射孔新工藝新方法及應(yīng)用

摘 要：投棒撞擊鎖銷端面，鎖銷下行，鎖定鋼珠向里滾動(dòng)解鎖釋放擊針，擊針受油管靜壓力作用下行擊發(fā)起爆器，引爆射孔槍。在大跨度夾層多層段射孔施工中，采用油管（或鉆桿）代替夾層槍，利用多級負(fù)壓開孔裝置，各個(gè)層位段獨(dú)立點(diǎn)火，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)壓射孔。該裝置在必須配合封隔器、延時(shí)起爆裝置，環(huán)空加壓點(diǎn)火方式實(shí)現(xiàn)。加壓點(diǎn)火方式井口加壓至設(shè)計(jì)壓力，剪斷活塞組件中的剪切銷，活塞帶動(dòng)擊針下行擊發(fā)起爆器，引爆射孔槍。

關(guān)鍵詞：射孔；壓力；銷釘；起爆；點(diǎn)火

1 投棒加壓一體化裝置

投棒加壓一體化點(diǎn)火裝置是為了提高TCP作業(yè)起爆可靠性而設(shè)計(jì)的。它具有既能實(shí)現(xiàn)投棒點(diǎn)火，也能實(shí)現(xiàn)壓力點(diǎn)火的特點(diǎn)。在施工中，可根據(jù)需要選用投棒或加壓任一種起爆方式。

投棒加壓一體化點(diǎn)火裝置有雙火工件和單火工件兩種。

1.1雙火工件一體化裝置動(dòng)作原理

裝置上端連接安全機(jī)械點(diǎn)火頭即可實(shí)現(xiàn)投棒點(diǎn)火，若投棒點(diǎn)火失敗，則可采用環(huán)空加壓的方式引爆。

1.2單火工件一體化裝置動(dòng)作原理

1）投棒點(diǎn)火方式。投棒撞擊鎖銷端面，鎖銷下行，鎖定鋼珠向里滾動(dòng)解鎖釋放擊針，擊針受油管靜壓力作用下行擊發(fā)起爆器，引爆射孔槍。

2）加壓點(diǎn)火方式井口加壓至設(shè)計(jì)壓力，剪斷活塞組件中的剪切銷，活塞帶動(dòng)擊針下行擊發(fā)起爆器，引爆射孔槍。

2 多級負(fù)壓開孔裝置

在大跨度夾層多層段射孔施工中，采用油管（或鉆桿）代替夾層槍，利用多級負(fù)壓開孔裝置，各個(gè)層位段獨(dú)立點(diǎn)火，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)壓射孔。該裝置在必須配合封隔器、延時(shí)起爆裝置，環(huán)空加壓點(diǎn)火方式實(shí)現(xiàn)。

1）多級起爆負(fù)壓射孔工作原理。在下井過程中，依據(jù)負(fù)壓值設(shè)計(jì)控制管柱內(nèi)液墊高度；封隔器坐封后，通過環(huán)空加壓，壓力經(jīng)旁通接頭、傳壓管進(jìn)入封隔器下環(huán)空。加壓至起爆壓力，各級起爆裝置相繼起爆，進(jìn)入延時(shí)狀態(tài)；繼續(xù)加壓，多級負(fù)壓開孔裝置動(dòng)作，加壓孔關(guān)閉，產(chǎn)液孔道打開，封隔器以下環(huán)空與管柱內(nèi)空間連通，建立負(fù)壓，延時(shí)結(jié)束，射孔槍起爆。

2）多級負(fù)壓開孔裝置動(dòng)作過程。初始狀態(tài)為加壓點(diǎn)火通道打開，加壓至設(shè)定值時(shí)，負(fù)壓開孔裝置銷釘剪斷，活塞上行預(yù)定位置鎖定，點(diǎn)火通道關(guān)閉，生產(chǎn)通道打開，形成負(fù)壓后完成射孔。

3）裝置特點(diǎn)。可在分段射孔中實(shí)現(xiàn)液壓起爆負(fù)壓射孔；可不使用液氮建立負(fù)壓，簡化工藝降低成本；可不使用掏空方法建立負(fù)壓，控制油管內(nèi)液面高度，即可獲得準(zhǔn)確的負(fù)壓值；可適用大斜度井、水平井完成真正的負(fù)壓射孔。

3 全通徑射孔

3.1 全通徑射孔技術(shù)原理

全通徑射孔是指油管傳輸射孔時(shí)，當(dāng)射孔彈發(fā)射以后，射孔槍內(nèi)和油管內(nèi)實(shí)現(xiàn)連通，連通孔徑約等于油管內(nèi)徑的射孔技術(shù)，是一種完整的射孔直接投產(chǎn)工藝，射孔后無需提出管柱或釋放射孔槍即可投產(chǎn)。

全通徑射孔器主要由全通徑射孔槍、低碎屑射孔彈、全通徑連接頭、全通徑夾層槍、全通徑耐壓裝置、全通徑起爆裝置、口袋槍、槍尾等幾部分組成。形成通徑的形式分彈架貼壁和完全破碎兩種。

可燃式易碎含能彈架，射孔彈發(fā)射時(shí)彈架材料燃燒破碎，與射孔彈形成的碎屑一起落入口袋槍內(nèi)，形成通徑。

膨脹貼壁彈架，射孔時(shí)射孔彈碎屑落入口袋槍，彈架材料受熱膨脹，其內(nèi)、外徑同時(shí)增大，緊貼槍管內(nèi)壁，使射孔槍內(nèi)形成較大通徑。

射孔后彈架貼壁，127射孔槍形成75mm通徑，89射孔槍形成55mm通徑。

3.2 全通徑射孔管柱結(jié)構(gòu)

全通徑射孔技術(shù)的基本管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩種：

方法1：油管+頂部起爆裝置+全通徑射孔器+槍尾。在下管柱的過程中，油套不連通，點(diǎn)火時(shí)采用油管加壓點(diǎn)火。

方法2：油管+耐壓裝置+全通徑射孔器+底部部起爆裝置+槍尾。點(diǎn)火時(shí)采用油管加壓點(diǎn)火。

3.3 全通徑射孔工藝特點(diǎn)

槍內(nèi)所有組件爆炸后全部破碎成碎屑，落入口袋槍和井底口袋，實(shí)現(xiàn)全通徑；射孔后槍串起到篩管的作用，不需提出管柱或丟槍就可直接作為完井生產(chǎn)管柱，還可進(jìn)行壓裂、酸化等作業(yè)，有效提高射孔時(shí)效，縮短作業(yè)周期；管柱內(nèi)實(shí)現(xiàn)通徑，后期可完成生產(chǎn)測井等后續(xù)作業(yè)；避免了起下管柱的二次地層污染和安全操作隱患，尤其是對高壓油、氣井更提高了施工作業(yè)的安全性。

4 分簇射孔與橋塞聯(lián)作工藝

在頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣藏開發(fā)中，采用不壓井分段選發(fā)射孔被稱為分簇射孔技術(shù)。水平井采用“分段多簇”射孔，多簇一起壓裂模式，利用縫間干擾，促使裂縫轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生復(fù)雜縫網(wǎng)，能夠有效的增加改造體積，提高儲層的整體動(dòng)用程度。

4.1 技術(shù)原理

分簇射孔入井槍串主要由射孔器、點(diǎn)火控制器、井下定位儀器等三部分組成。逐級校深，點(diǎn)火控制器逐級啟動(dòng)，分別控制各級射孔槍依次對不同的層段完成射孔。

每級分4～6簇射孔，每簇長度0.46～0.77m，簇間距20～30m，相位角60°或者180°，孔密16～20孔/m，孔徑13mm。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)

分級引爆技術(shù)；水平井電纜送入技術(shù)（泵送、爬行器）；橋塞材料

4.3 作業(yè)方式

1）第一次射孔（管柱或連續(xù)油管輸送、爬行器拖帶）；2）組合易鉆橋塞和射孔器，泵送輸入，坐封橋塞、射孔；3）對射孔層位進(jìn)行壓裂；4）鉆開易鉆橋塞，投入生產(chǎn)。

4.4 技術(shù)特點(diǎn)

1）顯著提高作業(yè)時(shí)效，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；2）減少作業(yè)成本；3）易鉆橋塞由復(fù)合材料制成，鉆磨后的橋塞碎屑可隨油氣流排出井口，為后續(xù)作業(yè)和生產(chǎn)留下全通徑井筒。

5 結(jié)論

分簇射孔技術(shù)主要適用于頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣藏的全過程不壓井分段選發(fā)射孔，能顯著提高作業(yè)時(shí)效，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減小作業(yè)成本，并有效保護(hù)油氣層。分簇射孔技術(shù)可與復(fù)合橋塞、分段壓裂技術(shù)配套使用，能有針對性地開發(fā)和利用儲層，提高儲層的整體動(dòng)用程度，是目前非常規(guī)油氣藏開發(fā)領(lǐng)域的重要手段。川慶分簇射孔技術(shù)曾于1月在岳101-65-X2井閃亮登場，創(chuàng)下了5簇射孔和一次橋塞聯(lián)作記錄，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。曾于2月在重慶首口地方頁巖氣井黔頁1井，分簇射開3個(gè)地層，為后續(xù)施工創(chuàng)造了良好的壓裂通道。近年來，開發(fā)非常規(guī)氣藏已成為一種趨勢，分簇射孔技術(shù)市場應(yīng)用前景廣闊。

作者簡介：張鳳武，2010年畢業(yè)于廣東省中山市電子科技大學(xué)中山學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在擔(dān)任試油試采分公司射孔大隊(duì)炮103班操作員。