優化油氣井射孔工藝技術設計

郭瑛

摘 要：國民經濟的持續發展為油氣井射孔技術創造了較好的發展契機，并促使油氣井工程獲取了較好的發展，在被相應專業技術人員進行多次改良、創新以后，獲取了更好的效果。油氣井射孔工藝技術可視為勘察、采掘石油資源期間最關鍵的技術要點，故對其加以優化設計便顯得極為重要。基于此，本文針對油氣井射孔工藝技術及其優化設計進行了相應分析。

關鍵詞：油氣井；射孔；工藝技術；優化

中圖分類號：TE921 文獻標志碼：A

0 引言

油氣井射孔技術屬于勘察、采掘油氣田的核心技術，油氣田所在地理環境、地質條件均不相同，為從根本上達成各類別油氣田采掘所提出的實際需求，在通過長時間的技術改革與創新之后，慢慢產生了與各種環境對應的射孔技術。經由這些前沿的射孔技術與配套工藝，不僅可以大幅度增加射孔完井和產能，也能借助合理設定儲集層維護辦法，對油氣田采掘時間進行擴張。并且，油氣井射孔工藝技術伴隨科學技術的發展得以持續創新、健全，很大程度地保證了射孔應有的穩定、可靠性，讓射孔工藝技術的運用愈加便捷。

1 油氣井射孔理論

經由研究、分析油氣井射孔相應理論，能夠發現巖石層之間的空隙對油氣井產量具備直觀影響，若只單純通過油氣井射孔工藝打造的孔道，那么是無法與油氣井管道周邊滋生空隙所提需求達成一致的。但是，由于射孔與空隙兩者不存在相同走向，如此也就無法從根本上降低油氣井底層的破裂壓強。故而，油氣井射孔工藝技術存在限定性，這也就促使現階段怎樣將這一限定性消除變為了油氣井射孔理論研究的重心。在將上述問題處理以后，勢必對油氣井射孔工藝技術的應用和宣傳起到較好的推動效用，且還可以有效縮減壓實帶來的破壞，改善油氣井產能效率。

2 油氣井射孔技術及配套工藝

2.1 深穿透聚能射孔技術

以往的射孔技術選取子彈式射孔工作，然而其穿透深度存在限定，難以與相應標準相符，反裝甲武器中的聚能射孔技術獲取了較好的發展，其通過聚能效應能改善射孔穿透深度。最近幾年以來，油田開采對射孔提出的條件愈加嚴苛，使得國內外均大力進行超深穿透聚能射孔技術的研發。較之2000年，現階段國內外設孔彈平均穿透深度有了質的改變。表1出具了美國API協會認定的幾大部分廠家相同型號射孔器混凝土靶測試數據。

2.2 復合射孔技術

該技術基于聚能射孔，把復合推進劑注射于孔腔內部構成二次能量，在彈射孔產生孔道期間，復合推進劑燃燒形成高溫高壓砌體，借助槍身泄壓且面向孔道直接射入，促使底層氣體壓裂，產生孔道、縫隙融合的深度穿透。該技術借助系統化基礎理論與測試技術等研究，從以往槍內配置1級火藥的構造成為當前槍內配置2級、3級火藥，顯著改善了復合射孔做功水平。截止到當前，該技術已然構建產生了內置、下掛等多元化裝藥結構、深度穿透等產品系列和完井工藝對應的全通徑射孔等工藝技術。

2.3 定向射孔技術

該技術內含直井與水平井定向射孔兩種類型。

直井定向射孔具體借助陀螺儀對井下射孔方位角確認，以控制射孔走向，油氣田開發期間一般射孔技術依照水平線射孔，但儲集層與其主應力走向通常和水平線具備夾角，部分時候應依據開發計劃通過陀螺儀確認走向，而后對墻內射孔彈夾角等調節，確保射孔效果。水平井定向射孔通常以一體式配重系統為定向裝備，介于長井段水平井射孔工藝方面，要保障施工安全性，便會選擇相應單雙向壓力延時起爆器，通過分段引爆的模式達成對長井段1次射孔的目的。

2.4 負壓與動態負壓射孔技術

負壓與動態負壓射孔技術均是介于井筒里設計負壓，讓其壓力比地層壓力小，射孔期間通過底層和井筒兩者間的壓力形成迅速的沖擊回流，對通道加以清理。此項技術從美國興起，最近幾年在我國也獲得了較好的發展。現階段，我國發展較好的負壓射孔工藝為通過管內把射孔層段封閉隔離，而后介于油管中依照標準產生負壓，借助投棒等手段讓油管和封隔器下面的套管環空連接，以產生負壓，引發孔腔泄壓射孔。

動態負壓射孔工藝技術具體經由射孔槍與負壓艙聯結，操作期間形成的爆炸能量將負壓艙沖開，并在孔層段套管環空液體作用下產生負壓。此技術優勢為負壓產生的手段與現場操作工藝較為便捷，且可和動態負壓射孔優化設計軟件協同應用。

2.5 全通徑射孔技術

該技術通過油管把特有的全通徑射孔器和相應井下工具銜接到一起進入，且借助校深短接確認方位，面對目的射孔層輸入，引燃起爆器，無須提管柱等便能實現測井等操作，防范重復作業改變井下參數。此外，一趟管柱能擔負多趟管柱工作任務，減小投入成本。可見，該技術介于起下管柱作業繁雜的深井與操作難度較大的區域存在顯著優勢。

2.6 泵送射孔及橋塞聯作技術

泵送射孔與橋塞聯作工藝以電纜輸送為手段，各段壓裂僅用1次電纜下橋塞實行多次射孔，精簡了操作工序，顯著縮減了作業時間及成本，壓裂結束之后橋塞能夠迅速鉆掉。泵送射孔屬于國外頁巖氣、煤層氣等研發所得的主流技術之一，北美等地80%以上的頁巖氣采掘都是通過該技術實行。我國在最近幾年也將其引進，且大面試應用此技術對非常規油氣井射孔壓裂改造進行應用，泵送射孔與橋塞聯作施工工藝設施具體內含電纜射孔作業車、泵送射孔槍等。

2.7 定面射孔技術

該技術對以往螺旋布彈模式進行了變更，選擇特質超大徑孔彈采取特殊手段，射孔槍分簇布彈，射孔方向構建產生了扇面。射孔結束，介于垂直于套管軸向相同的橫截面套管內壁產生較多孔眼，呈圓周狀分布，能夠形成井筒徑向應力集中面，易于破碎巖層，降低儲集層破碎難度。壓裂期間，可達成對近井區走向的控制，對縫網系統予以健全。選擇此技術能強化井筒、儲集層的交流水平，并加大產能。

3 油氣井射孔工藝技術的優化設計

油氣井射孔工藝技術的優化設計長久以來一直是國內外研究的重心所在，國外某些大型研究組織與企業均先后出具了包括油田地質條件、油井情況的一般射孔工程優化設計軟件，我國部分高校與油田研究組織也在近幾年研發了較多具有差異性的射孔工程優化設計軟件。現階段，運用最多的常規射孔優化設計算法與模型主要是基于半經驗構建，具體關聯參數敏感性分析內含井筒半徑、射孔密度等等。

最近幾年，我國的油氣井射孔工藝技術體系有了一定的改善，基于常規聚能射孔優化設計適當擴張了使用范圍，開始朝著復合射孔等新型射孔技術領域進軍。具體來講，油氣井射孔工藝技術的優化設計囊括井筒與地質條件的火藥量計算、壓力風之語作用時間計算等，而最終的結果是否具備較強精確性與實用性依舊需要進行更進一步的研究與現場驗證。

結語

因國內外油氣田采掘類型的持續擴張，加大了開采、勘探的難度，由于國外油價快速上漲，促使油藏開采思維發生變化，這均為油氣井射孔工藝技術提出了更為嚴苛的要求。而射孔工藝技術的優化，不僅可改善儲集層維護、產能和運行效率，也可提高其開采率，故對油氣井射孔工藝技術進行優化設計便顯得極為重要。

參考文獻

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