水平井射孔工藝完善

樊慶軍

長城鉆探工程有限公司物資公司 （盤錦 124010 ）

一般來說，水平井跨越井段較長，跨越層段較多，因此要根據(jù)不同地層性質(zhì)、不同管柱結(jié)構(gòu)制定不同的射孔方案，使油井達(dá)到最大采收率。由于水平井對射孔工藝有特殊的要求，原來采用的普通油管傳輸射孔已不能滿足水平井射孔要求。因此,在水平井射孔工藝上還必須開發(fā)水平井大層位射孔起爆技術(shù)和傳爆技術(shù)，以更好的滿足水平井射孔施工的需要。

1 水平井射孔起爆方式的完善

延期起爆技術(shù)適用于大跨度的水平井射孔施工。主要是解決含有大夾層的水平井射孔時各目的層射孔器由于起爆器起爆壓力和井筒壓力不匹配引起的只有部分射孔器起爆的問題。延期起爆技術(shù)可以一次下井射開多個目的層，每個目的層安裝一個延期起爆器，每個起爆器之間具有相同或相近的起爆壓力值，同時接受來自井筒的點(diǎn)火壓力，敏感的起爆器首先達(dá)到起爆壓力，然后起爆器動作；由于來自井筒點(diǎn)火壓力繼續(xù)增加，很快其它起爆器陸續(xù)開始動作，動作開始后分級引爆射孔器。這項(xiàng)技術(shù)避免了先動作的起爆器引爆射孔器以后，井筒泄壓，后續(xù)的起爆器不動作，其余射孔器不發(fā)射的問題。

延期起爆器的研發(fā)很好的解決了水平井大跨度段的射孔分級延時起爆難題，該裝置具有分鐘延時功能，延時時間按要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，延時時間分為1、2、3、5、10 min等。這種技術(shù)的研發(fā)成功，既可以避免因射開多層產(chǎn)生瞬間高壓，使套管和水泥環(huán)損壞；又解決了射孔起爆的可靠性問題。

延期起爆技術(shù)原理是點(diǎn)火隔板接受外來足夠沖擊波沖能時，隔板使主裝藥產(chǎn)生爆轟，沖擊波作用于隔板，并發(fā)生衰減，衰減后的沖擊波作用于隔板受點(diǎn)火帽發(fā)火并將該機(jī)構(gòu)中的延期藥柱點(diǎn)著。延期藥柱以一定的速率穩(wěn)定燃燒，從而完成分鐘級延時功能。延時結(jié)束時，位于該機(jī)構(gòu)末端的輸出帽接收延期藥柱輸出的熱沖能而發(fā)火，繼而引爆了與之相鄰的爆炸機(jī)構(gòu)，爆炸機(jī)構(gòu)產(chǎn)生爆轟波，從而完成了本裝置的起爆功能。

2 水平井射孔傳爆方式的完善

油管內(nèi)增壓點(diǎn)火技術(shù)適用于已經(jīng)射孔的老井多層段補(bǔ)射孔或是直接由篩管完井的這兩類井的大夾層或多夾層射孔施工。這兩類井由于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了井筒和地層的連通，在井筒內(nèi)加壓點(diǎn)火容易污染地層，達(dá)不到增產(chǎn)增效的面的，另一方面，存在地層的泄壓作用，在井筒內(nèi)很難建立起爆器加壓點(diǎn)火所需的壓力。

油管內(nèi)增壓點(diǎn)火技術(shù)原理是該技術(shù)在密閉的油管串內(nèi)給第一級起爆器加壓點(diǎn)火（同時開孔器開孔），在第一級射孔器的尾端與夾層油管之間，安裝增壓裝置，使第一級射孔器發(fā)射后，引燃增壓裝置的火藥產(chǎn)生高溫高壓氣體，該氣體使充滿壓井液的油管內(nèi)部壓力急劇上升，超過了下一級壓力起爆器加壓點(diǎn)火所需的壓力，帶動下一級壓力起爆器起爆點(diǎn)火，依此類推逐級傳遞下去，從而完成全井的各級射孔施工。

上兩種技術(shù)都能夠使用在外徑≥89 mm的射孔槍系列射孔施工中，適用套管≥127 mm，起爆壓力10～100 MPa，溫度160 ℃以下，射孔井段跨度不受限，有效射孔層段長度和數(shù)量不受限。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況介紹

通過多次試驗(yàn)，不斷的進(jìn)行改進(jìn)及完善，目前已經(jīng)能夠應(yīng)用延時起爆技術(shù)和增壓點(diǎn)火技術(shù)進(jìn)行大跨度水平井段的多級起爆射孔施工，配合可以精確調(diào)整方向和角度的系列水平井射孔器，已經(jīng)能夠進(jìn)行60槍—140槍等各種槍型的水平井多相位射孔施工，截止到目前已經(jīng)成功施工了25井次，射孔一次成功率100%。

在S35- H27井射孔施工中，技術(shù)人員提前收集了該井的相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)井眼軌跡向甲方提出了采用向下夾角 120°對稱射孔方式，根據(jù)射孔不同層位巖性不同采用變孔密方式，射孔孔密分別為12孔/m和8孔/m，根據(jù)射孔層段之間距離長短決定采用油套加壓四級起爆，起爆器選用壓力延時起爆器，每級延時時間為3min。

在S4-H113井射孔施工中，甲方地質(zhì)根據(jù)該區(qū)塊防砂的需要選用了102槍60彈油管傳輸射孔方式，孔密為32孔/m，六相位（45°、90°、135°、225°、270°、315°）射孔, 由于本井射孔層段為187.4 m，施工設(shè)計(jì)為油套加壓三級起爆，每級延時時間為3 min。

在 S3-H2井射孔施工中，由于是補(bǔ)射孔施工，需要射開的厚度為 128.5 m，夾層厚度為224.5 m，根據(jù)本井情況，施工設(shè)計(jì)為五級起爆，增壓點(diǎn)火方式。

在現(xiàn)場施工中，我們發(fā)現(xiàn)延期起爆器由于受井下溫度等因素影響，實(shí)際延時時間與預(yù)定的延時時間有一些誤差，比標(biāo)稱時間一般要提前一些，這對施工人員判斷射孔槍是否起爆有一定影響，需要施工人員注意時間的提前量。另外，由于油管增壓點(diǎn)火時需要靠夾層油管內(nèi)的液體傳壓，進(jìn)而起爆下一級起爆器，因此需要保證夾層油管內(nèi)液體已灌滿，否則可能無法可靠進(jìn)行壓力傳遞，影響下一級的起爆器起爆。

4 結(jié)束語

通過完善水平井大層位射孔起爆傳爆技術(shù)，配合水平井多相位定向射孔技術(shù)，解決了大跨度夾層及超長井段水平井射孔中存在的多層同時起爆時壓力過高，存在施工安全隱患的問題，可以杜絕斷爆事故的發(fā)生，避免因?yàn)閿啾倒ぁ⒀娱L工期給自己和甲方帶來的經(jīng)濟(jì)損失。由于水平井存在著跨度大、夾層較長的特點(diǎn)，水平井射孔技術(shù)的應(yīng)用，可以減少單井射孔的施工次數(shù)，減少通井次數(shù)和縮短作業(yè)時間，節(jié)約了作業(yè)的相關(guān)費(fèi)用，最終為采油廠節(jié)省了水平井的投資。水平井射孔技術(shù)的應(yīng)用更好的滿足了油田市場需要，因此推廣應(yīng)用的前景廣闊，同時新技術(shù)的應(yīng)用，對提高我們的技術(shù)水平和服務(wù)能力具有深遠(yuǎn)的意義。

[1]劉玉芝.油氣井射孔井壁取心技術(shù)手冊.北京：石油工業(yè)出版社,2000.