套管壁厚對穿孔深度影響試驗

摘 要：針對沒有不同壁厚套管和雙層套管條件下評價射孔指標的問題，設計制作試驗靶、試驗槍及配套器件，并進行試驗與測試，通過數據分析，揭示了不同壁厚套管及雙層套管對穿孔性能的影響規律，形成了影響射孔器穿孔指標的新認識。

關鍵詞：套管壁厚 試驗靶 穿孔深度 孔徑

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0094-02

射孔參數與產能關系研究中，射孔穿透深度是產能評估、產率比計算最基礎的資料之一。在電法模擬和數值模擬研究中，符合達西滲流的砂巖油層在孔徑確定的條件下，孔深在穿透污染帶前產能比變化較小，穿透污染帶后產能比上升較快，之后隨著孔深的增加，產能比的上升趨勢減緩[1～5]。油井產能比隨孔深增加而增大，特別是當孔深超過鉆井污染帶后，油井產能會有一個較大幅度的提高[2～5]。只有掌握準確的射孔深度，在評價儲層污染的條件下，選擇合適穿深的射孔器，才能有效提高和評價產能。

射孔穿深受本身的性能影響以外，槍身壁厚、環空介質、套管壁厚、水泥環及強度等都會造成射流能量損耗，從而影響射孔深度。在國標中規定了射孔深度的檢測主要根據地面條件下混凝土靶射孔試驗[6]，環空射孔介質為清水，混凝土靶和樣塊由1份水泥、2份壓裂砂、0.52份清水混合而成，強度為34.5 MPa[6，7]，套管的尺寸從4.83～11.99 mm不等，且同種外形尺寸套管壁厚不盡相同，穿孔深度評價卻一致，數據籠統，缺乏嚴謹性。

隨著勘探開發的不斷深入，深井、側鉆井呈上升趨勢，部分深井、側鉆井套管完井中出現儲層雙層套管現象，套損井補貼后亦成為雙層套管模式，采用傳統的射孔深度檢測方法和認識，將影響與產能關系的正確評價。

通過針對性的設計試驗靶，對不同壁厚套管及雙層套管進行地面模擬打靶試驗，獲取試驗數據，研究不同壁厚套管及雙層套管對穿孔性能的影響規律，用于指導射孔完井，具有十分重要的現實意義。

1 試驗準備

1.1 試驗靶制作

1.1.1 試驗靶套設計與制作

1.1.3 混凝土試驗靶設計與制作

1.2 制作試驗槍及配套器件

1.2.1 試驗槍設計與制作

使單個射孔彈開口方向直接垂直平放在試驗靶上，其下依次擱置外支撐環、模擬試驗槍盲孔處壁厚、內支撐環，然后再外加保護槍罩，防止彈片飛濺，外套固定環，固定保護槍罩。如圖1。

1.2.2 內支撐環設計與制作

依據實際槍身裝彈內炸高大小，制作內支撐環，滿足內炸高的要求。

1.2.3 試驗槍盲孔壁厚設計與制作

依據目前射孔槍盲孔處壁厚要求，設計制作不同型號試驗槍盲孔處壁厚的模擬槍壁厚。

1.2.4 外支撐環設計與制作

依據槍身與套管的間隙，制作外支撐環，滿足槍套外間隙的要求。

1.2.5 固定環設計與制作

2 試驗與測試分析

2.1 打靶試驗

3 結論與認識

（1）按照API RP 19B要求制作的混凝土靶，通過實驗室測試其抗壓強度為34.83 MPa，符合大于34.5 MPa的國家標準要求，確保了試驗靶及實驗數據的準確性和可靠性。

（2）平均穿深數據表明，雙層套管致使下降了7.5%，從而認識到了射流在通過雙層介質時能量衰減較大，應在射孔完井設計和器材研究中考慮這一影響。

（3）平均射孔孔徑隨著套管壁厚變化在1.33 mm范圍內，變化幅度小，說明了三種射孔彈的射流頭部質量高、破甲速度快。

參考文獻

[1] 楊勇，石峻，檀竹南.射孔完井模型及其數學方法簡述[J].中國石油和化工，2008.

[2] 萬仁溥.現代完井工程[M].3版.石油工業出版社，2008.

[3] 孫艷麗.射孔完井產能的影響[J].中國石油和化工標準與質量，2011.