李濤

（大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江 大慶 163517）

1 前言

無圍壓射孔就是應(yīng)用特制的射孔器，在井筒中沒有圍壓的情況下打開油流通道，槍體不產(chǎn)生較大形變，實現(xiàn)提高炮眼穿透深度、最大程度減少射孔液進入底層所造成的污染。改變了常規(guī)射孔完井施工時，井筒內(nèi)射孔器外面必須有一定高度的完井液來保證射孔時射孔槍體不被炸裂或嚴重變形，避免了低壓、低滲透層負壓射孔難以實現(xiàn)的問題。

2 射孔器的性能特點

在無圍壓條件射孔時，由于射孔器槍體只承受彈殼碎解和聚能炸藥殘余能量產(chǎn)生的內(nèi)壓和射孔彈殼的沖擊力作用，對射孔器槍體材料提出了更高的要求。表1 是按照厚壁圓筒的最大剪應(yīng)力理論計算出常規(guī)102 射孔槍槍體在承受不同圍壓時其最大承壓值。

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從表中可以看出，圍壓對射孔槍體承受內(nèi)壓的能力影響較大。在無圍壓的條件下，考慮到安全因數(shù)，射孔槍需要承受105MPa 的內(nèi)壓，而現(xiàn)在通用材料制作的射孔槍無法滿足承壓要求。

因此，在材料力學理論計算的基礎(chǔ)上，對槍體壁厚，材料的強度、硬度、延伸率、沖擊功等方面進行綜合評價，結(jié)合特殊的工藝處理技術(shù)，將優(yōu)選出材料制作成無圍壓結(jié)構(gòu)的射孔槍，經(jīng)過多次地面打靶試驗最終選取了脹徑最小、經(jīng)特殊工藝處理后的32CrMo4 材料為無圍壓射孔槍體制作材料。并設(shè)計厚壁為11mm，彈架為高強度的Q235 冷拔直縫焊管，內(nèi)置導爆索。

為了在迅速釋放槍體內(nèi)壓的同時降低盲孔底板弓形波對射孔彈射流的影響，增強了射孔彈的穩(wěn)定性，設(shè)計采用變徑盲孔結(jié)構(gòu)。

3 優(yōu)勢分析

3.1 增加了射孔穿深

圖1 彈架結(jié)構(gòu)示意圖

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無圍壓射孔槍由于采用偏心裝彈設(shè)計，偏心彈架槍比普通彈架槍槍內(nèi)炸高增加了3mm，在彌補槍體壁厚加大引起的槍內(nèi)炸高變小條件下，使槍內(nèi)炸高比壁厚為9mm 時提高了2mm，炸高的提高是射孔器穿深增大的一個因素。同時由于在空氣介質(zhì)下，取消了常規(guī)射孔槍外環(huán)形水體對射流的阻礙作用，進一步提高了射孔彈穿深。

3.2 清潔了射孔孔眼

無圍壓射孔技術(shù)是在最大靜態(tài)負壓下射孔，利于地層流體在負壓差作用下反沖洗射孔孔眼，減輕炮眼周圍壓實作用。同時對阻止了外來液體進入油層引起地層傷害起到了一定的作用。

3.3 地面混凝土靶實驗

為了驗證無圍壓射孔槍在空氣介質(zhì)下施工效果及安全性進行地面混凝土靶實驗，平均穿深為609 mm，比在液體介質(zhì)下平均穿深提高了79mm，槍體最大脹大是3.3mm，槍體無裂紋。說明無圍壓射孔槍設(shè)計是合理的，滿足安全施工，提高穿深的要求。

4 現(xiàn)場應(yīng)用情況

4.1 施工工藝

為了評價無圍壓射孔技術(shù)的適應(yīng)性，2006年我廠在低滲透油田共應(yīng)用無圍壓射孔5 口井。施工中，先將井筒內(nèi)液體提撈成無圍壓狀態(tài)，再應(yīng)用油管將YD-102 槍裝DP44RDX-5 彈射孔器輸送至目的層，投棒點火方式起爆。

4.2 應(yīng)用效果

射孔完成后觀察槍身，所有射孔完的槍身無變形、無異常；孔眼大小較均勻，孔眼邊緣圓滑，孔眼形狀規(guī)則整齊，槍體無裂縫，最大脹徑小于5mm，盲孔對位率100%，射孔發(fā)射率100%。從工藝效果看（見表2），無圍壓射孔比常規(guī)負壓射孔平均采液強度提高了16.46%，說明無圍壓射孔可以提高穿深，具有增加單井產(chǎn)能的優(yōu)勢。平均視表皮系數(shù)減低了4.14，說明無圍壓射孔技術(shù)可以降低地層污染，對地層改善程度較好。根據(jù)先期現(xiàn)場試驗口井進行的聲波變密度和多臂井徑測井檢測結(jié)果，射孔井段套管最大脹大值小于3mm，射孔井段射孔前后水泥膠結(jié)指數(shù)基本相同，證明應(yīng)用無圍壓射孔技術(shù)完井對套管和水泥環(huán)影響不大。

5 結(jié)論與認識

5.1 無圍壓射孔技術(shù)是在最大靜態(tài)負壓下射孔，有利于清潔射孔孔眼，防止地層傷害平均單井的產(chǎn)液強度提高了0.13 t/d·m，現(xiàn)場施工安全可靠，應(yīng)用效果比較理想。

5.2 無圍壓射孔槍由于采用偏心裝彈設(shè)計，槍內(nèi)炸高提高了2mm。同時由于在空氣介質(zhì)下，取消了常規(guī)射孔槍外環(huán)形水體對射流的阻礙作用，提高了射孔彈穿深79mm。

5.3 無圍壓射孔是在最大負壓條件下實施深穿透射孔，由于最大負壓差的作用容易造成膠結(jié)差地層出砂，出現(xiàn)后續(xù)卡泵問題。該技術(shù)比較適合出砂少的區(qū)塊生產(chǎn)井應(yīng)用。

5.4 對于同時具有兩個不同滲透率開發(fā)層系，且隔層較大，下部低壓、低滲透率層負壓值難以實現(xiàn)的分層合采井，應(yīng)用無圍壓射孔可有效減少了射孔完井后，因高圍壓造成的射孔液進入下部低滲透率層，造成油層損害，而影響油井產(chǎn)能。

[1]王樹申，鄭長建等。無圍壓射孔技術(shù)研究.測井技術(shù)。2006.2，（30）、50-53。

[2]任懷豐，屈振國等。深穿透復合射孔技術(shù)在低滲透油田的應(yīng)用與認識。測井技術(shù)。2006.4，（30）、184-185。

[3]萬人溥.現(xiàn)代完井工程.北京：石油工業(yè)出版社.2005.5。