全通徑射孔工藝技術(shù)應(yīng)用研究

趙 旸

（大慶油田試油試采分公司，黑龍江 大慶 163000）

全通徑射孔工藝技術(shù)是指所有全通徑噴砂射孔設(shè)備及配套井下生產(chǎn)工具都可以通過油管輸送到最終目的層。爆破射孔后，所有噴砂射孔設(shè)備的附件將被丟棄，形成一個(gè)與全井油管孔徑相通的全通徑，后續(xù)的生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)措施等操作可在不丟失樁號(hào)或槍號(hào)的情況下完成[1]。在常規(guī)射孔工藝中，射孔筒內(nèi)的支架在強(qiáng)烈沖擊下會(huì)變形，爆炸中的碎片會(huì)留在筒內(nèi)，無法形成平滑的通道[2]。在這種情況下，射孔槍會(huì)丟失，導(dǎo)致后續(xù)射孔作業(yè)無法開展，延長(zhǎng)了射孔作業(yè)時(shí)間，增加了施工的成本。因此，加強(qiáng)對(duì)全通徑射孔工藝技術(shù)研究，提升射孔作業(yè)效率及施工效果，對(duì)于油田勘探開發(fā)具有重要意義。

1 全通徑射孔工藝技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 與一次性的完井管柱聯(lián)合作業(yè)

全通徑射孔工藝技術(shù)與一次完井制管柱（見圖1）組合技術(shù)可直接進(jìn)行，無需提管柱或落槍，可用于企業(yè)生產(chǎn)測(cè)井等后續(xù)施工作業(yè)。它減少了上下鉆桿對(duì)地層產(chǎn)狀的重復(fù)破壞，提高了產(chǎn)能，縮短了測(cè)試時(shí)限，降低了測(cè)試成本。提高了施工作業(yè)的穩(wěn)定性。通常在組合管柱中選擇機(jī)械封隔器、插管封隔器和其他永久封隔器。因此，組合工藝技術(shù)的選擇應(yīng)充分考慮封隔器啟動(dòng)芯（或設(shè)置球座）的外徑，寬度應(yīng)小于全孔射孔工藝設(shè)備所產(chǎn)生的最大漂移直徑，同樣，還應(yīng)充分考慮槍柱在落井時(shí)的耐腐蝕要求和制造周期。該技術(shù)的工藝優(yōu)勢(shì)是完井管柱采用封隔器，破碎盤布置在噴砂射孔槍上端，全直徑壓力雷管安裝在噴砂射孔槍下端。由于破碎盤在起爆后可以爆炸成更小的碎磚，這種串狀結(jié)構(gòu)更容易實(shí)現(xiàn)全直徑；也可在管柱中增加拋桿（壓力）鉆井設(shè)備，以避免在全通徑射孔過程失敗或連接開孔設(shè)備時(shí)增加篩管的流通面積。

1.2 與復(fù)合式射孔技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)

隨著勘探領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，低孔、低滲、致密巖性油氣藏所占比例不斷增加，這類儲(chǔ)層技術(shù)性質(zhì)相對(duì)較差，勘探開發(fā)難度較大。常規(guī)射孔技術(shù)難以取得理想的工程效果。但在實(shí)際工作中，如果能采用全孔射孔技術(shù)和綜合噴砂射孔技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),這些綜合噴砂射孔技術(shù)和全通徑射孔工藝技術(shù)的應(yīng)用，為今后的工作創(chuàng)造了更為理想的通道，為非常規(guī)油氣射孔提供了一種新的射孔方案。

1.3 對(duì)斜度較大的老井進(jìn)行補(bǔ)孔作業(yè)

大傾角老井采用補(bǔ)孔作業(yè)。如果油管和套管不能連通，也可以采用對(duì)油管加壓的方法。過去，工作壓力起爆方式的鉆井設(shè)備通常用于適應(yīng)批量生產(chǎn)或壓井取芯噴砂射孔管柱?，F(xiàn)采用全通徑管柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)工作壓力控制起爆方式的鉆井設(shè)備，以增加油氣流動(dòng)面積，方便生產(chǎn)。該技術(shù)的特點(diǎn)是使用全直徑雷管，在炮孔開始后進(jìn)入篩管，并與油管連通。如果射孔管柱只進(jìn)行了一次噴砂射孔試驗(yàn)，則只需第一槍上部的助推器設(shè)備或易碎結(jié)構(gòu)將第一槍筒與油管連接。

在現(xiàn)階段鉆井技術(shù)條件下，油井要求完成從鉆井到噴砂射孔的水平井作業(yè)。完井的整個(gè)過程采用非壓井作業(yè)模式，以氮?dú)獾榷栊詺怏w為工作介質(zhì)，通過欠平衡現(xiàn)代開發(fā)技術(shù)水平的鉆井模式，無需固井，完成負(fù)壓噴砂射孔[3]。傳統(tǒng)的射孔方法無法實(shí)現(xiàn)全過程的負(fù)壓作業(yè)。常規(guī)WCP 是在低壓井的水力井正壓下完成的噴砂射孔作業(yè)，而常規(guī)TCP可以滿足無壓井的噴砂射孔條件，噴砂射孔后的非壓井泵槍條件不高。全孔徑噴砂射孔技術(shù)可以完成無壓井作業(yè)從負(fù)壓噴砂射孔到完井的全過程。

該技術(shù)工藝特征為射孔管柱內(nèi)不帶篩管，強(qiáng)行通過井口的回轉(zhuǎn)防噴器使射孔槍直接下入豎井內(nèi)；為達(dá)到負(fù)壓強(qiáng)噴砂射孔，采用在環(huán)空內(nèi)的氮?dú)饧訅悍椒ㄆ鸨瑖娚吧淇讟?；?fù)壓力噴砂射孔的后產(chǎn)層套筒與噴砂射孔槍之間均構(gòu)成篩管，油氣直接在套筒和全通徑槍內(nèi)產(chǎn)生。特別是對(duì)于油氣產(chǎn)量高、射孔間距大、普通射孔槍與套管座間距小的井，普通射孔槍不能滿足大流量、射孔槍抽油的要求。全通徑射孔工藝技術(shù)可以有效地克服這一問題。

1.4 射孔壓裂作業(yè)環(huán)保工作原則

一旦發(fā)現(xiàn)夾層，射孔治理后將管柱拔出，管柱內(nèi)的井液將流向鉆井平臺(tái)和井場(chǎng)。因此，鉆井液的處理非常困難，施工過程中很容易造成環(huán)境污染。采用全通徑射孔工藝技術(shù)將完全避免這種情況，并具有替代隔板和爆破裝置的施工效果。該工藝的特點(diǎn)是使用全通徑射孔槍進(jìn)行施工。射孔完成后，夾芯槍與上下槍管連接。取出槍管時(shí)，槍內(nèi)的管井液體將從下槍管孔流回井內(nèi)，不再流向工作井平臺(tái)，使工作井平臺(tái)環(huán)保。

1.5 與酸化（加砂）壓裂聯(lián)作

全通徑射孔和酸化（出砂）壓裂相結(jié)合。共用一根作業(yè)管柱，在射孔和后期處理兩個(gè)施工工藝階段進(jìn)行連續(xù)作業(yè)[4]。聯(lián)合工藝應(yīng)在酸化過程中在井筒內(nèi)形成足夠的壓裂通道（加砂），以降低施工壓力，降低施工難度。

在四川、塔里木等油田開發(fā)中，使用了常規(guī)噴砂射孔酸化技術(shù)。四川磨溪?dú)馓锢卓谄職獠刂饕捎梦迓?lián)智能網(wǎng)尾管完井。此外，噴砂射孔段長(zhǎng)度近100m，沒有合適的孔口來滿足炮損，導(dǎo)致89 射孔槍與聯(lián)通智能網(wǎng)尾管間隙小，摩擦阻力大。假設(shè)膠束酸為凝膠酸，注酸位移范圍為4m/min，接頭體直徑為108mm，射孔槍直徑為94mm，射孔槍直徑為100m，計(jì)算摩擦阻力為4MPa和2MPa。如此高的摩擦阻力可能導(dǎo)致射孔區(qū)下半部分酸化程度降低或不酸化。因此，常規(guī)的射孔酸化聯(lián)合工藝不適合雷口坡氣藏，不能滿足酸壓的要求。采用大口徑射孔與酸化相結(jié)合的技術(shù)。酸化過程中，桶體可進(jìn)入酸液內(nèi)外，降低注酸摩擦阻力。同時(shí)，可在管柱上形成一個(gè)全通徑，無需放下槍即可進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)井作業(yè)。該技術(shù)的主要工藝特點(diǎn)是噴砂射孔槍上部為爆破片，管柱采用y-344 酸化封隔器。更換液體后，立即增加噴槍排量以啟動(dòng)封隔器，或增加球降壓力以啟動(dòng)封隔器，并增加泵壓以啟動(dòng)爆震。起下鉆的同時(shí)，用噴砂射孔槍進(jìn)入完井，然后將酸性水通過篩管和噴砂射孔槍筒注入土層中。

射孔加砂壓裂組合時(shí)，由于砂濃度高，砂摩阻力大，與普通射孔加砂壓裂組合時(shí)，通常采用噴砂射孔、拋槍加砂壓裂組合方式。當(dāng)井況不滿足炮損要求時(shí)，全通徑射孔和加砂壓裂也有助于克服這一問題。另一方面，使用全口徑噴砂射孔槍也可以帶來更大的加砂通道；例如，美國(guó)使用了89支全通徑噴砂射孔槍，射孔直徑為127mm 套管（內(nèi)徑?108mm），循環(huán)面積為5.31×10-3m2，而傳統(tǒng)的砂壓射孔槍可提供2.94×10-3m2的循環(huán)面積。水流面積擴(kuò)大44.6%；但由于常規(guī)加砂壓裂，噴砂射孔產(chǎn)生的裂縫沒有得到充分利用，甚至在加砂壓裂過程中，部分裂縫被堵塞，進(jìn)一步增加了施工難度。通過組合技術(shù)，可以在噴砂射孔的同時(shí)進(jìn)行加砂壓裂，從而減少噴砂射孔過程中縫隙的閉合，從而降低企業(yè)施工壓力。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是砂液不僅直接來自篩管，而且可以通過鉆孔槍上的小孔直接進(jìn)入土層，因此可以盡量選擇鉆孔槍上的小孔。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例

2.1 BQXXX井應(yīng)用情況

BQXXX井采用5″深的套管完井，射孔跨度320m，射孔厚度40m，位于河寶場(chǎng)中三疊統(tǒng)剝蝕面鼻狀構(gòu)造軸線西北部[5]。在井口壓力下增加，全口徑射孔槍和氮?dú)鈮毫ζ饎?dòng)器至8.7mPa。起爆后油管壓力迅速增加，證明了油套已經(jīng)連通，噴砂射孔槍已經(jīng)成為一種長(zhǎng)篩管，為今后施工企業(yè)提供了充足的渠道。產(chǎn)油量19t/d，與該井相鄰、產(chǎn)層相同、儲(chǔ)層參數(shù)相同的BQ13井試采日產(chǎn)氣1.55×104m3/d，施工效果明顯。

2.2 WBQ2-X井應(yīng)用情況

WBQ2-X井位于宣漢市五寶鄉(xiāng)，是中國(guó)四川石油公司開發(fā)的重點(diǎn)礦山。油井復(fù)雜，施工風(fēng)險(xiǎn)很高，最大坡度為34.78°，下方有大量天然氣和泄漏井。另外，噴砂射孔段長(zhǎng)度約245m，不允許噴砂射孔后出現(xiàn)漏槍現(xiàn)象。石油公司還需要高壓噴砂射孔技術(shù)和一次性完成射孔管柱技術(shù)。油井主要通過油管加壓，由全通徑壓力控制的起爆裝置可置于射孔槍頂部；井內(nèi)送桿射孔裝置備用。如果噴砂射孔技術(shù)失敗，可以用它代替篩管柱技術(shù)。油井加壓，壓力顯示為13MPa，迅速歸零，點(diǎn)火完成。爆炸后，兩個(gè)吹管點(diǎn)火排放，井口壓力仍為8MPa。該井試采能力為65×104m3/d，是該區(qū)塊產(chǎn)量最高的井。這些最大產(chǎn)量與全孔徑噴砂射孔槍形成的245m長(zhǎng)篩網(wǎng)的良好循環(huán)特性密切相關(guān)。

2.3 YT1-X井應(yīng)用情況

川慶鉆探工程公司勘探鉆井公司完成了全通徑射孔工藝技術(shù)與一次完井管柱、酸化（砂）壓裂相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新，已在四川、塔里木等地油田應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益[6]。YT1-X井為塔里木油田西氣東輸工程重點(diǎn)開發(fā)井，?89mm全通徑射孔槍分別用于下第三系和白堊系儲(chǔ)層的一次射孔完井（帶MHR 永久封隔器）[7]。MHR 永久封隔器不能采用傳統(tǒng)的拋球保壓坐封方式，以實(shí)現(xiàn)整管柱的全通徑。該井采用坐式短節(jié)插入塞子然后加壓的方式進(jìn)行設(shè)置。射孔槍上端設(shè)有分離射孔槍氣和井液的破碎盤，射孔槍下端裝有全通徑壓力雷管。封隔器安裝后用于油管壓力提升的全直徑射孔槍。將水壓升至18MPa，迅速返回0，井口油管壓力也迅速上升，表明點(diǎn)火成功。打開兩條放噴管線進(jìn)行放噴點(diǎn)火，但井口電壓仍高于50MPa。噴砂射孔后，用?50mm通徑規(guī)檢查噴砂射孔槍的通徑，可以成功地運(yùn)行噴砂射孔槍，表明雷管芯等所有碎片，噴砂射孔彈和傳爆器總成已落入油井底部口袋，噴砂射孔槍的地層通徑狀況良好，能夠滿足生產(chǎn)測(cè)井的要求。測(cè)試YT1-X單井日產(chǎn)氣量超過40×104m3，為該區(qū)塊高產(chǎn)井。

3 結(jié)束語(yǔ)

全通徑射孔工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一次性完井管柱系列作業(yè)和復(fù)合噴砂射孔技術(shù)作業(yè)，能夠滿足油田實(shí)際生產(chǎn)測(cè)井設(shè)備的施工規(guī)范要求。該施工工藝可完成大斜度老井的補(bǔ)孔作業(yè)，也可作為管柱的負(fù)壓閥，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓射孔作業(yè)。此外，它可以有效地取代隔板傳爆設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更環(huán)保的射孔。在完成作業(yè)的同時(shí)，無須提起射孔管柱或放下槍。可直接進(jìn)行施工的后續(xù)作業(yè)，可有效減少施工對(duì)油層的影響，縮短施工時(shí)間，大大提高完井效率。