高危地區射孔作業監督重難點探究

司華拯

中國石油大慶油田有限責任公司第七采油廠第一油礦地質隊（黑龍江大慶163517）

高危地區射孔作業監督重難點探究

司華拯

中國石油大慶油田有限責任公司第七采油廠第一油礦地質隊（黑龍江大慶163517）

針對現行射孔作業監督體系，總結了影響高危地區射孔施工質量的相關因素，結合大慶油田某采油廠高危地區射孔井逐年增多實際，從井控安全監督、重點工序施工方面，分析了高危地區作業井在射孔過程中可能出現的問題，并提出應對措施。在射孔作業現場監督方面，總結了替噴質量及子彈發射率檢驗的相關方法及標準，以有效提升高危地區射孔施工質量。指出，井控安全監督是高危地區射孔井作業監督的重要環節。監督人員需從員工素質、井控設備及應急預案多方面入手，消減高危地區射孔施工作業安全隱患，避免作業事故的發生。

高危地區；射孔作業；監督；井控安全

隨著油氣田開發時間的延長，地層壓力逐年上升，異常高壓區塊井也逐年增多，大慶油田某采油廠（以下簡稱采油廠）高危作業井比例從2012年的58%上升至2014年的78%，年平均上升幅度達15%。如何在油田開發新環境下做好高危地區射孔作業監督，避免高危地區作業安全事故，對于油氣產能建設順利運行意義重大。

1 射孔作業監督現狀

目前采油廠射孔作業監督主要由礦地質隊配合工程技術大隊完成。工程技術大隊負責協調射孔施工隊伍，對射孔施工重點工序進行監督。礦地質隊負責射孔作業施工的全程監督，包括井控設施和安全防護措施是否齊全，替噴是否合格，下井油管是否達到質量要求，套管短節絲扣是否干凈，射孔發射率是否達到100%及返排液處理是否符合安全環保標準等；負責填報射孔現場施工質量監督卡，上報工程技術大隊留存。為強化監督人員專業基礎知識，確保射孔井監督質量，工程技術大隊不定期組織監督人員進行射孔專業技術知識及井控安全培訓，但對于高危地區射孔作業監督，尚未出臺明確監督標準。

2 高危地區射孔施工質量影響因素

2.1 完井工藝確定

高危地區應用的射孔工藝與常規射孔工藝不同。常規生產井射孔普遍采用電纜輸送式射孔工藝，即通過電纜將射孔器傳輸到井底，進行定位后點火射孔，提出電纜，完成射孔作業。高危地區作業井射孔須采用油管輸送式射孔工藝，將射孔器連接上油管，下入指定層段，點火射孔后起出油管和射孔器，完成射孔作業[1]。油管輸送式射孔較電纜輸送式射孔工序復雜，施工時間較長，但具有更高的施工安全系數。因油管剛性特質使其不易彎曲變形，加上油管自身的重力作用，高危地區生產井在射孔時不會因井底壓力突然變化發生射孔槍上躥或飛槍等事故，致使射孔層段偏差或錯誤，影響射孔施工質量[2]。

2.2 射孔液優選

射孔液是為射孔所特配的專用液體，在射孔前注入井中，在井筒內形成液柱壓力，可控制井筒內壓力，平衡射孔后地層壓力。射孔液選用不當可能導致地層流體離子環境的改變，使巖石膠結顆粒松散溶解，破壞地層原有巖層結構。射孔液與地層流體不配伍極易混合生成鹽類沉淀，阻斷油氣流出通道，影響射孔施工效果。因此，在選擇射孔液時要考慮不同區塊實際地層情況，結合地層溫度，壓力，孔隙度，地層敏感性等因素進行綜合篩選。表1為大慶油田某采油廠完井液篩選明細。

表1 某采油廠不同區塊完井液篩選明細

2.3 射孔槍、射孔彈

射孔彈是通過炸藥爆炸產生的高速射流克服巖層的上覆巖層壓力及圍壓應力，在地層中形成孔道，來溝通油氣產層和井筒。高危地區的射孔作業井，其地層圍壓較常規射孔井高，宜選用爆炸能力強的深穿透射孔彈保證射孔施工質量。

射孔效果除了受射孔彈影響外還受其他因素的影響，如炸高，槍體盲孔等[3]，對于同一型號的射孔彈來說，配備不同型號的射孔體時，其穿深會有很大變化。

表2中顯示DP44RDX-5射孔彈配合102射孔槍射孔作業，可在保證地層射孔孔徑的同時達到較大的射孔穿深。因此，生產中常應用該類射孔彈、射孔槍組合進行射孔作業。

3 高危地區射孔作業監督重難點及應對措施

3.1 井控安全監督

井控安全監督是高危地區射孔井作業監督的重要環節。高危區作業施工時，常遇高壓油、氣、水層，有時會發生井噴失控甚至因井噴引起火災或爆炸等安全事故，在高危地區射孔作業過程中，應首先加強井控安全監督。射孔施工主要采用防噴器來達到有效控制井口溢流的目的，通常對于井深不足2 000m的井,預計井口最高壓力為14MPa，對2 000～4 000m的井，預計井口最高壓力為21MPa，而對于4 000～7 000m的井，井口最高壓力可達70MPa[4]。在施工的過程中，應根據不同壓力預計值安裝相應的防噴設備。目前，在高危區塊生產井射孔作業前，必須安裝相應壓力級別的多功能手動防噴器[5]和油管旋塞閥,以確保施工安全。

表2 射孔彈、射孔槍不同組合下穿深對比

此外，監督人員須確保施工操作人員持井控操作證上崗。射孔施工現場須具備施工安全預案，施工前應對井場周圍2km范圍內的情況進行復核，制定具體的預防和應急措施。射孔監督若發現與現場施工及設計不符的情況，應立即上報有關部門審核，提出整改建議，審核通過后，方可繼續施工。

3.2 替噴

替噴即通過循環洗井的方式將井筒內殘留物替出，清潔井筒，便于射孔層段定位及下步施工作業。通常替噴洗井有正循環和反循環2種方式。正循環洗井是油管泵送洗井液，套管返出；反循環洗井是套管泵入洗井液，油管返出。泵的壓力和排量一定時，正循環洗井，井底回壓較小，井內臟物不易傷害油層，但洗井液在套管中上返的速度較慢。反循環洗井，井底回壓大，洗井液在油管中上返的速度較快，攜帶臟物能力強，但對油層回壓較大，易傷害油層，因此，一般采用正循環、大排量、連續洗井。現場監督人員需監督油管下入深度距人工井底2~3m，確保能把井底的臟東西沖出。洗井時排量控制不得小于25m3/h，監督人員應不斷取進出口液樣分析，當液樣基本一致，無明顯懸浮物時方可認定替噴合格，否則，應責令施工人員持續泵入洗井液替洗井筒，直到返出液合格。

圖1 射孔槍下井作業

3.3 子彈發射率

子彈發射率是影響射孔施工質量的直接因素，現場監督人員必須確保子彈發射率達到100%。高危區塊射孔作業時，射孔彈、射孔槍在地面組裝好，連接油管下入井內指定層段，點火后，射孔彈起爆，穿透射孔槍身，進而射開套管，射入地層（圖1）。射孔完成后須起出射孔槍，子彈發射率主要通過檢測起出的射孔槍槍身射穿孔眼判斷（圖2），在射孔現場施工監督中，要求射孔彈起爆率達100%，否則，進行補射。

4 結論

1）高危地區射孔作業一般采用油管輸送式完井工藝以提升施工安全系數。

2）井控安全監督是高危井地區射孔作業監督的重要環節，除監督井控設備符合設計要求外，施工人員還應具備相應井控操作證，并針對施工情況制定具體的預防和應急措施。

3）做好替噴質量及射孔彈子彈發射率監督是保證射孔施工質量的關鍵。

4）針對高危區塊射孔作業監督應出臺相應現場監督標準化規范，給監督人員提供一些借鑒，確保射孔作業施工安全、高效。

圖2 子彈發射率檢測

[1]萬仁薄.現代完井工程[M].北京:石油工業出版社,1996.

[2]朱貴寶.石油射孔器材質量評價體系建立與實施[J].石油工業技術監督,2011,27(1):14-15.

[3]曲兆峰,何秀清，張國良.大慶油田加密調整井壓裂改造配套技術[J].石油工業技術監督，2011,27（6）：28-32.

[4]孫振純,王守謙，徐明輝.井控設備[M].北京:石油工業出版社,2007.

[5]孫振純,夏月泉，徐明輝.井控技術[M].北京:石油工業出版社,2007.

The factors affecting the perforation quality in high risk areas are summarized in view of the current perforation operation supervision system.According to the actual situation that the perforation well in high risk areas of some oil production plant in Daqing Oilfield is increasing year by year,the problems possibly occurred in the perforation operation in the high risk areas are analyzed from two aspects of well control safety supervision and the key working procedure construction,and corresponding measures are proposed. In the field supervision of perforating operation,the relevant methods and standards to the inspection of the spray quality and the bullet emission rate were summarized to effectively improve the perforating operation quality in high risk areas.And it is pointed that well control safety supervision is the key to the perforation operation supervision in high risk areas.In order to eliminate the safety hazards in the perforation operation in high risk areas and therefore to avoid the occurrence of accidents,the supervision personnel must improve the quality of the staff,well control equipment and emergency plans.

high risk area；perforating operation；supervision；safety in well control

王梅

2015-07-17

司華拯（1985-），男，主要從事油氣田開發及相關研究工作。