射孔完井技術(shù)發(fā)展綜述

李國巍，于　革，肖　湘，張治國，王　盼

射孔完井技術(shù)發(fā)展綜述

李國巍，于革，肖湘，張治國，王盼

（黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江 大慶 163319）

通過介紹負(fù)壓射孔、超正壓射孔、復(fù)合射孔、電纜輸送射孔、油管輸送射孔、水平井射孔、定方位射孔和水力割縫射孔這幾項國內(nèi)外主要射孔完井技術(shù)，提出了在射孔器開發(fā)和射孔新工藝研究上的建議，未來要不斷開發(fā)多品種射孔器，完善我國射孔技術(shù)，努力提高油氣井的產(chǎn)量。

射孔完井技術(shù)；射孔器；油氣井

一種適宜的完井方式能夠高質(zhì)量地打開油氣層，正確地給出探井的生產(chǎn)價值，進(jìn)而確定待開發(fā)油田油氣的真實儲量，對于加快開發(fā)速度和實現(xiàn)最大采收率具有重要意義。射孔完井因與其他完井方式相比具有很多突出優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用［1］。

在油氣田勘探和開發(fā)過程中，射孔作業(yè)是非常重要的環(huán)節(jié)。自1932年以來，美國MONTEBELLO油田首次使用了射孔完井，至今已有80多年的歷史。從20世紀(jì)30年代的子彈式及魚雷式射孔器，再到后來的聚能式射孔彈，射孔器不斷完善，并已形成多種系列的工業(yè)產(chǎn)品［2］。

1　國內(nèi)外主要射孔完井技術(shù)

1.1負(fù)壓射孔技術(shù)

負(fù)壓射孔技術(shù)是采用了低密度射孔液或是降低了液柱的高度，在引爆射孔器的時候，井底壓力小于地層壓力，便于地層退出臟物，能夠減少油氣層傷害。此技術(shù)需要選擇合理的負(fù)壓值，此值既要保證孔眼清潔，又不能超出某一值而導(dǎo)致地層出砂、垮塌等問題。其優(yōu)點(diǎn)是能夠保護(hù)儲層，提高產(chǎn)能。缺點(diǎn)：第一，負(fù)壓射孔效果在油藏壓力、滲透率和巖石硬度等較低時會受到影響。第二，過油管槍受油管內(nèi)徑限制。第三，井口防噴管會限制過油管槍的長度，厚油層需要多次射孔。第四，小直徑射孔槍不適用于現(xiàn)代高密度射孔需要［3］。

1.2超正壓射孔技術(shù)

超正壓射孔技術(shù)是在射孔前使用液體、氮?dú)饣蚧旌蠚庖褐蚓矁?nèi)加壓，使井底壓力不小于底層破裂壓力。在射孔的瞬間，壓縮氣體的能量轉(zhuǎn)化為作用在地層的壓力，因此加壓液體以非常高的速度進(jìn)入射孔孔眼。對于低滲、低壓、非均質(zhì)或污染嚴(yán)重的砂巖油氣層來講，超正壓射孔是替代常規(guī)負(fù)壓射孔極好的方法，能夠很大程度地提高射孔工藝對于不同地質(zhì)條件的適應(yīng)性。其適用范圍：第一，中低滲油藏壓裂施工預(yù)處理。第二，中高滲油藏的解堵。第三，碳酸巖油藏。第四，非均質(zhì)嚴(yán)重油藏。第五，天然裂縫性油藏。第六，已射孔井的高壓沖擊解堵。

1.3復(fù)合射孔技術(shù)

復(fù)合射孔技術(shù)是近幾年興起的一項高效射孔技術(shù)，它能夠一次性同時完成射孔和高能氣體壓裂兩道工序。其優(yōu)點(diǎn)是改善近井地層導(dǎo)流能力，提高了射孔完井效果。其適用范圍：第一，砂硬地層。第二，低滲透或低孔隙度油藏。第三，原油結(jié)蠟較高的油井。第四，有一定含油飽和度的地層。目前復(fù)合射孔技術(shù)的主要問題和難點(diǎn)有：藥劑安全性、能量的釋放、檢測手段不完善和理論不健全等［4］。

1.4電纜輸送射孔技術(shù)

電纜輸送射孔即利用鋼絲鎧裝電纜將射孔器運(yùn)送到指定層進(jìn)行射孔的技術(shù)。按工藝不同又可分為：普通電纜輸送射孔技術(shù)、電纜輸送過油管射孔技術(shù)和電纜輸送密閉式射孔技術(shù)。普通電纜輸送射孔技術(shù)是在井口只裝放炮閘門時進(jìn)行射孔，其射孔器直徑可選范圍大。但建立負(fù)壓差較困難，放噴能力差，主要用于低壓油藏。常規(guī)電纜輸送過油管射孔技術(shù)是用電纜將射孔器從油管送到指定層進(jìn)行射孔，有較好的放噴能力，可避免壓井造成產(chǎn)層污染。但油管內(nèi)徑限制射孔器外徑，射孔器裝藥量因此會受到影響，射孔彈穿深較淺。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的過油管張開式射孔實現(xiàn)了過油管深穿透射孔，可在不取油管情況下相當(dāng)于使用大直徑套管射孔槍，有效發(fā)揮了油氣井產(chǎn)能。密閉式電纜輸送射孔技術(shù)是在井口裝了放噴裝置后，用電纜將射孔器運(yùn)送到指定層進(jìn)行射孔?？捎么笾睆缴淇灼魃淇?，提高射孔彈的穿透深度，但井口放噴裝置過于龐大，難于安裝，增加的注脂泵車施工復(fù)雜。其主要用于常壓、高壓油氣藏。

1.5油管輸送射孔技術(shù)

該技術(shù)采用硬連接方式將一口井所需要的射孔器完全串連起來，形成一個硬連接貫串，用油管下入井中。通過測量油管內(nèi)放射性曲線或磁定位曲線，來矯正射孔器的深度，使所有射孔器對準(zhǔn)目的層，用特殊起爆方式一次性射開所有目的層。其優(yōu)點(diǎn)是放噴能力強(qiáng)、高孔密深穿透，各類油氣井射孔可通過不同工具組合來滿足，但其工藝較復(fù)雜、成本高。

1.6水平井射孔技術(shù)

我國水平井射孔槍普遍采用內(nèi)定向，又分為偏心旋轉(zhuǎn)、配重塊旋轉(zhuǎn)兩種［5］。在不斷的探索和學(xué)習(xí)中，國內(nèi)已完成長井段和深井的定向射孔作業(yè)、水平井重復(fù)射孔、水平井的射孔與測試聯(lián)作、水平井的氮?dú)獬龎荷淇?、水平井限流壓裂射孔等作業(yè)。這項技術(shù)已逐漸成為一項常規(guī)射孔作業(yè)。

1.7定方位射孔技術(shù)

定方位射孔技術(shù)一般對準(zhǔn)裂縫發(fā)育的方位或正交于最小水平地應(yīng)力的方位射孔，這樣有利于防砂或進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，能夠提高作業(yè)的成功率及效果。適用范圍：第一，裂縫性油藏射孔。第二，水平井射孔。第三，欲壓裂井射孔。第四，防砂射孔。定向射孔系統(tǒng)在國外已廣泛應(yīng)用于油氣田生產(chǎn)實踐中，已獲得良好效果。哈里伯頓公司推出了G-Force精確定向射孔系統(tǒng)，不需使用多個定向短接，可以通過連續(xù)油管、鋼絲、電纜或鉸鏈管來傳送，射孔槍能在井眼內(nèi)居中，因此射孔效率顯著提高。但國內(nèi)僅在水平井上采用重力定向射孔較多，其他方面并不完善。

1.8水力割縫射孔技術(shù)

水力割縫射孔技術(shù)是一種小曲率短半徑徑向鉆孔技術(shù)。其動力來源是超高壓清水或攜砂液體，采用液壓控制技術(shù)，就能實現(xiàn)套管沖孔，與此同時在井下巖層中水力切割出水平深孔。井筒周圍形成的無壓實、無污染的水平孔眼孔徑30～35mm，最大水平穿深可達(dá)3m。適用范圍：第一，油水井解堵。第二，油層改造。第三，側(cè)鉆井或雙層套管井射孔。第四，薄層射孔。第五，壓裂射孔預(yù)處理等。

2　對我國射孔完井技術(shù)的建議

第一，在射孔器的品種和性能上有待開發(fā)和提高，開發(fā)輕質(zhì)氣、大孔徑、深穿透、耐高溫等更多系列射孔器。

第二，繼續(xù)完善、推廣、應(yīng)用在我國部分油氣田已得到成功運(yùn)用并取得明顯效果的超正壓射孔、水力割縫射孔和復(fù)合射孔技術(shù)。

第三，我國在射孔新工藝的研究上做得還不夠，應(yīng)開展電源射孔機(jī)理及施工工藝的研究，重點(diǎn)加強(qiáng)超正壓射孔機(jī)理的研究，進(jìn)一步加大超正壓射孔技術(shù)的應(yīng)用力度。

第四，在優(yōu)選完井方式方面還需要加強(qiáng)。要綜合考慮油藏情況，結(jié)合鉆井、射孔和增產(chǎn)改造等完井工藝，全方面考量，開展完井全過程的智能優(yōu)化設(shè)計。

第五，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，完善檢測手段，使射孔器材檢測更加科學(xué)公正。將射孔器材檢測與射孔優(yōu)化設(shè)計結(jié)合起來，預(yù)測油田實際射孔效果，為射孔優(yōu)化設(shè)計軟件提供基礎(chǔ)參數(shù)。

3　結(jié)語

我國射孔技術(shù)雖取得了一定的效果和成績，但目前與發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)相比，還有一定的差距。作為科研人員，我們應(yīng)不斷完善我國的射孔技術(shù)，努力提高油氣井的產(chǎn)量，為實現(xiàn)我國石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益最大化貢獻(xiàn)自己的一份力量。

［1］ 李臣生，王青濤，吳永青.102型射孔槍在中原油田的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，1997，4（6）：52-56.

［2］ 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）：33-36.

［3］ 鄒良志，石化國，楊家忠，等.國內(nèi)外主要射孔技術(shù)發(fā)展評述［J］.石油儀器，2012，26（4）：34-37.

［4］ 王艷萍，黃寅生，潘永新，等.復(fù)合射孔技術(shù)的現(xiàn)狀與趨勢［J］.爆破器材，2002，31（3）：30-34.

［5］ 袁吉誠.中國射孔技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.測井技術(shù)，2002，26（5）：421-425.

A review of perforating completion technology development

LI Guo-wei，YUGe，XIAOXiang，ZHANGZhi-guo，WANGPan
（DaqingBranch ofHeilongjiangAcademyofSciences，Daqing163319，China）

This article describes several major domestic and a foreign perforating completion technique，as underbalanced perforating，super overbalanced perforating，composite perforating，cable-conveyed perforating，tubing-conveyed perforating，horizontal well perforating，orientation perforating，and hydraulic cutting perforation，and gives the suggestions on developing perforator and new technology perforation.In the future，we will develop more perforators and improve our perforatingtechnology and efforts toincrease the yield ofoil and gas wells.

Perforatingcompletion technology；Perforator；Oil and gas wells

TE257

A

1674-8646（2015）04-0040-02