于鑫

[摘 要]射孔技術(shù)是油氣田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)不同類型油氣田開發(fā)的要求，經(jīng)過多年的發(fā)展，先后形成了深穿透聚能射孔、復(fù)合射孔、定向射孔、全通徑射孔、負(fù)壓及動態(tài)負(fù)壓射孔等一系列射孔技術(shù)及其配套射孔工藝，一方面提高了射孔完井和增產(chǎn)改造效果及作業(yè)效率，另一方面通過合理保護(hù)儲集層，延長了油氣藏開發(fā)壽命。合理地射孔優(yōu)化設(shè)計方法能進(jìn)一步提高了射孔安全性和成功率，并使射孔技術(shù)的測試手段和現(xiàn)場應(yīng)用更加規(guī)范。本文主要探究了射孔工藝的優(yōu)化以及在油田生產(chǎn)中的作用。

[關(guān)鍵詞]射孔；技術(shù)；工藝；優(yōu)化

射孔技術(shù)是油氣田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，射孔工藝在油田生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，合理地優(yōu)化射孔設(shè)計方法能進(jìn)一步提高射孔的安全性和成功率。射孔是目前油田生產(chǎn)中主要的完井方式，也是措施增效的重要手段。但是射孔技術(shù)只有不斷優(yōu)化才能適應(yīng)社會和時代的發(fā)展需要，因此，通過探索對射孔工藝的優(yōu)化改造以提高射孔效率是關(guān)鍵。

一、射孔工藝的概念

1.射孔的概念。射孔是利用高能炸藥爆炸形成射流束射穿油氣井的套管、水泥環(huán)和部分地層，建立油氣井和井筒之間的油氣流通道德工藝。完井工藝的重要組成部分便是射孔，它可以影響到油氣井的完井方式、產(chǎn)能、壽命和開發(fā)生產(chǎn)成本等。

2.射孔方式。射孔方式最常見的有電纜射孔（電纜射孔是在下入完井生產(chǎn)管柱前，用電纜下入套管射孔槍，利用油氣層頂部的套管短節(jié)進(jìn)行射孔深度定位，電雷管引爆射孔槍）、油管輸送射孔（是用油管輸送射孔槍到射孔層位進(jìn)行射孔）、過油管射孔（是指在下完生產(chǎn)管柱，安裝好井口采油樹以及生產(chǎn)系統(tǒng)，坐封好封隔器，在井口采油樹上安裝防噴灌和電纜密封裝置，用電纜從油管內(nèi)下入射孔槍對油氣層進(jìn)行射孔）。

3.射孔方式的選擇。一般情況下，射孔方式分為正壓射孔和負(fù)壓射孔兩種，各有其特點。正壓射孔是指井筒內(nèi)完井液液柱壓力高于地層壓力的條件下射開油氣層。正壓射孔可以達(dá)到的效果是深穿透、大孔徑和高孔密。而負(fù)壓射孔技術(shù)相反，是井筒完井液壓液柱壓力低于地層壓力的條件下射開油氣層，它的作用是消除射孔液侵入地層、清除射孔孔道內(nèi)的碎屑和孔道周圍的壓實層，可以保證井筒周圍清潔通暢的油氣流動。

4.正壓射孔和負(fù)壓射孔各有優(yōu)缺點?，F(xiàn)在的大多數(shù)油田都會配合使用正壓射孔和負(fù)壓射孔兩種方式。

二、射孔工藝優(yōu)化

1.射孔優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用。射孔優(yōu)化設(shè)計是一項系統(tǒng)工作，要開展好此項工作，首先要全面了解目前射孔工藝的現(xiàn)狀，地層的真實情況，射孔前各工序進(jìn)行情況、油田的開發(fā)目的及要求，對射孔完井的特殊要求等內(nèi)容，選擇合適的方法及軟件進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計。針對不同的要求采取不同的設(shè)計原則，如：對新投入開發(fā)的區(qū)塊，采用整體區(qū)塊優(yōu)化的方法，盡量選擇合適的射孔工藝及完井液，從而在整體上保證效果；對于高含水區(qū)三次加密井，若采用限流法壓裂因射開井段附近存在高含水層且隔層很小易壓串，若采用常規(guī)射孔方法射孔又難以達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能，因此可采用不同等級的增效射孔方式完井，以實現(xiàn)最大限度地解放高含水層附近油層的目的；對于高壓注水區(qū)塊，地層壓力較高，射后易發(fā)生井噴，施工中存在安全隱患，這時壓井會對油層造成傷害，又易造成環(huán)境污染，可在射孔器優(yōu)化的基礎(chǔ)上著重進(jìn)行工藝優(yōu)化，如采用TCP射孔方式等?？傊?，射孔優(yōu)化工作沒有絕對固定的模式，要本著從實際出發(fā)，具體問題具體分析的原則進(jìn)行。

2.單井射孔技術(shù)優(yōu)化根據(jù)不同射孔方式、射孔機(jī)理及適應(yīng)性分析，對南6-10-P21井射孔工藝進(jìn)行了論證。對滲透率較高、孔隙度大于22%的井，內(nèi)盲孔射孔具有產(chǎn)能和成本的雙重優(yōu)勢；當(dāng)油層孔隙度小于22%時，復(fù)合射孔的油層滲透率好于普通射孔；南6-10-P21井實施內(nèi)盲孔射孔后，平均日產(chǎn)液166.6 t，平均日產(chǎn)油6.4 t，平均采液強(qiáng)度為10.54 t/d·m，優(yōu)化井采液強(qiáng)度和采油強(qiáng)度分別是未優(yōu)化井的1.53倍和3.07倍。

優(yōu)化井為南6-10-P21，完井方式采用內(nèi)盲孔射孔；對比井為南6-10-P22，完井方式采用復(fù)合射孔；采用電纜輸送，其他設(shè)計參數(shù)優(yōu)化井與對比井完全一樣。

對滲透率較高、孔隙度大于22%的井，內(nèi)盲孔射孔具有產(chǎn)能和成本的雙重優(yōu)勢，因此射孔施工時應(yīng)首選內(nèi)盲孔射孔技術(shù)；對孔隙度接近22%的井，應(yīng)結(jié)合復(fù)合射孔的有效期及成本、滲透率、地層壓力、地層物性、負(fù)壓等情況綜合考慮是否使用內(nèi)盲孔射孔。

由于復(fù)合射孔形成的是徑向裂縫，為避免裂縫溝通油、水層引起竄層，形成指進(jìn)現(xiàn)象，在油層和水層之間的夾層小于5 m 時，或者油層含水飽和度較高時，應(yīng)使用內(nèi)盲孔射孔。

對南6-10-P21井實施內(nèi)盲孔射孔方式不僅達(dá)到了該區(qū)塊產(chǎn)能指標(biāo)要求并且降低了開發(fā)成本。

3.區(qū)塊射孔優(yōu)化。根據(jù)開發(fā)生產(chǎn)井成塊連片、相同區(qū)塊地質(zhì)條件基本一致的特點， 對開發(fā)生產(chǎn)井采取了區(qū)塊優(yōu)化的方式。在肇212區(qū)塊、芳148區(qū)塊、杏1-3區(qū)等區(qū)塊進(jìn)行了應(yīng)用， 并取得了較好的應(yīng)用效果。

根據(jù)推薦的射孔優(yōu)化方案（射孔器材為83槍裝89彈，孔密為16孔/m，格式為90度螺旋布孔，輸送方式為電纜輸送，負(fù)壓8MPa。對于140mm套管井射孔優(yōu)化設(shè)計方案給出最終的推薦方案：102槍裝127彈， 16孔/m ， 90度螺旋布孔， 負(fù)壓8MPa。因為是同一區(qū)塊井， 采用相同的射孔液配方。），確定了該區(qū)塊的單井射孔完井方式，并在肇212 區(qū)塊的123 口井上進(jìn)行了應(yīng)用。在區(qū)塊投產(chǎn)后，我們收集了肇212區(qū)塊的射孔后投產(chǎn)資料，首先進(jìn)行了預(yù)測產(chǎn)量準(zhǔn)確性分析：114mm套管井預(yù)測產(chǎn)量為3.1t/d，實測產(chǎn)量為3.15t/d；140mm套管井預(yù)測產(chǎn)量3.4t/d，實測產(chǎn)量3.99t/d。由此可以看出預(yù)測產(chǎn)量與實測產(chǎn)量之間的誤差在20 %以內(nèi)，證明軟件計算的結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

對于114 mm 套管井在肇212區(qū)塊上采用YD-83槍裝89-Ⅲ彈深穿透射孔后，其有效采油強(qiáng)度比臺105區(qū)塊用YD-60射孔提高28.3 %；對于140 mm 套管井在肇212區(qū)塊上采用YD-89Ⅲ彈射孔后，其有效采油強(qiáng)度比臺105區(qū)塊采用YD-89彈射孔提高38.4%；這充分說明了射孔優(yōu)化設(shè)計在油田開發(fā)中對于提高油井產(chǎn)能及開發(fā)效果具有重要的作用。

4.參數(shù)優(yōu)化

（1）孔深與孔密。射孔孔密較小時，孔眼間干擾雖然較小，但因孔眼間距較大，油氣通道少；如增加孔密，由于降低了表皮因子，就會帶來明顯的增產(chǎn)效果，尤其當(dāng)孔深超過污染帶后，孔密比孔深對增產(chǎn)作用更重要，孔密越大，產(chǎn)率比越高，即產(chǎn)量提高幅度越大：因此，在射孔槍允許的條件下，應(yīng)盡量增加孔密。當(dāng)然，孔密較大時，孔眼間干擾也隨之增大，在一定程度上會抵消孔密增加帶來的增產(chǎn)效果。經(jīng)模擬計算，合理的孔深應(yīng)不小于950mm；孔密應(yīng)為16孔/m。

（2）相位角與孔徑。由相位角、孔深對氣井產(chǎn)率比的影響分析可知，相位角為0°時，增產(chǎn)效果最差，相位角增大，產(chǎn)率比上升。經(jīng)模擬計算，合理的相位角應(yīng)為90°。

由不同射孔直徑對產(chǎn)率比的影響分析可知，隨著射孔孔眼直徑的增加，產(chǎn)率比也相應(yīng)增加。經(jīng)模擬計算，合理的孔徑應(yīng)為13 mm。

（3）射孔槍。在射孔方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)套管尺寸選擇射孔槍。射孔槍外徑要盡可能大，以減少間隙，增加穿透能力，但外徑又不能過大，以防作業(yè)風(fēng)險。

隨著國內(nèi)外油氣藏開發(fā)類型的不斷豐富，油田開發(fā)難度不斷增大，對配套技術(shù)的發(fā)展提出更高的要求，射孔技術(shù)已經(jīng)逐漸由一種單一的完井方法逐漸成為油氣藏開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。在保護(hù)儲集層，提高產(chǎn)能和作業(yè)效率，改善非常規(guī)油氣田開發(fā)效果，恢復(fù)老油田產(chǎn)能、延長油田開采壽命，最大化挖潛剩余油，提高油田最終采收率等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。通過射孔優(yōu)化設(shè)計可以指導(dǎo)油田開發(fā)射孔方案的制定， 為油田的經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)提供理論依據(jù)， 達(dá)到提高油井產(chǎn)能的目的。