1、射孔工艺技术,概述 第一节 炸药 第二节 射孔器 第三节 射孔枪 第四节 雷管与起爆器 第五节 起爆装置 第六节 传爆器材 第七节 射孔工艺 第八节 油管输送射孔工艺 第九节 射孔测试联作工艺 第十节 其他射孔技术 第十一节 射孔设计优选 第十二节 射孔监测技术,概 述 用射孔方法高质量地打开产层，对于正确评价油气井的开发价值、缩短试油周期、提高采收率等方面具有重要的、有时是决定性的意义，射孔是确定油气井采收率的基本因素之一。油气井射孔技术产生于二十世纪三十年代。是一门较新的边缘性专业技术，进入二十世纪七十年代以来，射孔技术得到了比较快的发展，目前已基本形成了其独特的技术体系。 射孔的定义：将
2、射孔器用专用仪器设备输送到井下预定深度，对准目的层引爆射孔器，穿透套管及水泥环，构成目的层至套管内连通孔道的工艺技术。射孔技术包含的主要内容有：射孔器材、射孔工艺、射孔对油气井产能的影响、射孔评价以及射孔器材的检测等方面。涉及到包括数学、物理学、地质、钻井、测井、油藏工程、机械、火工等多学科的专业理论。所以，射孔是一门综合性比较强的石油工程技术。,自射孔被应用于油气井以来，从子弹式射孔到聚能式射孔，从简单的电缆输送射孔到油管输送射孔，穿深从十几毫米到上千毫米，射孔工艺技术已发生了巨大的变化。目前的射孔已不仅仅是沟通地层与井筒通道的工艺技术，它又增加了改造油气层提高油气产量的任务。随着油气勘探开
3、发难度的加大，油藏工程师们对射孔工艺技术的要求也越来越高，他们希望射孔的穿深更深，射孔污染更小、效率更高。特别是世界经济的高速发展，对石油的迫切需求，使世界各国对射孔工艺技术的研究投入了大量的人力物力。近十几年来，射孔技术、工艺和射孔机理的研究成果大量增加。目前，世界各国的射孔技术按输送方式基本可分为两类，一是电缆输送射孔；二是油管（钻杆、连续油管）输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹式射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射式射孔技术、机械割缝（钻孔）式射孔技术、复合射孔技术。应用最广泛的是聚能式射孔技术。 复合射孔技术因其独特的射孔增产机理而被越来越广泛的应用于现场，激光射孔技术也已完成初步试验
4、，相信在不久的将来会成为一种有效的射孔工艺技术而被广泛应用。射孔技术的发展趋势将向综合化、集成化、高穿深、无污染的方向发展。,第一节 炸药射孔工程上所用的常用炸药分为低速炸药和速爆炸药，速爆炸药又分为一级速爆炸药和次级速爆炸药。一级速爆炸药又称为起爆药，它的主要特性：可以迅速由爆燃转为爆轰，对外界初始冲能（包括撞击、 针刺、 摩擦、 电热）的敏感性，具有高能输出。目前应用的耐温起爆药：叠氮化铅、斯蒂芬酸铅、 KP等。在这其中叠氮化铅因为其撞击感度和摩擦感度较高，且起爆能力强，高温高湿环境中稳定性好，成为射孔用耐高温耐高压雷管的主要添加药。次级速爆炸药包括单质炸药和混合炸药，单质炸药一般有RDX
5、（黑索金）、HMX（奥克托金）、HNS（六硝基砥）、PYX（皮威克斯）等。混合炸药有聚黑16 、聚黑14 、聚奥6 、聚皮1等。黑索金和奥克托金通常为白色晶体，爆速近9000米/秒，主要用于装填各种射孔弹和切割弹等。,六硝基砥和皮威克斯都为黄色晶体，爆速近7100米/秒，这两种火药因其耐高温的特性，用来装填耐高温射孔弹、导爆索、传爆管等。按照爆破器材的功能，油田射孔涉及的爆破器材有：起爆器材: 雷管、起爆器、隔板起爆器等。传爆器材：传爆管、传爆接头、导爆索等。爆炸作功器材：射孔弹、尾声弹、压裂弹等。目前油田射孔用的爆破器材有以下特点：1 军工技术向民用渗透，促进新型起爆器材的发展。2 起爆器材
6、种类多，可选择的范围宽，传统的电起爆和非电起爆器材仍在大量使用，安全性能好的起爆器材开始引起人们的 重视。3 超高温、超高压的起爆器材开始应用于深井射孔，这类器材有：耐温260C 、耐压170MPa的电雷管；耐温200C 48h的撞击、压力起爆器和耐温230C 48h的撞击、压力起爆器等。,第二节 射孔器（射孔弹）射孔器是用于油气井射孔的爆破器材及其配套件的组合体。 聚能式射孔器：利用聚能效应产生的射流完成射孔作业的射孔器，分为有枪身和无枪身两大类。 射孔弹：用于油气井射孔的由炸药、壳体及药型罩等构成的组合体。 子弹式射孔器：利用火药发射金属子弹完成射孔作业的射孔器。 射孔枪：射孔施工中承载射
7、孔弹的密封承压发射体。一般由枪身、枪头、枪尾和密封件等组成。 多次使用射孔枪：枪身可重复使用的射孔枪。 一次使用射孔枪：枪身不能重复使用的射孔枪。 弹架：射孔器中固定射孔弹的专用支架。 盲孔：射孔枪枪身上供射流穿过的未贯通的孔。 聚能射孔弹：具有聚能效应的射孔弹。 有枪身射孔弹：必须装入射孔枪内使用的射孔弹。,无枪身射孔弹：自身壳体可承受压力和温度的射孔弹。 药型罩：紧贴在药柱聚能穴上能形成射流的金属衬套。 雷管：通过自身的爆炸而引爆下一级爆炸组件的起爆组件。 导爆索：传递爆炸能量起爆下级火工件的索状组件。 传爆管：传递或扩大爆炸能量的管状组件。 射孔起爆器：在油管传输式射孔中，联接于射孔器顶
8、部用于起爆射孔器的装置。 过油管射孔：利用电缆通过油管将射孔器下至目的层进行射孔的工艺技术。 油管输送式射孔：用油管将射孔器输送到井内目的层位置进行射孔的工艺技术。 电缆输送套管射孔：利用电缆将射孔器通过套管输送到井内目的层进行射孔的工艺技术。,一 射孔器的发展子弹式射孔器技术发明于1926年，1932年12月在油井套管中进行首次应用，主要用于较软地层射孔。子弹式射孔技术能够射出均匀的孔道，但因其装配烦琐、穿透深度浅，成本较高已基本被淘汰。 目前广泛应用的聚能射孔器产生于1946-1948年间，是从反装甲武器中演变而来。上世纪六十年代开始应用无杵堵技术并根据完井技术的特殊要求开始研发大孔径聚能
9、射孔器。近十年来，聚能射孔器性能和产品系列进一步提高和完善，2001年双龙石油器材联营公司的127DP45型射孔器穿深达到了1002毫米；同时，大庆射孔弹厂和四川射孔弹厂的射孔器穿深也分别达到了1053毫米和1080毫米。聚能射孔器按结构分为无枪身射孔器和有枪身射孔器。,二 子弹射孔原理 子弹射孔器是利用火药将予装在有枪管和导向通道的枪体内的子弹发射到地层内的一种射孔技术。它在地层中形成的孔道很短，末端被子弹堵塞，且被射孔的套管内壁一般都产生严重的毛刺。见图1-1。,图1-1,三 聚能射孔原理 聚能射孔技术是指由聚能射孔弹与其它部件组合对地层进行射孔的技术。这项技术的关键单元是聚能射孔弹。 聚
10、能射孔弹的结构如图1-2。 聚能射孔弹由三个基本部分组成： 弹壳、炸药和药型罩。,1,2,3,图1-2,药型罩一般为锥型或抛物线型，它是由拉制的铜合金或是由铜、铅、钨等金属粉末压制而成。制造弹壳的材料比较多，有纸、陶瓷、玻璃、金属等，金属弹壳是应用最广泛的弹壳材料。射孔弹的炸药主要有RDX（黑索金）、HMX（奥克托金）、HNS（六硝基砥）、PYX（皮威克斯）等。炸药是射孔弹穿孔的动力源，其技术参数直接影响到射孔弹的穿孔性能。聚能射孔弹是利用聚能效应进行穿孔的。所谓聚能效应是指利用装药一端有锥型或抛物线型空穴来提高装药对空穴前方介质局部破坏作用的效应。见图1-3所示。 图中：1.爆轰波；2.作用
11、在药型罩上的压力；3.药型罩被挤压的方向,图1-3,当雷管将主炸药引爆后，主炸药产生的爆轰波到达药型罩罩面时，药型罩由于受到爆轰波的剧烈压缩，迅速向轴线运动，并在轴线上发生高速碰撞挤压，药型罩内表面的一部分金属以非常高的速度向前运动。随爆轰波连续地向药型罩底部运动，从内表面连续地挤出向前运动的金属流，当药型罩全部被压向轴线后，在轴线上形成一股具有极高能量的头部速度大于6000米/秒运动的金属流，该金属流沿轴线方向对目标靶进行挤压穿孔。聚能效应是炸药爆炸作用的一种特殊形式，它之所以具有穿孔（破甲）作用，根本原因在于能量集中。,四 无枪身聚能射孔器 无枪身聚能射孔器是指将无枪身射孔弹装配在特殊弹架
12、上进行射孔的射孔器。 无枪射射孔器种类繁多，但有一个共同的特点就是射孔器在下井作业时，射孔弹、导爆索和雷管均浸没在井液中，直接承受井内的压力和温度。 无枪身射孔器的优点是成本低、施工效率高、操作简便。缺点是药量小、穿深、孔径等指标低，可靠性较差，对套管损坏严重，井下残留物多。,无枪身射孔器主要有以下几种： 1. 钢丝架式无枪身聚能射孔器： 其基本结构是两根钢丝作为承载射孔弹的弹架，用夹板在钢丝联接处进行固定并保护射孔弹，以防射孔弹在下井过程中碰撞磨损。 钢丝架式无枪身射孔器的相位只有两种，既0或180。孔密10-13孔/米。混凝土靶穿深100-184毫米。适用于薄层裸眼井或过油管射孔。 2.
13、钢板式无枪身聚能射孔器 钢板式无枪身聚能射孔器的弹架是用条型钢板冲孔而成，其弹架经特殊加工可提供多种相位的射孔方式。不同的射孔弹型号可分别达到200-400毫米的穿深。其它与钢丝式无枪身射孔器相同 3. 链接式无枪身射孔器链接式无枪身射孔器的射孔弹外壳是加工成上下公母接头形式，弹和弹之间可彼此相互串联。换句话说就是射孔弹和弹架和二为一。其优点是射孔相位和孔密变化较多。缺点是射孔器整体强度差，对套管的损坏严重。,图1-4,过油管张开式聚能射孔器过油管张开式聚能射孔器的结构及工作过程见图1-4。这种射孔器在下井过程中是闭合的，到达射孔位置后，射孔弹被释放，从下井时的垂直向下转为垂直对向套管。解决了
14、以往过油管射孔因射孔枪直径所限，射孔弹无法加大而造成的穿深浅的问题。,图1-5,五 有枪身聚能射孔器 有枪身聚能射孔器是指将射孔弹、雷管、导爆索等火工品装入起密封、承压作用的射孔枪内的组合体。 有枪身射孔器虽有不同的类型，但其共有的特点： 1.所有爆炸物品不与井内液体接触，不承担压力，降低了射孔弹等的制造难度，大大提高了施工成功率。 2.射孔弹爆炸后产生的碎屑被留在射孔枪内，避免了射孔弹爆炸时产生的高速碎屑对套管的破坏。 3.能可靠地在斜井、超深井中施工。 4.利用油管输送方式可一次完成数百米的射孔施工 5.可通过不同的组合，满足各类施工的要求。,图1-6,图1-7,图1-8,第三节 射孔枪
15、射孔枪是指射孔施工中承载射孔弹的密封承压发射体。一般由枪身、枪头、枪尾和密封件等组成。 射孔枪一般分为一次使用可回收式和重复使用可回收式两种。 射孔枪的规格型号一般以射孔枪的外径来命名。 目前，射孔枪的型号有：51、60、73、89、102、114、127、140、159、178。 射孔枪的孔密最高可达40孔/米。 射孔枪的相位可按要求加工。一般常用的是90相位，螺旋布孔。耐压级别：A-35MPa工作压力； B-70MPa工作压力； C-105MPa工作压力； D-140MPa工作压力; E-175MPa工作压力。,图1-9,示例：89B16-90型号为外径89mm、耐压级别B级 （70MPa
16、)、孔密16孔/m、相位角为 90 的射孔枪,代号与型号命名,第四节 雷管与起爆器 雷管按起爆方式可分为电起爆类和机械撞击起爆类。 一、电起爆雷管： 电起爆雷管是应用于电缆输送射孔，用交流（直流）电来激发起爆的雷管。图中所示为电磁雷管 电磁雷管是指由特定频率电信号起爆的雷管。用于油气井有枪身射孔,具有抗静电、抗杂散电流、抗工频电，耐高温、作用可靠、使用安全等功能。它必须与磁电雷管专用起爆仪配套使用，是目前油、气井射孔用的新型起爆系统。,图1-10,二、起爆器 1. 撞击起爆器 撞击起爆器是指依靠击针撞击起爆的火工单元。 撞击起爆器主要应用于油管传输射孔，其典型结构由击发药、火药、猛炸药和壳体组
17、成。 其起爆条件按型号不同分别有2.5Kg.m、9Kg.0.34m和2.8Kg.m几种。 耐温指标分160/48h、180/48h、200/48h、230/48h几种。 2. 机械压力式电起爆器 机械压力式电起爆器是利用井内液柱压力作为打开起爆器安全开关的动力，电缆输送电能来起爆的一种起爆器。其结构由电雷管、短路开关和压力开关构成。 该起爆器具有防静电、防射频、防杂散电流和使用安全的特点。主要应用于油管输送射孔。,第五节 起爆装置起爆装置是指用于起爆导爆索或导爆管的装置。起爆装置种类繁多，但基本是由激发件、起爆器或雷管与本体组成。 一、机械撞击式起爆装置 机械撞击式起爆器是通过在井口投放金属棒
18、或金属球来激发起爆的一种起爆装置。 其基本作用原理是：将机械撞击式起爆装置联接于射孔枪顶部，下入预定射孔位置，校深调整后，从井口投入金属棒或金属球，高速下落的金属棒或金属球撞击起爆装置的击针，激发起爆器，从而引爆射孔枪。,图1-11,二、压力激发式起爆装置 压力激发式起爆装置是指利用井口加压或井中液柱建立压差来激发起爆的装置。压力激发式起爆装置的种类也是比较多，但其起爆原理基本一样，都是通过油管或环空加压或利用井筒液柱建立压差剪断击针销钉或释放锁定球来激发起爆器。 压力激发式起爆器适用范围广，通过不同的工具组合，能满足各种油气井的射孔施工。,图1-12,第六节传爆器材 1 导爆索 ：导爆索是弹
19、与弹、枪与枪之间的连续引爆线，并可通过枪组传递爆轰波，导爆索是由传爆管和雷管产生的爆轰波引爆，导爆索产生的爆轰波通过每一发射孔弹时即可引爆。 油气井用导爆索按性能分为普通型、耐温型、耐高温高压型、柔性导爆索。 2传爆管：传爆管是传爆系列中用于增大雷管或导爆索爆轰输出，能将爆轰能量扩大，可靠起爆下一级元件的火工品。在有枪身射孔中，传爆管在射孔枪中装在枪顶与枪底的导爆索两端，将首发元件传递来的爆轰波接收并放大，用于导爆索与导爆索或射孔枪与射孔枪之间的爆轰传递。 传爆管按性能分为普通型、复合型。复合型传爆管是一种具有起爆和传爆双重特性的耐温传爆管。,第七节 射孔工艺 射孔工艺按输送方式分为电缆输送射
20、孔和油管输送射孔。 电缆输送射孔又分为电缆输送套管射孔和电缆输送过油管射孔。 电缆输送套管射孔是油田采用射孔完井以来最早采用的一种射孔方法，也是应用最广泛的一种射孔完井方式。 优点：适应强，可以选用各种类型的射孔器。施工成功率高，成本低。 缺点：高压油气井射孔时难以有效控制，安全性差。不能实现负压射孔，对地层损害大。不能一次进行长井段的射孔作业。 电缆输送过油管射孔的特点：可以配合抽吸及气举作业实现一定负压，但是射孔器的使用受到油管内径的限制，无法向深穿透，高孔密，大孔径方向发展。 电缆射孔由于受到电缆载荷能力的限制，所以不能合理的选择深穿透射孔弹，射孔时为防止井喷电缆射孔往往选择重比重射孔压
21、井液，射孔时对地层造成二次污染。,第八节 油管输送射孔 一、原理及特点 油管输送射孔是指利用油管将射孔器输送到射孔井段进行射孔的工艺技术。 油管输送射孔具有以下特点： 1. 可选择的射孔器种类比较多。 2. 可进行负压和超正压射孔。 3. 一次下井可同时射开多个层段。 4. 可解决大斜度井、水平井及复杂井的射孔问题。 5. 可避免井喷施工的发生。 6. 通过不同的工具组合，可满足不同的施工要求。 7. 可与地层测试器联和作业，提高工作效率。,二、施工步骤 1. 根据射孔通知单（射孔设计）要求，设计射孔枪管柱，选择起爆器类型和射孔器类型。 2. 检查各接头、起爆器、射孔器。 3. 排出射孔管柱顺
22、序、标明各部长度尺寸。 4. 到现场后联接射孔器和其它下井工具，并丈量定位短节以下所有射孔器、变扣、起爆器和其它工具的长度。如进行二次校深定位，应同时进行磁性定位器校深。 5. 填写下井管柱示意图，标明各部尺寸。 6. 安装起爆器、下射孔管柱（使用压力起爆器时还应计算剪切销钉装配数量）。 7. 管柱下完后，进行校深、计算调整值，调整管柱。,三、油管输送射孔深度计算 油管输送射孔深度计算常用的有两种方法：既一次校深和二次校深。 一次校深是用自然伽马和磁性定位器，在油管内测量自然伽马曲线和油管接箍曲线，将所测自然伽马曲线和油管接箍及定位短油管曲线与完井综合图上的自然伽马曲线进行对比，以确定油管定位
23、短节深度，并计算出管柱调整值。 二次校深是在射孔管柱下井前用磁性定位器测一次短套管，以确定电缆记号深度。下射孔管柱后用同一台电缆绞车和同一支仪器在油管中测出短油管位置，用在套管中所做的电缆记号确定短油管的深度，并计算出管柱调整值。 计算： 计算调整值可按以下公式进行： LA+B-C 当L为正值时，管柱向下调整L米；当L为负值时，管柱向上调整L米。 公式中：L管柱调整值，m；,C油层顶界深度，m；A定位短节深度，m；B定位短节到第一孔距离，m。 计算后应由射孔队、作业队共同检查核算，确认无误后调整管柱，安装采油树，联接放喷管线，投棒（加压）起爆射孔器。,四 油管传输射孔管柱 1 普通油管传输射孔
24、适用于高压油气井，射孔后井口有效控制，作业安全性高。也可用于稠油井，利用密闭油管采用压力起爆方式。不能做到负压射孔。,校深短节,点火头,射孔段,2 油管传输负压射孔 管柱如图 原理：下钻管柱是空的或加适当的压井液调控负压，当地面投棒射孔时，投棒先把开孔装置孔打开，形成生产通道及局部负压区，使射孔污染段和由射孔弹射孔时对地层带来的压实段解堵。投棒继续下行引爆点火头和射孔枪。,射孔段,3 油管传输负压射孔 管柱如图 利用封隔器避免环空压力对射孔层的污染，可根据射孔层的情况合理选择负压值。,封隔器,射孔段,。,4 与抽油泵联作油管传输射孔 管柱如图4该管柱最大特点：可在一趟管柱完成射孔、抽油泵联合作
25、业，节省了作业时间，实现了安全射孔作业。,校深短节,压力点火头,射孔段,5 射孔完井的一次完成完 井管柱 适用于高压气井的完井作业，国外使用比较普遍，我国近几年逐步引进，目前在储气库射孔完井作业应用。 特点：射孔完井的一次完成，缩短周期，避免对地层的污染。可进行各种绳索作业。,6 射孔完井的一次完成完井管柱 和上一种管柱基本相同，不同的配备一套毛细管测压装置，可以在井口随时监测井底静压的变化。,第九节 射孔测试联作工艺特点：就是将油管传输射孔工具与测试工具有效地组合，一次完成射孔和测试两项作业。减少起下管柱次数，在缩短试油周期的同时具备油管传输负压射孔和地层测试录取资料的全部优点，尤其适用于定
26、向井高压油气井稠油井的试油。目前已广泛应用于陆地和海洋测试中。据不完全统计，联作测试目前已占陆地测试的85%，海洋测试的90%。目前工艺分类：MFE 、 APR测试联作工艺， MFE 、 APR跨隔测试联作工艺。,一 TCP+MFE联作 射孔方式为环空打压 油管定位短节断销反循环油管监测压力计MFE测试阀液压锁紧接头压力计托筒震击器安全接头传压孔封隔器筛管减震器压力点火头射孔枪 工作原理：管柱下到位置后，校深调整后，坐封封隔器打开测试阀后，环空打压，引爆点火头和射孔枪。然后进行开关井操作。 由于MFE测试阀非全通径工具，只能选择压力点火装置，包括压力式和压差式两种。,封隔器,震击器,筛管接头,
27、减震器,人工井底,定位短节,断销式反循环,点火头,压力计,油层套管,测试层,表套,枪身,传压孔,液压锁紧接头,监测压力计,多流测试器,安全接头,二 TCP+APR联作 射孔方式分为打压和投棒两种 油管 伸缩接头油管定位短节油管RD循环阀油管RD安全循环阀油管放样接头 LPRN阀压力计托筒液压旁通 震击器安全接头RTTS封隔器筛管点火头射孔枪 由于联作方式采用的是负压射孔，能最大限度减少对油层的二次污染。在预测的高压井中，由于采用投棒式点火，具有更高的安全可靠性。(1)射孔后可直接下电子压力计或其它测井仪器、 工具进行施工。(2)射孔后可不起管柱直接压裂或酸化。 （3）射孔后可直接投产。,测试层
28、,表套伸缩接头定位短节RD循环阀RD安全循环阀 LPRN阀 压力计 液压旁通BJ震击器 安全接头RTTS封隔器筛管点火头枪身人工井底 油层套管,三 跨隔测试射孔联作 一种比较新的联作测试 工艺。常规的系统试油程序是由下而上进行，测试完一层后，打水泥塞封堵或下桥塞封堵已测层。不但延长作业周期，而且增加作业费用，加大工人的作业强度。跨隔测试射孔联作工艺可以有效解决以上问题。,射孔工艺及跨隔射孔测试联作工艺通过多年的推广应用已经成为一项较成熟技术，但就其应用范围还存在一定的局限性。因其点火方式采用环空打压，如遇施工时测试目的层以上有射开层，环空打压困难，难以引爆射孔枪同时又会对已射开层造成污染。 随
29、着全国各油田勘探开发进入中后期，原油产量每年都以较快的速度递减，在新区块越来越难以发现的情况下，对一些老井进行复查开发储备层就显得尤为重要，成为实现油田稳产的重要手段。而在一些老井的测试作业中经常会遇到上述问题。目前有几种工艺可以解决试油过程中所遇到的这些难题，增加新的试油手段。可以保证在下返作业中能够顺利进行测试联作施工,更好的满足油田勘探及开发的需要。包括跨隔旁通管联作工艺， 使用新型液力起爆工具的测试射孔联作工艺。,四 跨隔旁通管联作工艺原理：测试射孔工具下至预定深度，封隔器坐封，测试阀打开后，开始环空打压,压力传至剪销封隔器上部上穿越装置时经过柔性导压管，传至下穿越装置，经特殊接头连接
30、在柔性导压管上，利用导压管通过间隔油管，压力进入转换装置，经传压管作用在压力点火头上，引爆射孔枪,然后进行开关井操作。,MFE跨隔旁通管联作管柱 优点：（1）适用于下返 试油的套管井，不污染 已射开层，有利于保护 地层。 （ 2 ）不受跨距长短的 的影响。 （3）可与压控测试器配 合 缺点：适用于井斜小与 35。的井。如已射开层 出砂严重，可能造成下 封隔器砂埋，不能采 用。,封隔器,震击器,筛管接头,减震器,人工井底,定位短节,断销式反循环,压力计,油层套管,测试层,表套,枪身,传压孔,液压锁紧接头,监测压力计,多流测试器,安全接头,点火头,液力起爆工具,五 新型液力起爆工具的测试射孔联作工
31、艺。 适用于下返试油的套管井。核心部件：液力起爆工具，利用MFE测试阀的延时机理，具有压力转换功能、液压延时功能、起爆点火功能。 优点：操作简单，可与各种类型点火头配合使用。 缺点：不能与压控测试器配合使用，污染已射开层。,已射层,第十节 其他射孔技术 一 复合射孔 是指将射孔和高能气体压裂在一次下井过程中同时完成的工艺技术。复合射孔是目前发展最快的射孔增产技术，按射孔弹和推进剂的不同组合可分为一体式、单向式、对称式和外套式。 基本原理：复合式射孔的基本原理是相同的，都是利用炸药的爆轰和推进剂的燃烧的不同作用机理，形成两个以上带有一定时间差（炸药的作用时间为微秒级，推进剂的燃烧时间为毫秒级。）
32、的不同压力脉冲，对地层进行射孔和改造。 作用机理：导爆索在引爆射孔弹的同时引燃推进剂，由于射孔弹的爆轰和推进剂的燃烧存在时间差，所以射孔弹先在套管和地层间形成一个通道，推进剂燃烧释放的高压气体随即对射孔孔道进行冲刷、压裂，破坏射孔压实带，并使孔眼周围和顶部形成多道裂缝，达到改善近井地带导流能力的目的。 复合射孔是目前发展最快的射孔增产技术，按射孔弹和推进剂的不同组合可分为一体式、单向式、对称式和外套式。,一体式：所谓一体式是指将射孔弹和推进剂装在同一支射孔枪内的复合射孔技术。优点是施工简单安全。缺点是推进剂药量少，作用时间短。（见图1-14）,射孔枪头,射孔弹,推进剂,射孔枪,图114,单向式
33、：单向式复合射孔是在射孔枪的底部连接一支装有推进剂的高能气体发生器复合射孔技术。特点是推进剂药量可根据地层和套管情况进行调整。（见图1-15）。,图1-15,对称式：对称式复合射孔是在射孔枪的上下各连接一支装有推进剂的高能气体发生器的复合射孔技术。该技术可以减少电缆上串，对电缆有一定的保护作用（见图1-16） 。,图1-16,外套式：外套式复合射孔是将推进剂作成筒状，套在射孔枪（弹架）的外壁上的复合射孔技术。这项技术受限于套管内径，药筒壁厚受限，药筒耐磨性能不高。（见图1-17）。,图1-17,二 超正压射孔技术自负压射孔在二十世纪七十年代应用于现场以来，一直被人们作为消除钻井、固井、射孔等对
34、地层造成污染的典型技术而广泛应用，因为多数人一直认为负压射孔能利用射孔后地层的反排压力来冲洗射孔孔眼，并将近井带的污染物带出地层，从而消除或减轻地层污染，在现场应用中也确实取得了成效。但是，有关资料介绍说：通过一些井的测试资料解释发现，其表皮系数小的为-1.0，高的可达+50，射孔效率在125%-5%之间，平均效率不到25%。而且过高的负压差将冒地层出砂的风险，为了解决这一问题，奥里克斯能源公司（Oryx）开发研制了超正压射孔技术。 基本原理：由于射孔弹在发射时所产生数万Mpa的压力，大大超过了地层岩石的应力和强度，使射流在岩石中形成孔道的同时产生一个非常高的聚应力，此应力释放时对射孔孔道产生
35、压力并形成裂缝，在形成裂缝的同时，立即施加一个大于地层破裂值的压力，对孔道进行压裂和冲刷，使裂缝增大延长，以达到改善流动信道的目的。,典型作业方法：将射孔枪、起爆器、封隔器利用油管下入井内，校深、调整管柱，连接高压注入管线，注氮车在地面向井筒内施加大于储层岩石的破裂压力，当压力加到一定值后，由井口投棒(或加压)点火射孔。使射孔和压裂同时进行。（见图1-18）,图1-18,三. 射孔防砂技术 目前利用射孔进行防砂的技术是增大孔径，以降低孔眼压差和流速，尽量避免因压差过高造成地层出砂，这一技术有一定的预防效果。但对地层胶结十分差的砂岩地层效果并不十分理想。为了解决这一问题，国内研制了一种具有早期防
36、砂、原地防砂射孔技术，并正在进行现场试验，取得了比较理想的效果。 这一技术是在射孔的同时将一种防砂材料推入射孔孔眼中，形成防砂塞，起到防砂作用。 主要技术指标： 1）射孔孔径14mm； 2）穿深300500 mm； 3）固化强度10Mpa； 4）防砂最小粒径0.1 m,第十一节 射孔设计优选 射孔设计可通过射孔设计软件进行，射孔设计优选包括射孔器的选择和射孔工艺的选择等方面。 一 射孔器的选择 1.砂岩地层 对均质砂岩地层射孔时，如钻井污染深度不大于300mm，渗透率较高，地层能量较大，可选用89枪89弹，或89枪102弹，孔密16孔/米，相位90。如果地层胶结较差，有出砂的可能，则应选大孔径
37、射孔弹，在地层压力较高时，应提高孔密至20孔/米。 如果钻井污染深度大于300mm，渗透率较低，地层能量较大，可选用102枪102弹或102枪127弹或102枪超穿深弹（一米弹），孔密16孔/米，相位90。 当钻井污染大于600mm，渗透率较低时，应选用102枪超穿深弹或复合射孔器。 若地层均质性比较差，尽量提高孔密，并加大相位角。,2.灰岩（碳酸岩地层）对于灰岩地层或碳酸岩地层，要重点考虑岩石抗压强度、裂缝发育程度和污染深度，一般情况下，应选择高穿深射孔器，孔密也应尽量提高。对于气井，因射孔压实带的影响比较显著，所以建议选择复合射孔。高压气井应提高孔密，以减少紊流效应的影响。在做射孔设计时，
38、应对设计井的地质、钻井、井筒结构等参数进行认真分析，在确定所选射孔器后，对射孔工艺进行选择。,二 射孔工艺的选择 1.对井斜不超过20；地层压力较低，无负压射孔要求、井身规则无变形，无油帽，原油黏度低，清水或压井液黏度低，射孔段小的井，可选用电缆射孔工艺。 2.对井斜大于20；地层压力高或不清楚、原油黏度较高，需进行负压或超正压射孔的井，应选用油管传输射孔工艺。在井斜不大于35时，可选用机械投棒起爆方式进行起爆射孔器。当井斜大于35时，应选择压力起爆方式起爆射孔器。 3.当井内有泥浆、稠油时，应选择密闭式起爆器加开孔器的组合管柱进行油管传输射孔。 4.当井内有油管，因某些原因不宜起出而又需要射
39、孔时，可选择电缆传输张开式射孔工艺或电缆传输无枪身射孔工艺。在井内射孔段以上套管有变形，但变形处最小直径大于80mm时，可选择电缆传输张开式射孔工艺。,5.对井斜不超过20；地层压力高，无负压射孔要求、井身规则无变形，无油帽，原油黏度低，清水或压井液黏度低的井可选用电缆密闭式射孔工艺。 在射孔设计中还有一项非常重要的内容，就是对井身结构、井温、压井液密度和性质及井筒情况的描述，这些描述关系到射孔工艺是否能顺利进行的关键，也是关系到射孔施工质量和安全的重要因素。所以在射孔设计时一定要提供施工井的全面情况，以确保施工的安全。,第十二节 射孔监测技术 射孔工艺经过人们的努力得到不断的完善，但由于火工器材及射孔工具的一些原因，都有可能导致射孔不能正常引爆。正确判断井下作业时射孔是否引爆，一直是令现场施工人员感到困难。目前大部份依靠手摸耳听的落后手段。先进的监测设备包括传感器连接设备信号转换设备，可以有效监测，提供有力的理论依据。,图120,
