定向井射孔聯(lián)槍工藝方法技術(shù)研究與應用

馮以升 李國紅 張雪萍 佘金芝 趙玉紅

(河南石油勘探局地球物理測井公司 河南南陽)

定向井射孔聯(lián)槍工藝方法技術(shù)研究與應用

馮以升 李國紅 張雪萍 佘金芝 趙玉紅

(河南石油勘探局地球物理測井公司 河南南陽)

文章分析了在定向射孔作業(yè)時,定向彈架與導爆索走向不合理等影響因素,提出改進定向井射孔聯(lián)槍工藝方法,解決定向彈架與導爆索走向,實現(xiàn)射孔穿孔有規(guī)則的聚能圓孔,從而提高射孔穿深效果。

定向井;射孔聯(lián)槍工藝;應用效果

0 引 言

隨著油田開發(fā)的深入發(fā)展,開采難度不斷增加,對射孔工藝的要求也越來越高[1]。為了適應開發(fā)市場的需要,河南油田測井公司2008年引進了定向射孔新技術(shù)。該技術(shù)包括直井定方位和斜井(水平井)定向射孔技術(shù)。目前,已累計射孔作業(yè)53口井,通過對這53口定向井進行射孔效果跟蹤分析,發(fā)現(xiàn)其中22口直井定方位射孔效果非常好,31口斜井(水平井)定向射孔施工有8口井射孔效果不好,如表1所示,主要表現(xiàn)在:個別射孔彈穿孔不規(guī)則,不能形成有規(guī)則聚能圓孔,從而影響射孔穿深效果。

表1 水平定向井射孔彈穿孔不規(guī)則統(tǒng)計表

1 射孔聯(lián)槍工藝影響因素分析

1.1 射孔聯(lián)槍工藝

經(jīng)過對出現(xiàn)穿孔不規(guī)則、影響射孔穿深效果的8口水平定向井分析討論,結(jié)果表明出現(xiàn)穿孔不規(guī)則是由于水平井定向射孔彈架布孔夾角大,特殊的定向偏心配重旋轉(zhuǎn)彈架與導爆索外繞的聯(lián)槍工藝配合不合理,導爆索與射孔彈盤藥型罩非常近,導爆索在起爆時就會嚴重地干擾這一發(fā)射孔彈射流能量的聚集和射流的穩(wěn)定性,從而大大地降低射流的穿透力,最終導致不能形成聚能圓孔,嚴重影響射孔穿深效果。

1.2 影響因素分析

影響射孔器的射孔效果的主要因素包括聚能射孔彈綜合質(zhì)量,射孔槍對射孔器效能的影響,周圍環(huán)境對射孔器效能的影響,彈架及布孔方式,導爆索對射孔器效能的影響。

(1)聚能射孔彈

普通射孔是利用聚能射孔彈爆炸時產(chǎn)生的聚能氣流擊穿套管、水泥環(huán),在地層中形成直徑10mm左右,長度數(shù)百毫米孔道的過程[2]。影響聚能射孔彈綜合質(zhì)量的原因有射孔彈的藥量、炸藥類型、裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥工藝、藥型罩、彈殼、炸高、傳爆方式和射孔彈的連接方式等。經(jīng)查出現(xiàn)不聚能穿孔問題的上述8口水平定向井使用的都是DP40RDX34-5射孔彈,生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品主要性能指標及檢驗結(jié)果,產(chǎn)品質(zhì)量符合要求,如表2所示。

表2 DP40RDX34-5射孔彈主要性能指標及檢驗結(jié)果

(2)射孔槍對射孔器效能的影響

射孔槍在井內(nèi)不僅承受環(huán)境壓力,而且還承受射孔彈爆轟產(chǎn)生的內(nèi)壓。若射孔槍密封性能差,槍身出現(xiàn)滲漏,槍內(nèi)射孔彈接觸井液將產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象,不但不能穿孔,而且還可能使槍身破裂。從射孔作業(yè)后的射孔槍表面可以看出不是沒穿孔,而是沒有形成聚能圓孔。

(3)周圍環(huán)境對射孔器效能的影響

影響射孔器效能的周圍環(huán)境因素主要有:射孔間隙、巖石圍壓和井筒壓力、溫度等。通過查閱出現(xiàn)問題的這8口水平定向井資料,發(fā)現(xiàn)這8口水平定向井的各種參數(shù)并無規(guī)律可循。

而且現(xiàn)場施工的236口常規(guī)井效果都很好,沒有出現(xiàn)任何問題,排除了井內(nèi)參數(shù)對射孔效果的影響。

(4)射孔彈的孔密對聚能穿孔的影響

根據(jù)射孔優(yōu)化設計技術(shù)研究的結(jié)果,在一定的相位條件下,增大孔密將有利于提高油氣井產(chǎn)能,但孔密增大到一定程度時,射孔彈序列前一發(fā)射孔彈爆轟過程中產(chǎn)生沖擊波將會嚴重影響后一發(fā)射孔彈的爆轟和射流的對稱性,產(chǎn)生射孔彈之間的干擾,從而嚴重影響射孔的深度和孔眼圓孔率[3]。而這8口水平定向井的孔密是每米18或19孔,不屬于高孔密。2008年經(jīng)在河南井樓、新莊、楊樓等油田大量地使用了大孔徑高孔密射孔彈,孔密為每米24或40孔,射孔效果很好,沒有出現(xiàn)上述問題,排除了孔密對聚能穿孔的影響。

(5)導爆索的布孔方式對射孔器效能的影響

通過做常規(guī)井導爆索聯(lián)槍繞向和水平定向井導爆索與射孔彈聯(lián)槍繞向的對比實驗來看,兩者的不同點在于常規(guī)井導爆索與射孔彈的配合聯(lián)槍時,導爆索都從射孔彈的尾部螺旋布孔連接,導爆索與射孔彈的聚能端距離很遠,不會對射孔彈的聚能效果產(chǎn)生影響。而水平定向的彈架由于要實現(xiàn)定向射孔,如1-4象限,2-3象限,3-4象限,1-2-3象限定向射孔,勢必會造成有幾發(fā)射孔彈的夾角比較大(如相位180°、120°),這樣導爆索在聯(lián)完上一發(fā)彈后,必須從這發(fā)彈的尾部繞到下一發(fā)彈的聚能端才能繼續(xù)進行后續(xù)聯(lián)槍工作,導爆索與這發(fā)彈的藥性罩非常近,這樣當導爆索在起爆時,就會破壞到這發(fā)彈的聚能效果,使穿孔不規(guī)則,行不成聚能圓孔,影響穿深。

2 實驗研究應用

圖1 改進后的定向井聯(lián)槍效果圖

經(jīng)過對彈架和聯(lián)槍工藝方法進行技術(shù)改進,將導爆索從彈架里內(nèi)走向,在每一發(fā)射孔彈的尾部打上兩個導槽,使導爆索穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)膹倪@兩個導槽通過去聯(lián)下一發(fā)射孔彈,如圖1所示,這樣導爆索從彈架里面過把每發(fā)彈聯(lián)上,既不傷導爆索而且導爆索都在每發(fā)彈的尾部,離射孔彈的聚能端距離很遠,在導爆索起爆時絕對不會影響射孔彈的聚能效果。通過使用改進的彈架和聯(lián)槍工藝對新 2304,新9418,新2306,新 3205,新2302,新 2309(定向斜井),樓 1160,樓 Z20(定向斜井)及水平定向井新淺25-平8,新淺25-平2,新淺25-平1井進行了射孔效果跟蹤,發(fā)現(xiàn)射孔效果很好,穿孔成規(guī)則圓孔,孔徑大聚能穿深效果好。

3 結(jié) 論

通過對彈架和聯(lián)槍工藝方法進行技術(shù)改進,改變導爆索在彈架里內(nèi)走向,使導爆索的起爆不影響射孔彈的聚能效果,大大提高了射孔穿透深度,導爆索從彈架里面走,使聯(lián)槍、裝槍過程中不會傷到好的射孔槍,有效防止工程質(zhì)量事故和安全隱患的發(fā)生,減少返工次數(shù),提高射孔作業(yè)時效。

[1] 孫新波,劉 輝,王寶興,等.復合射孔綜述[J].爆破器材,2007,36(5)

[2] 刁剛田,劉志華,周家駒,等.復合射孔技術(shù)的應用[J].鉆采工藝,2003,26(6)

[3] 王海東,孫新波.國內(nèi)外射孔技術(shù)發(fā)展綜述[J].爆破器材,2006,35(3)

TE248

B

1004-9134(2010)02-0075-02

2009-07-06 編輯:梁保江)

馮以升,男,1963年生,測井和注冊安全工程師,1989年畢業(yè)于江漢石油學院測井儀器專業(yè),2002年建立和推行HSE管理體系,現(xiàn)在河南石油勘探局地球物理測井公司安全科。郵編:473132