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        射孔新工藝新方法及應(yīng)用

        2016-07-05 10:06:30張鳳武
        科技風(fēng) 2016年18期
        關(guān)鍵詞:銷釘壓力射孔

        摘 要:投棒撞擊鎖銷端面,鎖銷下行,鎖定鋼珠向里滾動解鎖釋放擊針,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,各個層位段獨立點火,可以實現(xiàn)負(fù)壓射孔。該裝置在必須配合封隔器、延時起爆裝置,環(huán)空加壓點火方式實現(xiàn)。加壓點火方式井口加壓至設(shè)計壓力,剪斷活塞組件中的剪切銷,活塞帶動擊針下行擊發(fā)起爆器,引爆射孔槍。

        關(guān)鍵詞:射孔;壓力;銷釘;起爆;點火

        1 投棒加壓一體化裝置

        投棒加壓一體化點火裝置是為了提高TCP作業(yè)起爆可靠性而設(shè)計的。它具有既能實現(xiàn)投棒點火,也能實現(xiàn)壓力點火的特點。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作原理

        裝置上端連接安全機(jī)械點火頭即可實現(xiàn)投棒點火,若投棒點火失敗,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作原理

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

        2)加壓點火方式井口加壓至設(shè)計壓力,剪斷活塞組件中的剪切銷,活塞帶動擊針下行擊發(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,各個層位段獨立點火,可以實現(xiàn)負(fù)壓射孔。該裝置在必須配合封隔器、延時起爆裝置,環(huán)空加壓點火方式實現(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)入延時狀態(tài);繼續(xù)加壓,多級負(fù)壓開孔裝置動作,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,延時結(jié)束,射孔槍起爆。

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

        3)裝置特點??稍诜侄紊淇字袑崿F(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,當(dāng)射孔彈發(fā)射以后,射孔槍內(nèi)和油管內(nèi)實現(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,點火時采用油管加壓點火。

        方法2:油管+耐壓裝置+全通徑射孔器+底部部起爆裝置+槍尾。點火時采用油管加壓點火。

        3.3 全通徑射孔工藝特點

        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),有效提高射孔時效,縮短作業(yè)周期;管柱內(nèi)實現(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、點火控制器、井下定位儀器等三部分組成。逐級校深,點火控制器逐級啟動,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

        1)顯著提高作業(yè)時效,降低勞動強(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)時效,降低勞動強(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)院自動化專業(yè),現(xiàn)在擔(dān)任試油試采分公司射孔大隊炮103班操作員。

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