射孔完井技術發展綜述

李國巍，于　革，肖　湘，張治國，王　盼

射孔完井技術發展綜述

李國巍，于革，肖湘，張治國，王盼

（黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江 大慶 163319）

通過介紹負壓射孔、超正壓射孔、復合射孔、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外主要射孔完井技術，提出了在射孔器開發和射孔新工藝研究上的建議，未來要不斷開發多品種射孔器，完善我國射孔技術，努力提高油氣井的產量。

射孔完井技術；射孔器；油氣井

一種適宜的完井方式能夠高質量地打開油氣層，正確地給出探井的生產價值，進而確定待開發油田油氣的真實儲量，對于加快開發速度和實現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點，在國內外得到了廣泛的應用［1］。

在油氣田勘探和開發過程中，射孔作業是非常重要的環節。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產品［2］。

1　國內外主要射孔完井技術

1.1負壓射孔技術

負壓射孔技術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。此技術需要選擇合理的負壓值，此值既要保證孔眼清潔，又不能超出某一值而導致地層出砂、垮塌等問題。其優點是能夠保護儲層，提高產能。缺點：第一，負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代高密度射孔需要［3］。

1.2超正壓射孔技術

超正壓射孔技術是在射孔前使用液體、氮氣或混合氣液柱向井筒內加壓，使井底壓力不小于底層破裂壓力。在射孔的瞬間，壓縮氣體的能量轉化為作用在地層的壓力，因此加壓液體以非常高的速度進入射孔孔眼。對于低滲、低壓、非均質或污染嚴重的砂巖油氣層來講，超正壓射孔是替代常規負壓射孔極好的方法，能夠很大程度地提高射孔工藝對于不同地質條件的適應性。其適用范圍：第一，中低滲油藏壓裂施工預處理。第二，中高滲油藏的解堵。第三，碳酸巖油藏。第四，非均質嚴重油藏。第五，天然裂縫性油藏。第六，已射孔井的高壓沖擊解堵。

1.3復合射孔技術

復合射孔技術是近幾年興起的一項高效射孔技術，它能夠一次性同時完成射孔和高能氣體壓裂兩道工序。其優點是改善近井地層導流能力，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，原油結蠟較高的油井。第四，有一定含油飽和度的地層。目前復合射孔技術的主要問題和難點有：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

電纜輸送射孔即利用鋼絲鎧裝電纜將射孔器運送到指定層進行射孔的技術。按工藝不同又可分為：普通電纜輸送射孔技術、電纜輸送過油管射孔技術和電纜輸送密閉式射孔技術。普通電纜輸送射孔技術是在井口只裝放炮閘門時進行射孔，其射孔器直徑可選范圍大。但建立負壓差較困難，放噴能力差，主要用于低壓油藏。常規電纜輸送過油管射孔技術是用電纜將射孔器從油管送到指定層進行射孔，有較好的放噴能力，可避免壓井造成產層污染。但油管內徑限制射孔器外徑，射孔器裝藥量因此會受到影響，射孔彈穿深較淺。在此基礎上發展的過油管張開式射孔實現了過油管深穿透射孔，可在不取油管情況下相當于使用大直徑套管射孔槍，有效發揮了油氣井產能。密閉式電纜輸送射孔技術是在井口裝了放噴裝置后，用電纜將射孔器運送到指定層進行射孔。可用大直徑射孔器射孔，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雜。其主要用于常壓、高壓油氣藏。

1.5油管輸送射孔技術

該技術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，使所有射孔器對準目的層，用特殊起爆方式一次性射開所有目的層。其優點是放噴能力強、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，但其工藝較復雜、成本高。

1.6水平井射孔技術

我國水平井射孔槍普遍采用內定向，又分為偏心旋轉、配重塊旋轉兩種［5］。在不斷的探索和學習中，國內已完成長井段和深井的定向射孔作業、水平井重復射孔、水平井的射孔與測試聯作、水平井的氮氣超正壓射孔、水平井限流壓裂射孔等作業。這項技術已逐漸成為一項常規射孔作業。

1.7定方位射孔技術

定方位射孔技術一般對準裂縫發育的方位或正交于最小水平地應力的方位射孔，這樣有利于防砂或進行壓裂施工作業，能夠提高作業的成功率及效果。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。定向射孔系統在國外已廣泛應用于油氣田生產實踐中，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，不需使用多個定向短接，可以通過連續油管、鋼絲、電纜或鉸鏈管來傳送，射孔槍能在井眼內居中，因此射孔效率顯著提高。但國內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

水力割縫射孔技術是一種小曲率短半徑徑向鉆孔技術。其動力來源是超高壓清水或攜砂液體，采用液壓控制技術，就能實現套管沖孔，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3m。適用范圍：第一，油水井解堵。第二，油層改造。第三，側鉆井或雙層套管井射孔。第四，薄層射孔。第五，壓裂射孔預處理等。

2　對我國射孔完井技術的建議

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

第二，繼續完善、推廣、應用在我國部分油氣田已得到成功運用并取得明顯效果的超正壓射孔、水力割縫射孔和復合射孔技術。

第三，我國在射孔新工藝的研究上做得還不夠，應開展電源射孔機理及施工工藝的研究，重點加強超正壓射孔機理的研究，進一步加大超正壓射孔技術的應用力度。

第四，在優選完井方式方面還需要加強。要綜合考慮油藏情況，結合鉆井、射孔和增產改造等完井工藝，全方面考量，開展完井全過程的智能優化設計。

第五，加強基礎理論研究，完善檢測手段，使射孔器材檢測更加科學公正。將射孔器材檢測與射孔優化設計結合起來，預測油田實際射孔效果，為射孔優化設計軟件提供基礎參數。

3　結語

我國射孔技術雖取得了一定的效果和成績，但目前與發達國家的先進技術相比，還有一定的差距。作為科研人員，我們應不斷完善我國的射孔技術，努力提高油氣井的產量，為實現我國石油企業經濟效益和社會效益最大化貢獻自己的一份力量。

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

［2］ 王海東，孫新波.國內外射孔技術發展綜述［J］.爆破器材，2006，35（3）：33-36.

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

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

［5］ 袁吉誠.中國射孔技術的現狀與發展［J］.測井技術，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