司華拯

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠第一油礦地質(zhì)隊(duì)（黑龍江大慶163517）

高危地區(qū)射孔作業(yè)監(jiān)督重難點(diǎn)探究

司華拯

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠第一油礦地質(zhì)隊(duì)（黑龍江大慶163517）

針對(duì)現(xiàn)行射孔作業(yè)監(jiān)督體系，總結(jié)了影響高危地區(qū)射孔施工質(zhì)量的相關(guān)因素，結(jié)合大慶油田某采油廠高危地區(qū)射孔井逐年增多實(shí)際，從井控安全監(jiān)督、重點(diǎn)工序施工方面，分析了高危地區(qū)作業(yè)井在射孔過程中可能出現(xiàn)的問題，并提出應(yīng)對(duì)措施。在射孔作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督方面，總結(jié)了替噴質(zhì)量及子彈發(fā)射率檢驗(yàn)的相關(guān)方法及標(biāo)準(zhǔn)，以有效提升高危地區(qū)射孔施工質(zhì)量。指出，井控安全監(jiān)督是高危地區(qū)射孔井作業(yè)監(jiān)督的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)督人員需從員工素質(zhì)、井控設(shè)備及應(yīng)急預(yù)案多方面入手，消減高危地區(qū)射孔施工作業(yè)安全隱患，避免作業(yè)事故的發(fā)生。

高危地區(qū)；射孔作業(yè)；監(jiān)督；井控安全

隨著油氣田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，地層壓力逐年上升，異常高壓區(qū)塊井也逐年增多，大慶油田某采油廠（以下簡(jiǎn)稱采油廠）高危作業(yè)井比例從2012年的58%上升至2014年的78%，年平均上升幅度達(dá)15%。如何在油田開發(fā)新環(huán)境下做好高危地區(qū)射孔作業(yè)監(jiān)督，避免高危地區(qū)作業(yè)安全事故，對(duì)于油氣產(chǎn)能建設(shè)順利運(yùn)行意義重大。

1 射孔作業(yè)監(jiān)督現(xiàn)狀

目前采油廠射孔作業(yè)監(jiān)督主要由礦地質(zhì)隊(duì)配合工程技術(shù)大隊(duì)完成。工程技術(shù)大隊(duì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)射孔施工隊(duì)伍，對(duì)射孔施工重點(diǎn)工序進(jìn)行監(jiān)督。礦地質(zhì)隊(duì)負(fù)責(zé)射孔作業(yè)施工的全程監(jiān)督，包括井控設(shè)施和安全防護(hù)措施是否齊全，替噴是否合格，下井油管是否達(dá)到質(zhì)量要求，套管短節(jié)絲扣是否干凈，射孔發(fā)射率是否達(dá)到100%及返排液處理是否符合安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等；負(fù)責(zé)填報(bào)射孔現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量監(jiān)督卡，上報(bào)工程技術(shù)大隊(duì)留存。為強(qiáng)化監(jiān)督人員專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，確保射孔井監(jiān)督質(zhì)量，工程技術(shù)大隊(duì)不定期組織監(jiān)督人員進(jìn)行射孔專業(yè)技術(shù)知識(shí)及井控安全培訓(xùn)，但對(duì)于高危地區(qū)射孔作業(yè)監(jiān)督，尚未出臺(tái)明確監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)。

2 高危地區(qū)射孔施工質(zhì)量影響因素

2.1 完井工藝確定

高危地區(qū)應(yīng)用的射孔工藝與常規(guī)射孔工藝不同。常規(guī)生產(chǎn)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?shù)骄?，進(jìn)行定位后點(diǎn)火射孔，提出電纜，完成射孔作業(yè)。高危地區(qū)作業(yè)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(diǎn)火射孔后起出油管和射孔器，完成射孔作業(yè)[1]。油管輸送式射孔較電纜輸送式射孔工序復(fù)雜，施工時(shí)間較長(zhǎng)，但具有更高的施工安全系數(shù)。因油管剛性特質(zhì)使其不易彎曲變形，加上油管自身的重力作用，高危地區(qū)生產(chǎn)井在射孔時(shí)不會(huì)因井底壓力突然變化發(fā)生射孔槍上躥或飛槍等事故，致使射孔層段偏差或錯(cuò)誤，影響射孔施工質(zhì)量[2]。

2.2 射孔液優(yōu)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(nèi)形成液柱壓力，可控制井筒內(nèi)壓力，平衡射孔后地層壓力。射孔液選用不當(dāng)可能導(dǎo)致地層流體離子環(huán)境的改變，使巖石膠結(jié)顆粒松散溶解，破壞地層原有巖層結(jié)構(gòu)。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(shí)要考慮不同區(qū)塊實(shí)際地層情況，結(jié)合地層溫度，壓力，孔隙度，地層敏感性等因素進(jìn)行綜合篩選。表1為大慶油田某采油廠完井液篩選明細(xì)。

表1 某采油廠不同區(qū)塊完井液篩選明細(xì)

2.3 射孔槍、射孔彈

射孔彈是通過炸藥爆炸產(chǎn)生的高速射流克服巖層的上覆巖層壓力及圍壓應(yīng)力，在地層中形成孔道，來溝通油氣產(chǎn)層和井筒。高危地區(qū)的射孔作業(yè)井，其地層圍壓較常規(guī)射孔井高，宜選用爆炸能力強(qiáng)的深穿透射孔彈保證射孔施工質(zhì)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(duì)于同一型號(hào)的射孔彈來說，配備不同型號(hào)的射孔體時(shí)，其穿深會(huì)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(yè)，可在保證地層射孔孔徑的同時(shí)達(dá)到較大的射孔穿深。因此，生產(chǎn)中常應(yīng)用該類射孔彈、射孔槍組合進(jìn)行射孔作業(yè)。

3 高危地區(qū)射孔作業(yè)監(jiān)督重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

3.1 井控安全監(jiān)督

井控安全監(jiān)督是高危地區(qū)射孔井作業(yè)監(jiān)督的重要環(huán)節(jié)。高危區(qū)作業(yè)施工時(shí)，常遇高壓油、氣、水層，有時(shí)會(huì)發(fā)生井噴失控甚至因井噴引起火災(zāi)或爆炸等安全事故，在高危地區(qū)射孔作業(yè)過程中，應(yīng)首先加強(qiáng)井控安全監(jiān)督。射孔施工主要采用防噴器來達(dá)到有效控制井口溢流的目的，通常對(duì)于井深不足2 000m的井,預(yù)計(jì)井口最高壓力為14MPa，對(duì)2 000～4 000m的井，預(yù)計(jì)井口最高壓力為21MPa，而對(duì)于4 000～7 000m的井，井口最高壓力可達(dá)70MPa[4]。在施工的過程中，應(yīng)根據(jù)不同壓力預(yù)計(jì)值安裝相應(yīng)的防噴設(shè)備。目前，在高危區(qū)塊生產(chǎn)井射孔作業(yè)前，必須安裝相應(yīng)壓力級(jí)別的多功能手動(dòng)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(duì)比

此外，監(jiān)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(xiàn)場(chǎng)須具備施工安全預(yù)案，施工前應(yīng)對(duì)井場(chǎng)周圍2km范圍內(nèi)的情況進(jìn)行復(fù)核，制定具體的預(yù)防和應(yīng)急措施。射孔監(jiān)督若發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)施工及設(shè)計(jì)不符的情況，應(yīng)立即上報(bào)有關(guān)部門審核，提出整改建議，審核通過后，方可繼續(xù)施工。

3.2 替噴

替噴即通過循環(huán)洗井的方式將井筒內(nèi)殘留物替出，清潔井筒，便于射孔層段定位及下步施工作業(yè)。通常替噴洗井有正循環(huán)和反循環(huán)2種方式。正循環(huán)洗井是油管泵送洗井液，套管返出；反循環(huán)洗井是套管泵入洗井液，油管返出。泵的壓力和排量一定時(shí)，正循環(huán)洗井，井底回壓較小，井內(nèi)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(huán)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(qiáng)，但對(duì)油層回壓較大，易傷害油層，因此，一般采用正循環(huán)、大排量、連續(xù)洗井?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員需監(jiān)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(shí)排量控制不得小于25m3/h，監(jiān)督人員應(yīng)不斷取進(jìn)出口液樣分析，當(dāng)液樣基本一致，無明顯懸浮物時(shí)方可認(rèn)定替噴合格，否則，應(yīng)責(zé)令施工人員持續(xù)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(yè)

3.3 子彈發(fā)射率

子彈發(fā)射率是影響射孔施工質(zhì)量的直接因素，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員必須確保子彈發(fā)射率達(dá)到100%。高危區(qū)塊射孔作業(yè)時(shí)，射孔彈、射孔槍在地面組裝好，連接油管下入井內(nèi)指定層段，點(diǎn)火后，射孔彈起爆，穿透射孔槍身，進(jìn)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(fā)射率主要通過檢測(cè)起出的射孔槍槍身射穿孔眼判斷（圖2），在射孔現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督中，要求射孔彈起爆率達(dá)100%，否則，進(jìn)行補(bǔ)射。

4 結(jié)論

1）高危地區(qū)射孔作業(yè)一般采用油管輸送式完井工藝以提升施工安全系數(shù)。

2）井控安全監(jiān)督是高危井地區(qū)射孔作業(yè)監(jiān)督的重要環(huán)節(jié)，除監(jiān)督井控設(shè)備符合設(shè)計(jì)要求外，施工人員還應(yīng)具備相應(yīng)井控操作證，并針對(duì)施工情況制定具體的預(yù)防和應(yīng)急措施。

3）做好替噴質(zhì)量及射孔彈子彈發(fā)射率監(jiān)督是保證射孔施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

4）針對(duì)高危區(qū)塊射孔作業(yè)監(jiān)督應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，給監(jiān)督人員提供一些借鑒，確保射孔作業(yè)施工安全、高效。

圖2 子彈發(fā)射率檢測(cè)

[1]萬仁薄.現(xiàn)代完井工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996.

[2]朱貴寶.石油射孔器材質(zhì)量評(píng)價(jià)體系建立與實(shí)施[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2011,27(1):14-15.

[3]曲兆峰,何秀清，張國(guó)良.大慶油田加密調(diào)整井壓裂改造配套技術(shù)[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2011,27（6）：28-32.

[4]孫振純,王守謙，徐明輝.井控設(shè)備[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007.

[5]孫振純,夏月泉，徐明輝.井控技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)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(fā)及相關(guān)研究工作。