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1、优秀精品课件文档资料,射孔技术应用探讨,大港测井公司,二九年三月,一、射孔基本概念,二、射孔参数优选,三、工程参数优选,目 录,利用机械、化学或者其它能量打开套管、水泥环和地层，沟通油、气流通道的井下作业称为射孔。 射孔的最终目的是为产层与井筒之间建立可靠、有效的通道，从而获得最大的产出效果。,一、射孔基本概念,射孔及其作用,最早的完井方式是裸眼或者筛管完井，随着固井工艺的产生，发展了射孔采油工艺。20-固井，26-子弹射孔研究，32年应用子弹式射孔，46年研究聚能射孔弹。52年应用聚能射孔至今。 聚能射孔是靠聚能射流穿透射孔枪、套管、水泥环后，在井筒与地层之间形成通道。,射孔发展过程,电缆输
2、送射孔（WCP） 常规电缆输送射孔 过油管射孔 管柱传输射孔（TCP） 油管输送 钻杆输送 挠性管输送,射孔方式,优点：,作业简便快捷，一次作业可进行多层射孔；定位快捷、准确,缺点：,通常为正压射孔，易对地层造成污染，影响产能； 对地层压力掌握不准时，射孔后容易发生井喷； 受电缆输送能力或者防喷管长度的限制，一次下枪的长度有限,电缆输送射孔（WCP）,优点： 能进行负压射孔，对地层污染小 缺点： 枪、弹受油管内径的限制，穿深浅、孔径小，影响产能；施工过程中，易发生阻、卡等工程事故,过油管射孔（TTP）,优点： 负压射孔，减少地层污染； 不受射孔井段长度限制，可一次完成数百米井段射孔； 适用于水
3、平井或大斜度井施工作业； 易与其他工艺进行联合作业。 缺点： 对下井器材的使用要求高；,管柱传输射孔（TCP）,有枪身射孔器,无枪身射孔器,正压射孔 负压射孔 超正压射孔,根据井筒与地层压力关系分,射孔参数的选择主要从地质的角度考虑,二、射孔参数优选,射孔参数主要是指穿深、孔径、孔密、相位、方位、布孔格式等。其中穿深和孔径直接由射孔弹的结构类型和所装药量决定；是评价射孔弹性能的基础指标。而孔密、相位、方位、布孔格式则是衡量射孔器性能的综合指标。,穿深是整个射孔过程中的前提指标。聚能射孔是靠聚能射流挤压成孔，孔道周围存在着射孔压实带，使地层渗透率下降，而靠近孔眼端部的压实最小，流体初始流动区域主
4、要通过孔眼端部进入井筒，随着流体对孔眼的冲洗作用，压实带的渗透率逐步改善，因此穿深越深，与原始地层沟通越好，对于产能的建立越有利。,穿深,孔径是影响井筒渗流面积的重要参数之一,枪、套管、水泥环及地层孔径大小关系：射孔弹引爆后的金属射流依次穿过枪、套管、水泥环直至穿透地层，入口处的孔径逐步递增，其大小关系为枪套管水泥环地层,孔径,在需要砾石充填的易出砂地层中，应选用大孔径，以保证较大的充填容量。 稠油地层，应选用大孔径，可以减少摩阻损失，以减小流体的携带能力。,孔径,孔密是衡量射孔器综合性能指标的一个关键参数。孔密的高低不仅决定了井筒内总泄流面积的大小，而且还对地层流体向井筒流动的状态产生影响。
5、,孔密,低孔密流动状态,高孔密流动状态,不同孔密时井筒横剖面图,低孔密流动状态,高孔密流动状态,不同孔密时井筒纵剖面图,在同等条件下充满液体的容器中，当孔密不同时，流体的流压、流速是不同的，液体排出的时间也不同 当孔密太低，流体流过单个孔眼的流速和流压较高，流体阻力较大，携砂能力增强。,不同孔密时流体的流压和流速状态,相位、方位和布孔格式是决定射孔器综合性能的重要参数： 相位是指相邻两发射孔弹之间的夹角； 方位是指井筒俯视面上孔眼个数； 布孔格式则是指单位面积内射孔弹的排布方式。,相位、方位和布孔格式,不同孔密相位方位布孔格式展开图,60 90 135/45,相同孔密（16孔/米）射孔器 不同
6、相位方位布孔在51/2套管展开图,在相同孔密的条件下，合理的相位和均匀的布孔具有以下优点： 低相位多方位合理布孔，有利于后期的酸压或防砂等作业； 均匀布孔可使地层中的液体在各孔眼之间流动距离相等； 均匀的布孔对套管强度的损伤最小； 紧密布孔可以控制射孔碎屑，防止射孔碎屑进入井筒，造成污染。,相位、方位和布孔格式,穿深和孔密对于自然完井是最重要的。随着穿深的增加，其影响成比例增加；孔密是1.5倍的指数影响作用。 当不能实现深穿透时采用高孔密尤为重要。自然完井中，孔径是最不重要的射孔参数，增加孔径通常是以损失穿深为代价。孔径增加10约牺牲20的穿深。 相位方位布孔方式合理选择。,各参数之间的关系,
7、低渗地层 此类地层仅靠射孔效率无法达到增产目的，须后期进行酸化压裂等措施。射孔时应首先考虑深穿透，兼顾高孔密、低相位、多方位，在井筒周围均匀密集形成射孔孔道，使注入酸液均匀，压裂液沿射孔孔道产生裂缝，提高酸化压裂效果。 孔、渗较好的砂岩储层 穿深是次要指标，孔密对产能影响较大,不同地质类型对射孔参数的选择,纵向非均质性较强的储层 地层为层状沉积或各向异性垂直渗透率和水平渗透率明显不同，为达到与地层达到较好的沟通，高孔密是首选参数。 裂缝性储层 深穿透、高孔密、多方位有助于与更多裂缝相交；如果天然裂缝是平行的，则定方位射孔效果最佳。 脆性硬地层 硬地层严重影响穿深，深穿透使地层与井筒之间实现有效
8、 沟通，而且穿孔时产生的微裂隙也能作为渗流通道。,不同地质类型对射孔参数的选择,出砂地层 临界出砂状态，选用高孔密、小孔径、多相位均匀布孔。小孔径孔眼稳定性好，利于形成砂桥，挡住地层砂随液产出；高孔密可以增加井筒总的泄流面积，有利于减少出砂；调节相位角度，增加孔眼之间的距离，防止孔眼坍塌；均匀布孔各孔眼流速均匀，而且对套管强度的影响最小。,不同地质类型对射孔参数的选择,管柱防砂，选用高孔密、小孔径、多相位均匀布孔，防砂效果更好。 需要砾石充填，选用大孔径、高孔密。既保证流动面积，又保证较大的充填容量,不同地质类型对射孔参数的选择,稠油地层 应选用大孔径及高孔密，可以减少摩阻损失，降低流体的携带
9、能力；对于需强采的地层，有利于提高产量,通过以上分析看出，穿深和孔密是射孔作业过程中最重要的两个参数。,不同地质类型对射孔参数的选择,射孔施工中所涉及的工程参数主要是指： 套管尺寸、井温、输送方式、井筒压力、井径等。,三、工程参数优选,油层套管下入井中固井后，其内径尺寸决定了所能使用射孔器的最大尺寸，从而间接的影响了射孔的性能指标。 枪内间隙对性能指标的影响 枪套间隙对性能指标的影响,间隙对射孔器的影响,射孔是由射孔弹产生的聚能射流对枪身、套管、水泥环冲击挤压形成孔道，合理的炸高对射孔弹射流的形成具有重要作用。 大直径的射孔枪有利于大能量射孔弹的排布，充分发挥射孔弹的性能，达到最佳的射孔效果。
10、,枪内间隙对穿深的影响,合理的炸高对射孔弹的穿深有重要影响,炸高过小,合理炸高,炸高过大,枪内间隙对穿深的影响,枪、套间隙是指射孔枪外壁与套管内壁之间的间隔距离。若间隙过大，容易影响射孔效果，而间隙过小，易造成卡枪等事故。合理的间隙至关重要。 枪套间隙较小，有利于加深穿深，研究表明，间隙/枪外径大于30%时，明显影响射孔弹的穿深。 射孔枪下井时不是居中的，大直径的射孔枪使枪身与套管之间各方位环空的间隙差较小，有利于孔深孔径均匀一致 。,枪、套间隙对性能指标的影响,射孔器在井筒内的理想状态,射孔器在井筒内的实际状态,枪、套间隙对性能指标的影响,枪、套间隙对穿深的影响,以51/2为例，计算几种不同
11、枪型的比值： 73枪：（121-73）/2/73100%=33 % 66 % 89枪：（121-89）/2/89100%=18 % 36 % 102枪：（121-102）/2/102100%=9.3 % 19 %,右图为枪、套间隙的关系曲线：,枪、套间隙对孔径的影响,当射孔枪居中时孔径最大，枪套间隙最大时孔径最小，间隙过小也会影响孔径。,射孔用火工器材耐温是一项重要的技术指标，并且受时间的影响。对于作业的安全性极其重要,温度对火工品的影响,井眼轨迹直接影响输送方式 在斜井或水平井中，电缆输送难以实现顺利下井，选择管柱输送方式；对于套变严重的直井，使用过油管张开式射孔实现深穿透射孔。 地层压力影
12、响射孔方式 电缆输送射孔通常是正压或平衡压，当地层压力较大时，考虑安全的角度，宜选择管柱输送方式。,输送方式,TCP射孔通常采用投棒点火: 井斜大于45时，选用压力点火； 当泥浆比重较大时，优选压力点火； 输送管柱内径较小时，采用压力点火； 输送管柱内径差较大时，采用压力点火。,管柱输送射孔点火方式,射孔器耐外压 对于高压井宜选用耐压指标高的射孔器 射孔液静压对射孔器的保护 在射孔时，枪内爆轰形成的高压会使射孔枪产生膨胀，射孔液静压对枪体产生保护作用 对穿深产生影响 较高的井筒压力，将降低穿透深度,井筒压力的影响,井眼压力,流体压力,负压变化,射孔瞬间井内压力的变化,面积比值： 套管以51/2
13、内径121mm计算，1米套管展开面积约为380132mm2； 以89枪89弹16孔/米，孔径8.8mm计算，每米穿孔面积为442mm2； 面积损失比值为原面积的0.1%。,射孔对套管强度的影响,孔眼周围强度变化 射孔过程是高温、高压金属射流挤压套管壁形成孔道，成孔后孔眼周围介质密度增大，强度加强了。 质量变化 对射孔前后套管进行称重比较，其重量几乎 没有损失。,金属射流挤压管壁成孔瞬间,射孔对套管强度的影响,有关数据表明：产生套变的井，其套变位置通常不在射孔层位上，由此证明射孔作业本身不会对套管产生严重伤害。,井眼扩径时，套管与地层水泥环厚度过大，应优选深穿透射孔器。,扩径对穿深的要求,射孔对套管强度的影响,扩径的影响,射孔作业是试油中的一个关键环节，将对后续作业产生直接影响，合理选择射孔参数对增加油井产能、延长油井开发寿命具有重要的作用。,结 束 语,谢谢！,