新井射孔質(zhì)量的控制方法及應(yīng)用*

潘銳

大慶油田有限責(zé)任公司 第五采油廠 （黑龍江 大慶 163513）

新井射孔質(zhì)量的控制方法及應(yīng)用*

潘銳

大慶油田有限責(zé)任公司 第五采油廠 （黑龍江 大慶 163513）

針對(duì)新井射孔施工質(zhì)量監(jiān)督的內(nèi)容、完井監(jiān)督的體系建設(shè)等方面的工作，總結(jié)了在新井射孔過程中，從方案設(shè)計(jì)到質(zhì)量監(jiān)督的具體做法,探索了實(shí)施科學(xué)監(jiān)督的工作方法，并通過總結(jié)圍繞射孔施工質(zhì)量而開展的工作，真實(shí)地評(píng)價(jià)了對(duì)射孔施工效果的質(zhì)量控制所取得的效果。

新井 射孔 質(zhì)量監(jiān)督

“十一五”后兩年至2017年，大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠（以下簡(jiǎn)稱我廠）新井產(chǎn)能以三次加密、擴(kuò)邊井、含鈣致密及扶楊油層開采為主，計(jì)劃基建井?dāng)?shù)達(dá)1 500余口井。三次加密、擴(kuò)邊井低滲透儲(chǔ)層多,物性差,空氣滲透率介于1×10-3～1 138×10-3μm2之間，開采難度大，開采效益較差。近幾年對(duì)于薄差油層新井采用限流法完井，使其得到有效的動(dòng)用。目前存在的問題是三次加密井部分油層產(chǎn)液強(qiáng)度低，只有通過壓裂才能使油水井得到有效的動(dòng)用。新投油井壓裂程度已經(jīng)達(dá)到71.12%，尤其是杏南開發(fā)區(qū)已經(jīng)達(dá)到79.1%。而根據(jù)油田公司開發(fā)業(yè)務(wù)發(fā)展思路，壓裂投產(chǎn)比例要控制在30%，初期產(chǎn)能達(dá)標(biāo)難度較大。針對(duì)新投井產(chǎn)能存在的問題，我廠在加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督力度、保證施工質(zhì)量的同時(shí)，積極開展科研攻關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，使射孔施工的質(zhì)量得到了大幅度的提高，取得較好的效果。

精細(xì)分析，不斷提高射孔方案設(shè)計(jì)質(zhì)量

為了精細(xì)射孔工藝方案設(shè)計(jì)，努力提高薄差油層的射孔效果，通過圍繞“地質(zhì)儲(chǔ)層分析、損害原因分析以及射孔工藝分析”三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，逐步摸索出射孔方案的設(shè)計(jì)思路。

1 深入地質(zhì)儲(chǔ)層分析

通過對(duì)射孔層段儲(chǔ)層物性、完井測(cè)試資料等進(jìn)行分析，掌握儲(chǔ)層物性情況，認(rèn)清射孔層段的地質(zhì)特性，合理劃分組合射孔層段。

2 深化損害原因分析

對(duì)射孔層段從鉆、固井的全過程進(jìn)行分析，認(rèn)清造成射孔層段的主要污染原因，并充分考慮射孔過程中可能對(duì)儲(chǔ)層造成損害的因素，優(yōu)化射孔工藝和射孔參數(shù)，選擇與地層相適應(yīng)的完井液，可以使射孔對(duì)儲(chǔ)層的損害程度減到最小，而且還可以在一定程度上緩解鉆井對(duì)儲(chǔ)層的損害。

3 精細(xì)射孔工藝分析

根據(jù)以上分析結(jié)果，在射孔工藝設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)儲(chǔ)層性質(zhì)、射開厚度的大小，確定射孔參數(shù)（孔密、孔深、孔徑、布孔相位角、布孔格式等），并優(yōu)化射孔工藝，選擇合適的射孔槍、彈組合，根據(jù)儲(chǔ)層損害分析，選擇與儲(chǔ)層可配伍的優(yōu)質(zhì)完井液，避免因射孔液與儲(chǔ)層不配伍而造成的固相損害和液相損害[1]。

探索現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)監(jiān)督方法，確保完井施工質(zhì)量

近幾年，為了充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督職能，努力提高射孔完井施工質(zhì)量，我廠完井監(jiān)督體系在組織機(jī)構(gòu)、管理制度、監(jiān)督設(shè)備等方面逐步趨于健全和完善?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督過程中通過堅(jiān)持“圍繞一個(gè)中心，搞好兩個(gè)協(xié)調(diào)，突出三個(gè)嚴(yán)格，做到四個(gè)及時(shí)”的完井監(jiān)督管理方法，取得了較好的效果。

1 圍繞一個(gè)中心

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作緊緊圍繞采油工程技術(shù)管理為中心，以提高現(xiàn)場(chǎng)施工管理水平為目的，不斷強(qiáng)化監(jiān)督職能，大力提升各項(xiàng)管理制度的監(jiān)督執(zhí)行力。

2 搞好兩個(gè)協(xié)調(diào)

一是搞好甲方內(nèi)部各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)。首先，制定完井工程管理流程圖，有利于搞好各部門之間監(jiān)督工作的銜接；其次，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督工作進(jìn)機(jī)上網(wǎng)管理，加強(qiáng)了各部門之間的協(xié)調(diào)配合。二是搞好甲乙方的協(xié)調(diào)。首先，要求施工單位在施工前通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員，以便監(jiān)督人員能夠及時(shí)掌握施工進(jìn)度，對(duì)監(jiān)督工作進(jìn)行統(tǒng)籌安排；其次加強(qiáng)信息的反饋，對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問題主動(dòng)和施工單位溝通，商討解決辦法。

3 突出三個(gè)嚴(yán)格

一是嚴(yán)格按照完井監(jiān)督管理規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題后施工單位負(fù)責(zé)人必須在質(zhì)量跟蹤卡上簽字并整改后方可繼續(xù)施工。二是嚴(yán)格把好完井資料質(zhì)量關(guān)。針對(duì)部分施工單位報(bào)表資料失真的問題，將資料管理納入驗(yàn)收考核，提高了工程資料的準(zhǔn)確性。三是嚴(yán)格把好質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)。施工結(jié)束后嚴(yán)格執(zhí)行完井工程管理項(xiàng)目驗(yàn)收辦法，依據(jù)監(jiān)督時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題和整改情況，由技術(shù)大隊(duì)組織各部門監(jiān)督人員進(jìn)行驗(yàn)收。

4 做到四個(gè)及時(shí)

一是在重點(diǎn)工序施工前能夠保證及時(shí)進(jìn)行監(jiān)督檢查，或?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)入井流體性能及時(shí)進(jìn)行取樣化驗(yàn)；二是由專人負(fù)責(zé)當(dāng)日監(jiān)督記錄當(dāng)日進(jìn)機(jī)上網(wǎng)，確保各部門及時(shí)掌握每口井監(jiān)督工作的進(jìn)展情況；三是對(duì)于采取特殊工藝措施井及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)，有利于完井技術(shù)措施的順利實(shí)施；四是及時(shí)將監(jiān)督中發(fā)現(xiàn)的重大或疑難問題向上級(jí)部門匯報(bào)，便于問題的及時(shí)解決。

通過始終堅(jiān)持上述監(jiān)督管理方法，使施工單位的質(zhì)量意識(shí)得到了強(qiáng)化，共同促進(jìn)了完井施工質(zhì)量的提高。2009年射孔現(xiàn)場(chǎng)施工方案符合率達(dá)到100%，射孔施工監(jiān)督413井次，重點(diǎn)工序監(jiān)督率為93.81%，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督的過程中共發(fā)現(xiàn)問題16個(gè)，均及時(shí)進(jìn)行了整改，整改率達(dá)100%，并相應(yīng)作了嚴(yán)厲的處罰（表1）。

應(yīng)用新型射孔技術(shù)，提高新井射孔產(chǎn)能

在射孔監(jiān)督實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到，將射孔監(jiān)督工作只定位在單一的射孔施工質(zhì)量檢查是不夠的。因此，在按照規(guī)定的監(jiān)督內(nèi)容進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督的同時(shí)，努力鉆研業(yè)務(wù)知識(shí)，圍繞監(jiān)督中發(fā)現(xiàn)的問題積極開展攻關(guān)，應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，提高了新井射孔產(chǎn)能。近年來,為提高難采儲(chǔ)量動(dòng)用程度，對(duì)射孔器及射孔工藝技術(shù)展開了研究，先后應(yīng)用了內(nèi)盲孔射孔器、1MD3射孔器以及一體式復(fù)合射孔技術(shù)，這些新技術(shù)在薄差油層應(yīng)用中取得了很好的開發(fā)效果。

1 1MD3射孔完井技術(shù)應(yīng)用情況

1MD3具有深穿透、大孔徑、低傷害的特點(diǎn)，該射孔彈與102射孔槍配套應(yīng)用，適用于Φ139.7mm套管井。在射孔彈藥型罩設(shè)計(jì)上，采用小開口、小錐角藥型罩，通過增加藥型罩母線長(zhǎng)度提高射流速度梯度；在裝藥結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)合理的、與藥型罩相匹配的裝藥結(jié)構(gòu)，使炸藥能量被充分利用，來壓跨藥型罩，形成高度金屬射流[2]。

我廠在杏10區(qū)三次加密井中應(yīng)用了 1MD3、DP44RDX-3彈常規(guī)射孔、限流法壓裂完井技術(shù),選擇相近井況的9口井進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比分析結(jié)果見表2。

從表2數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)用1MD3射孔完井方式的油井，產(chǎn)液指數(shù)略低于限流法壓裂的井，但卻明顯高于應(yīng)用常規(guī)射孔方式完井的油井，能更好地滿足開發(fā)需要。

2 內(nèi)盲孔射孔技術(shù)應(yīng)用情況

表1 射孔施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督情況

內(nèi)盲孔射孔器是針對(duì)深穿透射孔彈裝102槍炸高降低，導(dǎo)致射孔彈能量不能被充分發(fā)揮的問題而開發(fā)研制的新型射孔器。在射孔槍槍體上加工帶有臺(tái)階的通孔，采用外部堵蓋粘接、墊片焊接、壓帽連接的方式擴(kuò)大槍體內(nèi)部空間實(shí)現(xiàn)槍身內(nèi)盲孔。將槍身盲孔由外向內(nèi)進(jìn)行改變，增加了射孔彈裝槍炸高4～5mm，提高了射孔器的穿透深度，減少了射孔器與套管的空隙[3]。

為研究不同射孔新技術(shù)在地層條件下的應(yīng)用效果，在過渡帶二次加密調(diào)整井上對(duì)不同新技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，其中也包括內(nèi)盲孔射孔器，應(yīng)用效果見表3。

從表3可以看出，常規(guī)射孔(DP44RDX-1彈)投產(chǎn)6口井，單井油層條件發(fā)育最好，平均單井發(fā)育砂巖厚度21.68m，有效厚度4.68m，但投產(chǎn)效果較差，投產(chǎn)初期平均單井口產(chǎn)液8.33t，日產(chǎn)油量3.18t，砂巖產(chǎn)液指數(shù)0.36t/(d·m)，有效產(chǎn)液指數(shù)1.67t/(d·m)；內(nèi)盲孔射孔投產(chǎn)6口井,油層條件與常規(guī)射孔(DP44 RDX-1彈)投產(chǎn)相似,6口井平均單井發(fā)育砂巖厚度20.8m，有效厚度4.58m，投產(chǎn)初期平均單井日產(chǎn)液9.7t，日產(chǎn)油量2.47t，砂巖產(chǎn)液指數(shù)0.46t/(d·m)，有效產(chǎn)液指數(shù)2.11t/(d·m)，砂巖、有效產(chǎn)液指數(shù)明顯高于常規(guī)射孔井。內(nèi)盲孔射孔的平均有效采液強(qiáng)度為常規(guī)102射孔的1.26倍。通過以上分析證明，二類油層應(yīng)用內(nèi)盲孔射孔見到了很好的開發(fā)效果。

3 一體式復(fù)合射孔工藝技術(shù)研究

一體式復(fù)合射孔工藝技術(shù)是一種較為成型的技術(shù)。對(duì)于新井、探井，可以比較客觀地反映原始地層狀況；對(duì)于低孔、低滲地層，可以創(chuàng)造一個(gè)較好的滲流條件，有利于后續(xù)作業(yè)；對(duì)于污染井，可以穿透污染帶，對(duì)于老井補(bǔ)孔作業(yè)，也可以起到清理舊射孔孔道，達(dá)到很好的增產(chǎn)效果；對(duì)于注水井，可以起到增注以及消除水中雜質(zhì)對(duì)近井地帶孔道堵塞的作用[4]（表 4）。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，一體式復(fù)合射孔井從油層條件對(duì)比，油層發(fā)育狀況明顯比常規(guī)射孔井差，平均單井發(fā)育砂巖厚度18.84m，有效厚度2.66m，投產(chǎn)初期平均單井口產(chǎn)液6.88t，日產(chǎn)油量2.39t，砂巖產(chǎn)液指數(shù)0.37t/(d·m)，有效產(chǎn)液指數(shù)2.59t/(d·m)；有效產(chǎn)液指數(shù)明顯高于常規(guī)射孔井。一體式復(fù)合射孔井的平均有效采液強(qiáng)度為常規(guī)102射孔的1.55倍。

新井射孔質(zhì)量管理取得顯著成果

表2 杏10區(qū)不同完井方式效果對(duì)比表

表3 過渡帶二次加密調(diào)整井不同完井方式效果對(duì)比表

表4 不同完井方式效果對(duì)比表

通過加強(qiáng)對(duì)射孔現(xiàn)場(chǎng)施工過程的質(zhì)量監(jiān)督，取得了顯著效果，確保了射孔全過程的質(zhì)量，提高了射孔完井管理水平。

1 提高了射孔設(shè)計(jì)質(zhì)量

通過合理劃分組合射孔層段，優(yōu)化射孔工藝和射孔參數(shù)，選擇合適的槍彈類型。例如：對(duì)于地層壓實(shí)帶較厚的井， 可使用具有深穿透功能的DP44RDX-5彈配合一體式復(fù)合射孔技術(shù)；對(duì)于聚驅(qū)井或需要大孔道的井， 可以使用大孔徑BH48RDX-1射孔彈；對(duì)于射開厚度較大，超過20m的井，出于保證效果、節(jié)約成本方面的考慮，可使用內(nèi)盲孔射孔技術(shù)。

2 提高了射孔施工質(zhì)量

通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作的深入開展，加強(qiáng)新井替噴過程質(zhì)量監(jiān)督，提高油層保護(hù)效果；加強(qiáng)完井油管現(xiàn)場(chǎng)管理，提高下井油管質(zhì)量；加強(qiáng)入井流體性能檢測(cè)工作，提高射孔完井液質(zhì)量，使得我廠射孔現(xiàn)場(chǎng)施工的規(guī)范化管理程度得到了大幅度的提高。

3 提高了射孔新井產(chǎn)能

通過精細(xì)的管理工作，使得今年射孔完井的新井產(chǎn)能取得了較好的效果。統(tǒng)計(jì)2009年射孔完井的155口新井的產(chǎn)能情況，投產(chǎn)初期的平均日產(chǎn)液25.9t/d，平均日產(chǎn)油5t/d，平均含水72.6%，均較好地達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)能要求(表5)。

表5 2009年射孔完井新井產(chǎn)能情況統(tǒng)計(jì)表

[1]W.T.貝爾著.射孔[M].傅陽朝,譯.北京：石油工業(yè)出版社，1999.

[2]王文紅.1MD3射孔工藝技術(shù)在大慶油田的初步應(yīng)用[J].石油鉆井完井技術(shù),2002(1)：39-44.

[3]王文紅,劉霞.內(nèi)盲孔射孔器的研制與應(yīng)用[J].測(cè)井與射孔，2004，6 (4):73-74.

[4]萬仁溥.采油工程手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

Based on the aspects of the contents about the quality supervision of perforation operation in new wells and the construction of well completion supervision system,summary is carried out about the concrete methods from scheme designs to quality supervision in the process of perforation in new wells,followed by an exploration of working methods about implementing scientific supervision.Meanwhile,through the above work,the true evaluation centers around the effect obtained from the quality control of perforation operation.

new well;perforation;quality supervision

2010-08-13

*本文獲2010年“石油工業(yè)質(zhì)量學(xué)術(shù)論壇”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)