封窜射孔技术研究

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1、封窜射孔技术研究试油试采分公司刘桥李忠杰摘要：大庆油田各层系之间的压差有所增加，在一定程度上影响了固井质量，窜槽井数量在不断增多，如何解决层系之间窜槽成为亟待解决的问题。但目前用的射孔器射孔存在孔密小，相位数少，射出的孔道与窜槽通道之间的连通概率低。这是造成封窜成功率低的主要原因之一。针对以上情况，我们开发了封窜射孔技术，研制了新型封窜射孔器。该射孔器有五个特点：一是配套使用特制的封窜射孔弹，射孔穿深合适，对地层伤害小。二是高孔密布孔，在射开厚度一定的情况下增加射孔孔眼数量，增大射孔孔眼与窜槽缝隙连通的概率；三是

2、射孔器的相位数多，使射孔孔眼分布在尽量多的方位上，符合封窜井窜槽缝隙方位不确定性的需要；四是通过大相位角布孔设计，确保孔眼更均匀的分布在360。的方位内，避免了薄层射孔时因射孔器选用小相位角造成的套管上的孔眼不均匀，甚至出现套管一侧有孔眼，而另一侧无孔眼的现象。五是通过运用特殊相位角设计，选择最佳相位角，使射孔孔眼的最小间距达到最大化，把套管因射孔所受到的损害降低到最小。在完成封窜射孔的同时，最大限度地保护套管。现场应用实验表明，该射孔器对窜槽通道连通率高，对套管损害小。因此，封窜射孔技术的应用，将有助于提高层系

3、窜槽封堵的成功率，改善和提高大庆油田水驱和聚合物驱开发的效果，对油田的可持续发展具有重大意义，可在全国各油田推广应用。主题词：封窜窜槽射孔多相位前言随着“水驱”、“聚合物驱”开发方式的采用，大庆油田各层系Z间的压差冇所增加，在一定程度上影响了固井质量，窜槽井数量在不断增多，严重影响了水驱和聚合物驱的开发效果，增加了油III开采的成本。窜槽井的表现：在已经注聚合物的区块内，冇约33%的水驱采油井在采出液中见到聚合物；在聚合物层系汕井见效高峰期，同一个面积内的水驱井含水也下降，产量上升；在聚合物层系汕井含水开始回升时

4、，水驱层系汕井的含水也开始回升，产量下降。这种情况都表明层系之间的窜槽问题比较严重。如何解决层系Z间窜槽成为亟待解决的问题。但冃前还没冇专川的封窜射孔器，川常规的射孔器射孔存在孔密小，相位数少，射出的孔道与窜槽通道Z间的连通概率低等缺点，这是造成封窜成功率低的主要原因Z—。针对以上悄况，我们开发了封窜射孔技术。1封窜射孔原理及特点封窜射孔原理是，采用特制的射孔器对准待封窜井的窜槽夹层段射孔，冃的是使射开的孔道与窜槽缝隙连通。封窜射孔的特点，一是射孔的穿深要合适，即刚好将套管与水泥环射穿。二是高孔密。在射孔厚度一定

5、的条件下，射孔孔密越高，射孔孔眼与窜槽缝隙连通的概率就越大。这就决定了封窜射孔器的高孔密特点。三是多相位均匀布孔。夹层内窜槽缝隙具体方位是不确定的，它有可能分布在360。慣

6、周的任一位置。这样一來，就要求所射孔眼尽量均匀地分布在360°関周范围内,提高窜槽缝隙与射孔孔道Z间连通的概率。由于封窜射孔孔眼分布密度比常规射孔孔眼分布的密度要高得多，所以要考虑高密度射孔对套管的伤害，封窜射孔的同时要注意对套管的保护。2封窜射孔器的研制2.1封窜射孔器布孔方案2.1.1射孔器孔密的确定常规射孔器的孔密多为12孑L/米和16

7、孔/米，考虑到封窜射孔器的要求和特点，确定射孔孔密的选择范围为8孔/米〜40孔/米。在射孔弹装配条件允许的条件下，我们应该优先选择高密度布孔方式,即40孔/米;其次选择36孔/米、18孔/米。2.1.2射孔器相位数的确定在窜槽井中，窜槽缝隙的方位通常是不确定的。在这种悄况卜S射孔器的相位数越多，射孔孔眼的方位就越多，套管上被射开的孔眼纵向投影相邻弹孔距离越小，射孔通道与层间窜槽缝隙连通的概率越大。使用多相位射孔器，能大大提高封窜成功率。考虑到封窜射孔器的要求和特点，我们优先选择尽量多的相位数，即45相位，其次选择

8、40相位。2.1.3射孔孔眼距离的计算使川同一种射孔弹射孔，高孔密、多相位射孔器射孔对套管的伤害要比常规射孔器射孔对套管的伤害耍大得多。而射孔孔眼间距是影响套管强度的重耍因素乞一，为此，我们耍更加合理地分布孔眼，尽量增大相近射孔孔眼的距离，授大限度地保护套管。在小相位角布孔时，距离最近的射孔孔眼为相邻的射孔孔眼，即第n发弹和第n+l发弹（n为自然数）。在大相位角布孔时，距离授近的射孔孔眼为不相邻的射孔孔眼，即第n发弹和第n+k发弹5、k为自然数）。时，计算距离最近的射孔孔眼比较复杂，需要计算任意射孔孔眼的距离然后

9、从屮取最小值。2.1.4最佳相位角的选择图1是根据射孔孔密为12孔/米，套管直径为139.7mm,相位数为12相位，在相位角分别为30°和150°时的套管孔眼分布展开图。射开厚度0°—►90°—>270—360°0°>360°图1相位角为30°和150。时的套管孔眼分布展开图从图屮可以看出，相位角为150°跟相位角为30°相比，两孔之间的最小距离要大得多，孔眼分布更加均匀