全通徑射孔與抽油泵 聯(lián)作技術(shù)提高鉆井效率
時間：2017-10-11 09:38
來源：
作者: 金江波
隨著江漢油田進入開發(fā)后期，新區(qū)塊多是低滲低效油藏，需要采用酸化壓裂提高完井效率。 老區(qū)塊由于節(jié)省成本的需求，期望減少管柱作業(yè)時間，而南方公司的高壓氣井， 需要提高井控安全、縮短試氣周期，提高開采效率。為解決上述問題，鉆井人員采用全通徑射孔技術(shù)，射孔后無需提出管柱或丟槍就可完成生產(chǎn)測井、增產(chǎn)措施等后續(xù)作業(yè)，減少施工時間、提高開采效率。
全通徑射孔器材
全通徑壓力起爆器是全通徑射孔工藝的關鍵組成部分之一，它有三個基本要求：①在點火之前能承受油氣井下的高溫高壓環(huán)境，確保高溫耐壓環(huán)境；②要有簡單可靠的起爆壓力設置方法，精準的起爆壓力控制能力；極高的點火成功率，可靠引爆射孔槍；③點火后落物小，內(nèi)部芯件材料粉碎性好，能可靠形成通徑通道。其內(nèi)部承壓密封芯件一般采用解粒性好的脆性金屬或特殊陶瓷制成，由一個密封承壓裝置與一個壓力或投棒起爆器配合使用，將射孔槍串封閉在其間。全通徑射孔彈采用特殊材料，為粉碎式射孔彈，射孔彈在引爆后能完全碎解成顆粒并落入井底，其在彈體外殼體積不變的情況下，穿透深度可以達到常規(guī)射孔彈的指標。
目前全通徑射孔槍彈架有兩種：一是自毀性彈架，其優(yōu)點是內(nèi)部形成通徑大， 不過有著殘余碎屑量大，彈架材料要求高，通徑性能差等諸多缺點；另一種采用抗爆轟優(yōu)質(zhì)鋼材制成的大內(nèi)徑彈架， 有著無碎屑，內(nèi)部通徑性能好的優(yōu)點，缺點是器材笨重，對射孔彈尺寸有限制，而全通徑射孔接頭和槍尾都是中空大通徑的，方便射孔彈碎屑和彈架碎屑直接通過并落入井底。
全通徑射孔技術(shù)
全通徑射孔是采用油管輸送全通徑射孔槍串至目的層，采用打壓或投棒方式射孔后，射孔槍的各個附件全部丟掉，使得整個射孔管柱形成與油管直徑相當?shù)耐◤?, 無需提出管柱或丟槍就可完成生產(chǎn)測井、增產(chǎn)措施等后續(xù)作業(yè)，是一項具有提高生產(chǎn)效率、增加經(jīng)濟效益等多項優(yōu)點的先進射孔工藝技術(shù)。器材內(nèi)部全部采用易碎材料制造；起爆后，內(nèi)部芯件及射孔彈碎屑被爆轟波將其粉碎成顆粒落入井底；起爆后，整個管柱形成與油管內(nèi)徑相當?shù)耐◤?，形成良好通道；不需提出管柱或丟槍就可完成后續(xù)產(chǎn)層改造、地層測試和采油氣聯(lián)作作業(yè)。全通徑射孔與酸化（加砂）壓裂聯(lián)作，實現(xiàn)了一趟作業(yè)管柱完成射孔和后續(xù)增產(chǎn)措施兩項施工作業(yè)（圖 1）。該聯(lián)作技術(shù)應在井筒內(nèi)提供足夠的酸化（加砂）壓裂通道，減少增產(chǎn)措施的施工壓力，降低施工難度。該作業(yè)是全通徑射孔應用得最廣的一種作業(yè)方式。常規(guī)的傳輸射孔完井作業(yè)都是先射孔后起出射孔管柱再下油管泵及抽油桿，這樣不僅作業(yè)次數(shù)多，施工效率低，而且起管柱時附帶井控風險。全通徑抽油泵射孔聯(lián)作一體化完井管柱則可以將射孔與抽吸完井一趟管柱完成。其施工流程為：將全通徑射孔管柱聯(lián)接桿式抽油泵及相關工具直接下井， 經(jīng)過校深對準目的層后，再連接抽油桿入井，安裝采油樹，上提光桿，安裝采油樹，最后密封井口油管內(nèi)打壓射孔，射孔完成后即可進行后續(xù)抽吸作業(yè)。此種施工方式不僅節(jié)約時效，降低成本，還具有井控安全、減少油層二次污染等優(yōu)點，不論是新井還是老井補孔作業(yè)都適用。射孔壓裂測試一體化管柱采用油管傳輸射孔與環(huán)空壓力相應測試工具聯(lián)作，可在射孔、常規(guī)壓裂后進行壓裂作業(yè)和測試作業(yè)。
該作業(yè)方式井下工具多，且需要射孔成功率高，往往采用投棒起爆和環(huán)空壓力起爆雙保險方式。此種作業(yè)使用全通徑射孔方式可有效降低壓裂摩阻，減少測試壓力恢復時間，縮短試油氣周期。但實際施工中由于高產(chǎn)或采用負壓誘噴方式會使測試閥和其他工具有著被砂卡砂堵的可能性，存在一定風險性，極大了限制其適用范圍。不過它仍是解決壓裂測試作業(yè)高風險、高成本的一種有效方法。
實施過程
目前江漢采用的全通徑射孔起爆裝置由全通徑起爆點火頭（圖 4、圖 5）和全通徑承壓裝置（圖 6、圖7）兩個部分構(gòu)成。全通徑點火頭中，內(nèi)部活塞擊針點火頭被碎解性好的內(nèi)部芯件固定在點火頭殼體中，依靠環(huán)空加壓（投棒）來激發(fā)并能可靠引爆射孔槍，為了防沉砂和爆炸后撞針金屬件能順利落入井底，起爆點火頭一般安裝于射孔槍串尾端。承壓組件一般與油管相連裝在射孔槍串首端，也是采用碎解性好的破裂盤內(nèi)部芯件固定在中空的殼體內(nèi)部，用來承受管柱上部液柱壓力。裝配全通徑射孔起爆裝置時要注意方法，破碎盤容易因操作不當而發(fā)生破損，從而導致密封失效，該裝置成功工作后內(nèi)部可形成 55mm 的通徑。
江漢測錄井公司使用的全通徑射孔彈架（圖 8），為抗爆轟優(yōu)質(zhì)鋼材制成的大內(nèi)徑彈架，兩端為碎解性強特殊材料破裂盤加工而成，彈架內(nèi)部通徑最小為 55mm。相比于自毀型彈架，江漢測錄井公司采用的彈架在起爆后只產(chǎn)生少量的彈架碎屑，彈架因強度高不會發(fā)生任何形變影響通徑，極大地提高通徑成功率，避免了過多碎屑沉積對井底造成污染，影響后期作業(yè)。
現(xiàn)場應用及效果
江 漢 測 錄 井 公 司 應 用 全 通 徑射 孔 技 術(shù)， 先 后 在 江 漢 油 田 王 A井、 廣 B 井 進 行 了 全 通 徑 射 孔 酸化 聯(lián) 作 施 工。A 井 完 鉆 層 位 潛 四段，完鉆井深 2,020.00m，要求在1,887.60~1,913.60m 進 行 射 孔，且射孔后不起管柱直接進行酸化。該井用 φ73 mm 油管帶封隔器和全通徑射孔槍進行射孔酸化聯(lián)作。施工器材：采用 QTJφ102mm 全通 徑 射 孔 槍， 孔 密 16 孔 /m， 相位 90° ，全通徑壓力起爆裝置，全通徑耐壓裝置，全通徑火工組件。B 井人工井底 2546.00m，要求在2,329.00~2,305.0m 進行射孔，且射孔后不起管柱直接進行抽吸作業(yè)。該井采用全通徑射孔與抽油泵聯(lián)作技術(shù)進行施工：采用 QTJφ102mm全通徑射孔槍，孔密 16 孔 /m，相位 90° ，全通徑壓力起爆裝置，全通徑耐壓裝置，全通徑火工組件。全通徑射孔管柱結(jié)構(gòu)（由下到上）：通徑槍尾 + 全通徑壓力起爆裝置 +全通徑射孔槍串 + 全通徑耐壓裝置+ 變 扣 + 油 管 篩 管 + 完 井 泵 抽 管柱。完聯(lián)作一體化管柱后，直接打壓射孔， 射孔成功后進行抽吸作業(yè)。該井作業(yè)一次成功，射孔后全通徑φ55mm，全通徑效果良好，達到了預期施工目的。
施 工 注 意 要 點： 全 通 徑 射 孔槍裝進行配時，導爆索為彈架內(nèi)穿式，不同于常規(guī)裝配方法；彈架兩端 為 破 裂 盤 固 定 扶 正 管， 比 較 脆弱，安裝彈架時應防止用力過猛使破裂盤碎裂；使用的射孔槍接頭、槍尾與普通接頭相比中空內(nèi)徑達到55mm，接頭之間用扶正片將彈架兩端的扶正管對正后，再進行傳爆連接；實際的作業(yè)中也可以根據(jù)需求在槍尾底部接口袋槍用來收集射孔后的殘渣碎屑， 防止其落于井底，減小對后期作業(yè)的影響。
全通徑射孔可廣泛用于油氣藏改造等增產(chǎn)措施和各種后續(xù)作業(yè)，有助于減小成本，增加油田開發(fā)效率。該工藝在與酸化（加砂）壓裂和抽油泵聯(lián)作效果顯著，可以極大的減少作業(yè)時間，降低施工難度，提高生產(chǎn)效率。全通徑射孔器材包含多種破裂盤結(jié)構(gòu)，極易受損導致密封性破壞，組裝器材時應注意。該工藝大多應用于直井，還不能很好的適用于大斜度井及水平井。該工藝降低儲層傷害， 保護了油氣層，縮短試油周期，提高完井效率。
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