现场评价:射孔弹引爆比例和产能分析 Ø Ø 地面实验:射孔弹性能标定Ø实验参数Ø 主要参数:射孔穿深和孔眼直径Ø 深化实验还包括射孔压实带厚度、污染带厚度和射孔孔眼周围浸透率变化等 第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价混凝土靶实验贝雷砂岩靶实验钢靶实验一、混凝土靶实验1.方法原理常温、常压下,将射孔器置于一定温度混凝土靶中,以清水为介质射孔,从而评价射孔器的性能。
水泥、干砂和水按一定比例制成混凝土靶模拟地层效果直观,国内外最常用 第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价一、混凝土靶实验2.混凝土靶制备 中心:套管或油管靶壳:2.0~2.5mm厚钢板卷制, 圆柱形或椭圆柱形靶厚:径向平均未穿厚≥ 76mm壳高:混凝土上面l00mm左右, 蓄水养护≥28d混凝土:水泥:干砂:水=1:2:0.5第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价(1) 安放射孔器(2) 射孔器安放套(油)管后,环形空间注满水(3) 电路断路,衔接雷管脚线与引爆线,雷管与导爆索(4) 引爆射孔器系统(5) 剖靶:沿孔眼陈列方向纵剖,套管沿轴向无眼处剖开(6) 数据丈量与处置 一、混凝土靶实验3.实验程序第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价数据丈量与数据丈量与处置置① ① 穿孔深度穿孔深度② ② 堵孔深度堵孔深度③ ③ 套套( (油油) )管的孔眼直径管的孔眼直径④ ④ 内毛刺高度内毛刺高度⑤ ⑤ 实验数据的数据的处置:置: 暴露于靶上、下两端的孔道暴露于靶上、下两端的孔道为无效穿孔无效穿孔 完全穿透靶的数据,不完全穿透靶的数据,不计入平均穿孔深度入平均穿孔深度 各孔未穿透厚度平均小于各孔未穿透厚度平均小于76mm76mm时,,实验无效。
无效第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价二、贝雷砂岩靶射孔实验API引荐规范岩石孔隙度19%~21%浸透率和强度稳定单发射孔弹装药量大于15g射孔器 岩心直径:178mm±5mm 岩心长度:305mm、38lmm、457mm、533mm、610mm、686mm,允许误差±6mm未穿透岩心厚度不小于76mm第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价数据丈量与处置数据丈量与处置 (1) (1) 穿孔深度穿孔深度 (2) (2) 穿孔直径穿孔直径 (3) (3) 射孔孔道端部位置射孔孔道端部位置 射孔孔道端部位置距靶顶端间隔小于射孔孔道端部位置距靶顶端间隔小于76mm76mm时,实验无效时,实验无效第三节第三节 射孔质量检测和评价射孔质量检测和评价一、复合射孔二、超正压射孔三、水力喷砂射孔四、水力深穿透射孔第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术一、射孔—压裂复合射孔聚能射孔和继后高能气体压裂两种作业合二为一,利用炸药和火药燃速差先射孔后压裂聚能射孔弹射孔后,压裂弹随着熄灭,燃气脉冲加载碎解被压实孔壁,消除孔眼近井地层污染;压开致密岩层,孔道周围产生辐射状多裂痕,提高地层浸透性能,实现油井增产增注。
分体式复合射孔 一体式复合射孔 外套式复合射孔 二、超正压射孔井筒内充溢高压流体的正压射孔,射孔同时向地层施加超越破裂压力的流体压力,地层产生裂痕,改善射孔完井效果 流体包括气体、液体和气液混合流体气体(N2或CO2)返排,不留残液,无污染,首选分为传统超正压射孔和燃气超正压射孔 第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术二、超正二、超正压射孔射孔1 1、、传统超正超正压射孔射孔 射孔前,井筒流体射孔前,井筒流体压力已作用在井筒上,达破裂力已作用在井筒上,达破裂压力 射孔射孔时,被,被紧缩气体气体势能能转化化为动能,作用于地能,作用于地层,,进入孔眼流体流速到达高速度入孔眼流体流速到达高速度可构成可构成““表皮表皮压裂〞,有助于提高裂〞,有助于提高储层产出流体〔油出流体〔油或气〕的相或气〕的相对浸透率2 2、燃气式超正、燃气式超正压射孔射孔 先引燃火先引燃火药产生大量气体,在目的生大量气体,在目的层构成高构成高压后再后再射孔,射孔,““先先压裂后射孔〞方式裂后射孔〞方式 第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术二、超正压射孔二、超正压射孔适用条件:适用条件:1 1〕近井地层污染严重,常规射孔无法穿过污染带〕近井地层污染严重,常规射孔无法穿过污染带2 2〕当地层条件差、压力低、负压无效时〕当地层条件差、压力低、负压无效时3 3〕提供一种基质酸化技术〕提供一种基质酸化技术4 4〕预水力压裂处置,使地层破裂〕预水力压裂处置,使地层破裂5 5〕添加与天然裂痕的连通。
〕添加与天然裂痕的连通第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术三、水力三、水力喷砂射孔砂射孔1.1.原理原理——根据水根据水动力学力学动量量- -冲量原理,固体冲量原理,固体颗粒受粒受水水载体加速,高速冲体加速,高速冲击套管和岩石,套管和岩石,产生切割作生切割作用 第四节第四节 特殊射孔技术特殊射孔技术影影响响要要素素2 2 影响要素影响要素 流体参数流体参数 射流压力射流压力 喷嘴直径喷嘴直径 喷嘴型式喷嘴型式 射流功率射流功率 流速流速 流量流量 流体性质流体性质 射流反冲力射流反冲力 磨料参数磨料参数 磨料类型磨料类型 磨料流量磨料流量 磨料粒度磨料粒度 混合管直径混合管直径 工况参数工况参数 进给速度进给速度 靶距〔喷距〕靶距〔喷距〕 流道数流道数 入放射角入放射角 切割体积切割体积 切深或切宽切深或切宽 比能比能 靶件参数靶件参数 靶件强度靶件强度 靶件硬度靶件硬度 靶件孔隙度靶件孔隙度 靶件浸透率靶件浸透率1. 压力压力2. 排量排量3. 磨料类型磨料类型4. 磨料浓度磨料浓度5. 磨料粒度磨料粒度6. 岩性岩性7. 围压围压8. 时间时间实实验验参参数数3 3 水泥样射孔割缝实验水泥样射孔割缝实验最大射深:780mm挪动间隔:210mm实验条件:泵压:26MPa 时间:15min1号孔600mm,孔径70mm,11min;2号孔长520mm,孔径65mm,3min。
实验条件:泵压:26MPa 射射穿穿处处1 1::4 4混凝土混凝土1 1::4 4混凝土混凝土 4 4 天然砂岩射孔实验天然砂岩射孔实验磨料射流在压力磨料射流在压力2121~~22Mpa22Mpa,时间,时间8.58.5~~9.5min9.5min条件下:条件下:套管上孔径达套管上孔径达1010~~11mm11mm;天然砂岩上最大孔径;天然砂岩上最大孔径3030~~60mm60mm,射,射孔深度可到达孔深度可到达780mm780mm 5 5 现场实验现场实验 放射参数的优化设计放射参数的优化设计 压压 力:力:30 30 ~~ 40 MPa 40 MPa 放射时间:放射时间:15 15 ~~ 30 min 30 min 磨料类型磨料类型: : 石英砂石英砂 磨料浓度:磨料浓度:6% 6% ~~ 8% 8% 磨料粒径:磨料粒径:0.4 0.4 ~~ 0.6mm 0.6mm 喷喷 射射 液:稠化剂液:稠化剂HPG 0.2-0.5%HPG 0.2-0.5%,, 防膨剂防膨剂KCL1-2%KCL1-2%或或DTE0.2-0.3%DTE0.2-0.3%5 5 现场实验现场实验 现场施工工艺现场施工工艺 (1) (1) 通井检查套管能否破损;通井检查套管能否破损;(2) (2) 洗井两周,用防膨液替出井筒内液体;洗井两周,用防膨液替出井筒内液体;(3) (3) 下入喷枪及施工管柱;下入喷枪及施工管柱;(4) (4) 进展磁定位校深,保证喷枪下到正确位置;进展磁定位校深,保证喷枪下到正确位置;(5) (5) 装满足要求的井口,井口要用绷绳加固;装满足要求的井口,井口要用绷绳加固;(6) (6) 接好地面管线,走泵试压合格后,翻开油管和套管闸门;接好地面管线,走泵试压合格后,翻开油管和套管闸门;(7) (7) 前置液试喷,根据试喷情况可现场调整施工排量;前置液试喷,根据试喷情况可现场调整施工排量;(8) (8) 携砂液喷砂射孔;携砂液喷砂射孔;(9) (9) 顶替携砂液出井筒;顶替携砂液出井筒;(10) (10) 必要时可在顶替干净后关环空对产层高压挤注增产必要时可在顶替干净后关环空对产层高压挤注增产(11) (11) 关油、套管闸门,施工终了。
关油、套管闸门,施工终了 5 5 现场实验现场实验 现场施工效果现场施工效果现现场场实实验验1111井井次次, , 能能很很好好解解除除油油层层污污染染,,对对油油层层堵堵塞塞缘缘由由引起损伤的低产井,可以起到射孔解堵增产的双重目的引起损伤的低产井,可以起到射孔解堵增产的双重目的1. 1. 不宜压裂井射孔增产不宜压裂井射孔增产2. 2. 低浸透地层改造低浸透地层改造3. 3. 水力喷砂割缝水力喷砂割缝4. 4. 定向水力放射压裂定向水力放射压裂5. 5. 喷砂处置水泥塞和巩固地层喷砂处置水泥塞和巩固地层消消费费初初期期常常规规炮炮弹弹射射孔孔并并加加砂砂6m36m3压裂,试油产能低〔压裂,试油产能低〔6m3/d6m3/d〕因因固固井井质质量量差差,,常常规规射射孔孔不不宜宜进进展展压压裂裂改改造造,,故故采采用用磨磨料料射射流流射射孔孔,,提高井底完善度提高井底完善度设设计计用用3 3个个喷喷枪枪,,每每枪枪3 3个个喷喷嘴嘴,,按按12001200夹角陈列,共射夹角陈列,共射9 9孔经经喷喷砂砂射射孔孔后后抽抽汲汲求求产产,,日日产产油油8.0 m38.0 m3,不含水,施工效果良好。
不含水,施工效果良好5 5 现场实验现场实验 现场施工井例现场施工井例------史史125125井井•利用高压水射流破岩钻孔原理,利用高压水射流破岩钻孔原理,在消费层发明出较大深度的清在消费层发明出较大深度的清洁无阻的油气通道,射孔深度洁无阻的油气通道,射孔深度达达3.0米之多,孔径达米之多,孔径达14-25毫毫米,可有效抑制近井地层污染,米,可有效抑制近井地层污染,是新井完井、低渗改造的一项是新井完井、低渗改造的一项有效新技术有效新技术•任务压力:任务压力:50--70 MPa 任务介质:清水或射孔液任务介质:清水或射孔液 喷嘴直径:喷嘴直径:2.0 --3.0 mm 孔眼直径:孔眼直径:14--25 mm 孔眼长度:孔眼长度:3 m四、水力深穿透射孔四、水力深穿透射孔施工工艺Ø整套安装下到预定层位,锚定;Ø地面加压,冲孔头冲开套管;Ø带有喷嘴的高压软管边放射边进入地层;Ø收回高压软管及冲孔头;Ø改换层位及方位,重新射孔水力射孔样机冲套管单元实验冲孔头射流破岩钻孔试样水力深穿透射孔现场实验水力深穿透射孔现场实验本章小结 第一节 射孔器与射孔工艺 第二节 射孔参数与设计 第三节 射孔质量检测与评价 第四节 特殊射孔技术。