郭瑛

摘 要：國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展為油氣井射孔技術(shù)創(chuàng)造了較好的發(fā)展契機(jī)，并促使油氣井工程獲取了較好的發(fā)展，在被相應(yīng)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行多次改良、創(chuàng)新以后，獲取了更好的效果。油氣井射孔工藝技術(shù)可視為勘察、采掘石油資源期間最關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)，故對(duì)其加以優(yōu)化設(shè)計(jì)便顯得極為重要?；诖耍疚尼槍?duì)油氣井射孔工藝技術(shù)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了相應(yīng)分析。

關(guān)鍵詞：油氣井；射孔；工藝技術(shù)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TE921 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

油氣井射孔技術(shù)屬于勘察、采掘油氣田的核心技術(shù)，油氣田所在地理環(huán)境、地質(zhì)條件均不相同，為從根本上達(dá)成各類別油氣田采掘所提出的實(shí)際需求，在通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)改革與創(chuàng)新之后，慢慢產(chǎn)生了與各種環(huán)境對(duì)應(yīng)的射孔技術(shù)。經(jīng)由這些前沿的射孔技術(shù)與配套工藝，不僅可以大幅度增加射孔完井和產(chǎn)能，也能借助合理設(shè)定儲(chǔ)集層維護(hù)辦法，對(duì)油氣田采掘時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)張。并且，油氣井射孔工藝技術(shù)伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得以持續(xù)創(chuàng)新、健全，很大程度地保證了射孔應(yīng)有的穩(wěn)定、可靠性，讓射孔工藝技術(shù)的運(yùn)用愈加便捷。

1 油氣井射孔理論

經(jīng)由研究、分析油氣井射孔相應(yīng)理論，能夠發(fā)現(xiàn)巖石層之間的空隙對(duì)油氣井產(chǎn)量具備直觀影響，若只單純通過(guò)油氣井射孔工藝打造的孔道，那么是無(wú)法與油氣井管道周邊滋生空隙所提需求達(dá)成一致的。但是，由于射孔與空隙兩者不存在相同走向，如此也就無(wú)法從根本上降低油氣井底層的破裂壓強(qiáng)。故而，油氣井射孔工藝技術(shù)存在限定性，這也就促使現(xiàn)階段怎樣將這一限定性消除變?yōu)榱擞蜌饩淇桌碚撗芯康闹匦?。在將上述?wèn)題處理以后，勢(shì)必對(duì)油氣井射孔工藝技術(shù)的應(yīng)用和宣傳起到較好的推動(dòng)效用，且還可以有效縮減壓實(shí)帶來(lái)的破壞，改善油氣井產(chǎn)能效率。

2 油氣井射孔技術(shù)及配套工藝

2.1 深穿透聚能射孔技術(shù)

以往的射孔技術(shù)選取子彈式射孔工作，然而其穿透深度存在限定，難以與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)相符，反裝甲武器中的聚能射孔技術(shù)獲取了較好的發(fā)展，其通過(guò)聚能效應(yīng)能改善射孔穿透深度。最近幾年以來(lái)，油田開(kāi)采對(duì)射孔提出的條件愈加嚴(yán)苛，使得國(guó)內(nèi)外均大力進(jìn)行超深穿透聚能射孔技術(shù)的研發(fā)。較之2000年，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外設(shè)孔彈平均穿透深度有了質(zhì)的改變。表1出具了美國(guó)API協(xié)會(huì)認(rèn)定的幾大部分廠家相同型號(hào)射孔器混凝土靶測(cè)試數(shù)據(jù)。

2.2 復(fù)合射孔技術(shù)

該技術(shù)基于聚能射孔，把復(fù)合推進(jìn)劑注射于孔腔內(nèi)部構(gòu)成二次能量，在彈射孔產(chǎn)生孔道期間，復(fù)合推進(jìn)劑燃燒形成高溫高壓砌體，借助槍身泄壓且面向孔道直接射入，促使底層氣體壓裂，產(chǎn)生孔道、縫隙融合的深度穿透。該技術(shù)借助系統(tǒng)化基礎(chǔ)理論與測(cè)試技術(shù)等研究，從以往槍內(nèi)配置1級(jí)火藥的構(gòu)造成為當(dāng)前槍內(nèi)配置2級(jí)、3級(jí)火藥，顯著改善了復(fù)合射孔做功水平。截止到當(dāng)前，該技術(shù)已然構(gòu)建產(chǎn)生了內(nèi)置、下掛等多元化裝藥結(jié)構(gòu)、深度穿透等產(chǎn)品系列和完井工藝對(duì)應(yīng)的全通徑射孔等工藝技術(shù)。

2.3 定向射孔技術(shù)

該技術(shù)內(nèi)含直井與水平井定向射孔兩種類型。

直井定向射孔具體借助陀螺儀對(duì)井下射孔方位角確認(rèn)，以控制射孔走向，油氣田開(kāi)發(fā)期間一般射孔技術(shù)依照水平線射孔，但儲(chǔ)集層與其主應(yīng)力走向通常和水平線具備夾角，部分時(shí)候應(yīng)依據(jù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃通過(guò)陀螺儀確認(rèn)走向，而后對(duì)墻內(nèi)射孔彈夾角等調(diào)節(jié)，確保射孔效果。水平井定向射孔通常以一體式配重系統(tǒng)為定向裝備，介于長(zhǎng)井段水平井射孔工藝方面，要保障施工安全性，便會(huì)選擇相應(yīng)單雙向壓力延時(shí)起爆器，通過(guò)分段引爆的模式達(dá)成對(duì)長(zhǎng)井段1次射孔的目的。

2.4 負(fù)壓與動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)

負(fù)壓與動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔技術(shù)均是介于井筒里設(shè)計(jì)負(fù)壓，讓其壓力比地層壓力小，射孔期間通過(guò)底層和井筒兩者間的壓力形成迅速的沖擊回流，對(duì)通道加以清理。此項(xiàng)技術(shù)從美國(guó)興起，最近幾年在我國(guó)也獲得了較好的發(fā)展。現(xiàn)階段，我國(guó)發(fā)展較好的負(fù)壓射孔工藝為通過(guò)管內(nèi)把射孔層段封閉隔離，而后介于油管中依照標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生負(fù)壓，借助投棒等手段讓油管和封隔器下面的套管環(huán)空連接，以產(chǎn)生負(fù)壓，引發(fā)孔腔泄壓射孔。

動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔工藝技術(shù)具體經(jīng)由射孔槍與負(fù)壓艙聯(lián)結(jié)，操作期間形成的爆炸能量將負(fù)壓艙沖開(kāi)，并在孔層段套管環(huán)空液體作用下產(chǎn)生負(fù)壓。此技術(shù)優(yōu)勢(shì)為負(fù)壓產(chǎn)生的手段與現(xiàn)場(chǎng)操作工藝較為便捷，且可和動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件協(xié)同應(yīng)用。

2.5 全通徑射孔技術(shù)

該技術(shù)通過(guò)油管把特有的全通徑射孔器和相應(yīng)井下工具銜接到一起進(jìn)入，且借助校深短接確認(rèn)方位，面對(duì)目的射孔層輸入，引燃起爆器，無(wú)須提管柱等便能實(shí)現(xiàn)測(cè)井等操作，防范重復(fù)作業(yè)改變井下參數(shù)。此外，一趟管柱能擔(dān)負(fù)多趟管柱工作任務(wù)，減小投入成本?？梢?jiàn)，該技術(shù)介于起下管柱作業(yè)繁雜的深井與操作難度較大的區(qū)域存在顯著優(yōu)勢(shì)。

2.6 泵送射孔及橋塞聯(lián)作技術(shù)

泵送射孔與橋塞聯(lián)作工藝以電纜輸送為手段，各段壓裂僅用1次電纜下橋塞實(shí)行多次射孔，精簡(jiǎn)了操作工序，顯著縮減了作業(yè)時(shí)間及成本，壓裂結(jié)束之后橋塞能夠迅速鉆掉。泵送射孔屬于國(guó)外頁(yè)巖氣、煤層氣等研發(fā)所得的主流技術(shù)之一，北美等地80%以上的頁(yè)巖氣采掘都是通過(guò)該技術(shù)實(shí)行。我國(guó)在最近幾年也將其引進(jìn)，且大面試應(yīng)用此技術(shù)對(duì)非常規(guī)油氣井射孔壓裂改造進(jìn)行應(yīng)用，泵送射孔與橋塞聯(lián)作施工工藝設(shè)施具體內(nèi)含電纜射孔作業(yè)車、泵送射孔槍等。

2.7 定面射孔技術(shù)

該技術(shù)對(duì)以往螺旋布彈模式進(jìn)行了變更，選擇特質(zhì)超大徑孔彈采取特殊手段，射孔槍分簇布彈，射孔方向構(gòu)建產(chǎn)生了扇面。射孔結(jié)束，介于垂直于套管軸向相同的橫截面套管內(nèi)壁產(chǎn)生較多孔眼，呈圓周狀分布，能夠形成井筒徑向應(yīng)力集中面，易于破碎巖層，降低儲(chǔ)集層破碎難度。壓裂期間，可達(dá)成對(duì)近井區(qū)走向的控制，對(duì)縫網(wǎng)系統(tǒng)予以健全。選擇此技術(shù)能強(qiáng)化井筒、儲(chǔ)集層的交流水平，并加大產(chǎn)能。

3 油氣井射孔工藝技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

油氣井射孔工藝技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)長(zhǎng)久以來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外研究的重心所在，國(guó)外某些大型研究組織與企業(yè)均先后出具了包括油田地質(zhì)條件、油井情況的一般射孔工程優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，我國(guó)部分高校與油田研究組織也在近幾年研發(fā)了較多具有差異性的射孔工程優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件?，F(xiàn)階段，運(yùn)用最多的常規(guī)射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)算法與模型主要是基于半經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建，具體關(guān)聯(lián)參數(shù)敏感性分析內(nèi)含井筒半徑、射孔密度等等。

最近幾年，我國(guó)的油氣井射孔工藝技術(shù)體系有了一定的改善，基于常規(guī)聚能射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)適當(dāng)擴(kuò)張了使用范圍，開(kāi)始朝著復(fù)合射孔等新型射孔技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)軍。具體來(lái)講，油氣井射孔工藝技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)囊括井筒與地質(zhì)條件的火藥量計(jì)算、壓力風(fēng)之語(yǔ)作用時(shí)間計(jì)算等，而最終的結(jié)果是否具備較強(qiáng)精確性與實(shí)用性依舊需要進(jìn)行更進(jìn)一步的研究與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。

結(jié)語(yǔ)

因國(guó)內(nèi)外油氣田采掘類型的持續(xù)擴(kuò)張，加大了開(kāi)采、勘探的難度，由于國(guó)外油價(jià)快速上漲，促使油藏開(kāi)采思維發(fā)生變化，這均為油氣井射孔工藝技術(shù)提出了更為嚴(yán)苛的要求。而射孔工藝技術(shù)的優(yōu)化，不僅可改善儲(chǔ)集層維護(hù)、產(chǎn)能和運(yùn)行效率，也可提高其開(kāi)采率，故對(duì)油氣井射孔工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)便顯得極為重要。

參考文獻(xiàn)

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