负压射孔联作工艺研究与应用

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1、负压射孔联作工艺研究与应用潘金国盛江飞(江汉石油管理局测录井工程公司湖北潜江43312)摘要:本文针对西部勘探开发很多井井底压力大，井口压力高，作业风险大、安全性差，而射孔后压井取管柱又会对产层造成二次污染，并降低完井效率，研究应用负压射孔联作一次性射孔完井技术，解决了实际问题，通过应用提出了几点建议。1.前言随着勘探开发的不断深入，在塔里木地区，特别是西气东输项目部大多是低压油气储层（地层压力系数1.08），要求采用负压传输射孔技术。而对这些储层射孔中遇到的问题是：一方面，大直径射孔枪长井段射孔冲击大，对射孔枪的传爆可靠性和安全性以及射

2、孔枪的强度都提出了更高的要求；另一方面，井下产气量大，产出气中还可能伴有二氧化硫、二氧化碳等腐蚀性气体，传统的射孔工艺和射孔器材都难以满足完井作业要求；再一方面，这类井的井底压力大，井口压力高，作业风险大、安全性差，而射孔后压井取管柱又会对产层造成二次污染，并降低完井效率。因此，研究出针对气田这类巨厚、高压、高产气井的一次性射孔完井技术，具有十分重要的现实意义。2.射孔难点英买力地区的射孔具有五大射孔难题:1、7″套管井，射孔前要求打压坐封7″MHR液压永久式单封隔器；2、地层压力系数为1.09，要求负压射孔；3、产气量大，约为30～70

3、万m3/d；且产油，40m3/d4、流体中含0.2～0.3%的CO2，地层水高CL-等腐蚀性物质；5、要求丢枪。3.射孔解决方案针对该地区的地质特点和完井要求，选择采用一次完井工艺来进行，它的主要特点是负压、封隔器和射孔联作完井。主要具有以下优点：(1)实现了射采联作，实现了负压射孔，有效的保护了油气层，且射孔后无需进行诱喷作业，节省了完井时间和费用。(2)采用套管液压封隔器有效的封隔环空，在组下完井管柱前将井筒替为环空保护液，在封隔器座封前用轻质油正替，然后投球座封，实现了造负压和保护套管的双重功能。(3)由于实现了射采联作射孔时井口已

4、经安装好采油（气）树，井控安全系数高。(4)采用丢枪技术，确保最大采油采气通道。3.1负压解决方案负压射孔是为了解决正压射孔的不足,而提出的另一种射孔方案。它是在地层压力大于井筒压力的状态下，射开油气层，确保油气层不受压井造成的的污染。它的实现方式有两种：一种为降低压井液高度，即采用降液面的方式，另一种是采用降低压井液密度(替轻质油)，来提供所需负压。129传统的负压射孔管柱，常常采用投棒式起爆器，来引爆射孔枪。不过投棒式起爆方法只适用于直井，对井况要求高，且如果投棒起爆失败，给后面的工作带来诸多不安全因素。英买力地区采用FOX油管永久封

5、隔器，不可能采用投棒式起爆器，只能采用打压射孔方式，故只能选择压力延时起爆器，压力延时起爆器的特点是采用加压起爆点燃延时火药柱，在延时的过程中要及时泄掉井口加压，确保射孔的瞬间井口没有附加压力，这样整个井筒处于负压状况。采用压力延时起爆器更有利于准确判断是否射孔。3.2自动丢枪解决方案采用双起爆技术和自动丢枪装置(DQ1-4)，确保准确起爆，可靠丢枪。（1）自动丢枪装置的工作原理其工作原理是：在射孔枪完成射孔后，自动丢枪装置用于在射孔后立即释放射孔枪串。它包括压力起爆装置和释放装置两部分。自动丢枪装置采用卡瓜结构，射孔穿孔后，液柱压力作用

6、在限位套上，剪断剪切销，限位套向上移动，并释放卡爪,射孔枪串在重力推动下释放到井底。（2）DQ1-4自动丢枪装置的主要技术参数外径φ93mm3.66″总长545mm21.50″耐压差70MPa10,150psi最小起爆压力6MPa870psi通径φ66mm2.6″最小释放重量150kgf331lbf最小释放静压4MPa580psi最大安全拉力40，000kgf88，300lbf（3）DQ1-4自动丢枪装置的结构示意图DQ1-4投球丢枪装置示意图（4）技术难点：自动丢枪的难点在于：1、必须有液柱压力作用在限位套上；2、必须靠射孔枪的自身重量

7、，达到自动脱落；3、能够准确引爆雷管，打通压力通道。在实际使用中，四川就因为一口井没有释放射孔枪，在市场中留下了很不好的影响，针对这些难点，我们改进接头（因为射孔后，原来放置传爆管的通道，常常由于火工品的残留物，堵塞通道），在接头的中心部位打四个6毫米的孔，确保液柱压力传到限位套上。还有就是针对短的射孔井段射孔时，增加射孔枪的重量。3.3封隔器的选择解决方案129负压射孔联作工艺在西部勘探开发中发挥了重要作用。由于射孔必然产生向上的冲击力（最大可能达到40多MPa，复合射孔高速压力计记录），所以该工艺对封隔器的耐冲击力有较高的要求，在选择

8、质量过硬、耐高压差的封隔器后，一般都要采取加减震器，并让封隔器离开射孔枪一定距离，来减小射孔对封隔器的伤害，经过实际多次应用，成功率非常高，特别是在气井中应用广泛。4.现场施工工艺设计及其应用