触点式分簇射孔器研制及在川南页岩气井应用

针对国内页岩气、致密油等非常规油气开发提速增效的需求,对原有贯通导线式分簇射孔器进行技术升级,有力支撑水平井的高效压裂改造。从雷管、选发信号电路、机械结构3个方面深入研究,研制出结构紧凑、使用安全、无需导线的触点式分簇射孔器。研制的触点式分簇射孔器在川南页岩气水平井成功应用40口井1 900余簇,减少现场装配人员2名、节省装配耗时60%以上、增加一次下井射孔簇数45%以上,完全消除了因为导线连接引起的人为装配错误。触点式分簇射孔器为川南页岩气段内多簇压裂改造及国内非常规油气高效开发提供可靠的技术支撑。     

连续油管分簇射孔技术及应用

目前页岩气井的压裂工艺普遍采用快钻桥塞分段套管压裂,使用电缆传输泵送射孔枪及桥塞。这要求对第一段射孔后,实现井筒与地层的连通且要达到泵送射孔枪及桥塞的排量要求,方可实现电缆传输泵送射孔枪及桥塞。由于电缆传输在水平井所用的爬行器速度慢、可靠性差,因此连续油管传输射孔被广泛应用于水平井第一段的射孔。由于连续油管所用的防喷管高度的限制,对第一段分多簇进行射孔往往达不到泵送的排量要求,既增加施工时间,也增加了工作液的使用量,因此实现连续油管分簇射孔是非常必要的。为此,在常规液压起爆器的基础上,进行改进,使用两个液压起爆器,一个安装于射孔枪下端,传压孔为侧孔,通过环空加压起爆;另一个安装在射孔枪上端,通过连续油管内加压起爆,射孔管串中不接筛管。水平井连续油管传输分簇射孔技术在焦页9 2HF井首次应用,获得了较好的应用效果。并对三簇及三簇以上连续油管分簇射孔的实现提出了相关建议。     

水平井多段分簇射孔优化设计

水平井多段分簇射孔技术是“体积改造”的关键技术之一。目前大多数分簇射孔设计基于常规射孔经验设计,而未做深入具体的定量研究。用布孔数取代孔密的概念,分析沿水平井筒破裂压力差异,设计各簇的布孔数目,调节簇内孔眼节流摩阻大小,发挥射孔孔眼分簇限流的作用,从而实现压裂过程中各射孔簇同时起裂和均匀进液。同时基于裂缝起裂扩展过程中应力干扰作用,建立二维分析模型,确定裂缝发生转向时的临界缝间距,并以此作为射孔簇间距设计的依据,给出了分簇射孔关键参数（相位、孔深、簇长度、簇数）的设计原则,形成了一套分簇射孔优化设计方法。并用该方法对一口实例井进行了分簇射孔设计,微地震监测表明,分簇射孔后压裂形成复杂缝网,较邻井效果要好。该方法对现场分簇射孔设计具有指导意义。     

水平井定向分簇射孔技术及其应用

定向分簇射孔技术整合了分簇射孔与定向射孔的技术优势,解决了一系列技术难题。为了使该技术取得更好的油气开发效果,研究了射孔器自身重力偏心、电子选发模块的编码与地面程序控制相匹配、轴向居中触点信号传输以及射孔后簇间密封隔离等工艺技术,实现了电缆输送水平井射孔器自重定向、动态传输信号、可靠寻址与选发射孔以及射孔后簇间密封等功能,完成了射孔管串一次下井射孔与桥塞联作或多簇射孔作业,形成一套水平井电缆输送定向分簇射孔技术。应用于页岩气、煤层气等非常规气藏生产现场的效果表明:定向准确,选发射孔可靠,簇间密封良好,技术效果明显。定向分簇射孔技术攻克了井眼轨迹偏移主力产层的射孔难题,具有明确的目标性和方向性,有力支撑后续储层改造,促使压裂液最大限度地作用于主力产层,更好地配合制造储层复杂缝网,实现对非常规气藏的优质高效开发。     

模块化射孔工艺技术

介绍了一种新型的射孔完井技术--模块化电缆射孔工艺技术.其基本原理是采用单芯电缆传输方式,首先将射孔器支撑装置锚定到预定深度,然后将射孔所需的全部模块化射孔器分次下入井内,最后引爆射孔弹,从而达到多支射孔器分次下井、一次点火完成的目的.在此基础上,通过特殊导向装置设计,实现电缆定方位射孔.它的优点是充分发挥了电缆传输方式动用设备少、作业方便、施工时间短等优势,又实现了部分油管输送射孔的功能,如全井负压射孔、防喷等.另外,在高压油气井射孔时,模块化射孔器可自动丢到井底,油气井直接生产,对高压油气不会产生截流;如果想起出井下工具,由于井下工具不长,利用井口防喷管就可完成此项工作.     

定向分簇射孔技术在煤层气水平井的应用

为满足煤层气水平井分段压裂改造及减少煤粉产出和支撑剂返吐的需要,创新设计解决了射孔器360°范围任意相位定向、簇间动态导电、簇间密封等难题,并优选射孔弹、优化射孔管串结构,形成了1套水平井电缆泵送定向分簇射孔技术,并在多个煤层气区块成功应用。应用效果表明,该技术定向准确、簇间射孔孔眼相位一致,在煤层气储层压裂增产改造、减少煤粉产出及支撑剂返吐、保证排采连续性等方面具有明显优势。     

模块化射孔工艺技术

本文介绍了一种新型的射孔完井技术——模块化电缆射孔工艺技术。其基本原理是采用单芯电缆传输方式，首先将射孔器支撑装置锚定到预定深度，然后将射孔所需的全部模块化射孔器分次下入井内，最后引爆射孔弹，从而达到多支射孔器分次下井、一次点火完成的目的。在此基础上，通过特殊导向装置设计，实现电缆定方位射孔。它的优点是充分发挥了电缆传输方式动用设备少、作业方便、施工时问短等优势，又实现了部分油管输送射孔的功能，如全井负压射孔、防喷等。另外，在高压油气井射孔时，模块化射孔器可自动丢到井底，油气井直接生产，对高压油气不会产生截流；如果想起出井下工具，由于井下工具不长，利用井口防喷管就可完成此项工作。     

连续管坐塞与分簇射孔联作技术

针对采用电缆下入桥塞和射孔联作技术面临的问题,介绍了连续管坐塞与射孔联作技术的工艺原理及特点。该技术能够实现1趟管柱完成坐塞和分簇射孔作业,大大提高作业效率;可实现3簇以上的分簇射孔,对实现多段多簇体积改造施工具有重要意义;可以直接采用连续管进行第1段射孔作业,可取代TCP射孔;减少了设备使用数量,有利于现场应急作业时使用;可以起到补充或者替代采用电缆下入方式的桥塞与射孔联作工艺。     

分簇射孔泵送辅助软件开发

自从大规模开发页岩气以后,分簇射孔技术就成为页岩气开发最主要的手段。但是分簇射孔施工时,泵送过程控制和参数调整一直是个难题。为此,开发了分簇射孔泵送辅助软件,旨在通过计算机数据可视化技术,使分簇射孔泵送施工能够在有多方位参考量的情况下,进行科学严谨地施工,提高泵送分簇射孔数据的共享性和时效性,使复杂井分簇射孔泵送施工作...     

川南地区页岩气射孔地质工程一体化技术研究

页岩气高效开发对射孔提出了高要求,在纵向上,射孔孔眼不仅是油气进入井筒的通道,还是压裂液体系进出地层的唯一通道,射孔作业直接影响和决定了压裂改造效果;在横向上,分簇射孔通过桥塞把水平井分成若干段和簇,实现集中改造、重点突破.基于川南地区页岩气勘探开发地质工程一体化的理念,提出了射孔地质工程一体化技术.其主要研究内容是充分利用射孔、物探、测井、录井、压裂等多专业知识,以地质为目标、以工程为约束,实现分段、分簇、射孔参数、射孔管柱、施工工艺等5个方面的优化.阐述了分段优化、分簇优化、射孔参数优化、射孔管柱优化、施工工艺优化、作业监测及效果评价的算法和步骤.在此基础上,通过对川南地区油气井射孔主控因素的研究,初步搭建页岩气射孔模型,形成射孔优化设计及作业监测软件,并对射孔地质工程一体化技术的未来发展提出建议.     

分段多簇射孔桥塞联作技术研究与应用

目前非常规油气藏的开发已成为油田油气勘探的重点,对非常规油气藏来说,储层的渗透率极低,采用分段、多簇射孔桥塞联作技术和压裂工艺结合,会缩短施工周期,能在一定程度上提高储层改造效果,是一种经济、高效的施工技术.分段、多簇射孔桥塞联作技术是采用电缆输送多簇射孔枪串及桥塞至目的层,运用液控式多簇点火控制装置或电子编码开关来控制实现各簇射孔器和桥塞的点火,并实现桥塞坐封和逐簇射孔器的起爆.     

川庆钻探开发出电缆输送水平井泵送分簇射孔技术

<正>川庆钻探公司通过整合泵送程序设计、一次下井多次点火、复合桥塞和选发射孔器等多项关键技术,自主开发出电缆输送水平井泵送分簇射孔技术。该技术在岳101-78-H1井和龙浅3井进行了试验应用。岳101-78-H1井是安岳区块的一口重点开发水平井,具有射孔簇数多、射孔段多和水平井段长等难点;而龙浅3井是位于龙岗构造的第一口水平探井,具有井口压力高、井筒原油黏度大等作业风险。电缆输送水平井泵送     

超高孔密射孔器设计研究

利用簇式起爆技术进行超高孔密的石油射孔器设计,成功开发了适用127 mm射孔枪60孔/m的超高孔密粉末罩大孔径射孔器,适用102 mm射孔枪102孔/m的超高孔密粉末罩深穿透射孔器,大幅度提高射孔器的装枪密度,有效提高射孔效果,提高油气井采收率,为油气开发提供了新的思路和选择。     

桥塞与分簇射孔联作工艺及其在川渝页岩气区的应用

基于桥塞与分簇射孔联作工艺的基本原理和特点,重点阐述了该联作工艺配套的相关技术,包括封堵压裂桥塞、分簇射孔器、多级点火控制技术、泵送作业控制以及井口电缆防喷技术和泵送作业可视化辅助软件等。通过近年来在川渝地区各页岩气区块近200井次、4 000余段的泵送桥塞与分簇射孔作业,表明了该项工艺及配套技术已趋近成熟,具有很高的安全性、适用性和经济时效性。结合近年的实际作业情况提出了相关的建议。     

致密油水平井分簇射孔设计新方法与应用

水平井分簇射孔关键在于对井段划分、簇间距、簇位置和布孔数的合理设计,确保后期压裂施工具有良好的储层改造效果。从水平井工程甜点井段评价出发,综合考虑储层可压性指数、物性指数、裂缝诱导应力场和破裂压力剖面等因素,提出了一套完整的致密油水平井分簇射孔设计新方法,其特点在于考虑因素全面,能根据物性、可压性和应力分布进行合理分段,结合段内应力干扰合理分簇,基于段内各簇裂缝均衡扩展合理布孔。开发相应的致密油水平井分簇射孔优化设计软件,对长庆油田A井进行了分析,效果显著,表明该方法和设计软件具有较好的指导意义和推广价值。     

连续油管分簇射孔管柱通过能力分析模型及影响因素研究

针对连续油管输送分簇射孔管柱存在下井遇卡的问题,考虑井眼轨迹、井筒约束、工具串变径结构、工具变形及连续油管屈曲效应等作用的影响,采用微元法建立连续油管输送分簇射孔管柱通过能力分析模型,分析连续油管输送1桥塞+2簇射孔枪管柱在井筒中的通过能力。研究表明:作业工具串下入过程不会遇卡,连续油管输送分簇射孔管柱能够下至预定井深3 850 m;直井段越长、水平段越短的井眼轨迹越有利于管柱的下入;射孔分簇数量越少、射孔枪规格越小、连续油管规格越大的管柱通过性更好。该分析方法可为现场连续油管射孔管柱作业参数优选和操作提供技术支持。     

水平井压裂多簇射孔孔眼动态开启过程分析

针对分簇射孔压裂水平井,研究清楚多个裂缝的起裂过程,有利于优化簇间距离;采用何种工艺措施能够降低施工压力,促进多簇射孔孔眼开启,也是水平井压裂需要解决的关键问题。本文采用理论与实例分析相结合的方法,剖析了某口水平井第一段裂缝起裂过程。分析表明:早期注液阶段,第一个射孔眼优先破裂开启后,第二个开启的射孔孔眼位于不受应力干扰的另一簇射孔上;酸蚀作用以后,破裂压力大幅度降低,使得多个射孔孔眼相继破裂;支撑剂段塞的加入有利于提高施工排量、降低施工压力。本文的研究结果有助于理解不同簇射孔的开启过程;同时提出了合理的降低施工压力的措施,对于顺利施工有指导意义。     

连续油管隔板延时分簇射孔技术的现场应用

连续油管隔板延时分簇射孔技术是近年来国内外发展起来的一种连续油管传输分簇射孔技术,通过连续油管输送射孔管串,利用环空加压起爆第一簇射孔枪并依靠多级延时起爆装置延时起爆其他各簇。以Y1井的现场应用为例,介绍了射孔原理以及如何根据实际井况分析确定射孔器材和进行现场射孔施工的过程。通过分析其射孔效果发现,连续油管隔板延时分簇射孔技术具有井下适应性强、射孔成功率高、施工更为简便省力的优势,能有效弥补泵送桥塞+电缆传输分簇射孔技术无法满足异常井况的不足,为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供新的且行之有效的解决手段。     

分簇射孔—复合桥塞联作分段压裂技术

正随着国内页岩气、致密油气的开发,在水平井施工中,分簇射孔—复合桥塞联作的分段压裂开发模式得到广泛应用。与其他开发模式相比,它具有可实现大排量注入、分簇射孔、分段体积压裂和作业效率高等优点。分簇射孔—复合桥塞的分段压裂的核心技术为水力泵送工艺技术、多级点火分簇射孔技术、快钻复合桥塞技术、滑溜水多段体积压裂技术。前三项技术由射孔施工队伍承担完成。分簇射孔—复合桥塞分段压裂示意图将水平井段分成若干段(一段的控制距离为     

水平井限流压裂射孔参数优化

水平井限流压裂主要是经过射孔孔眼产生的节流摩阻实现的,因而,裂缝所对应的射孔参数是实现限流压裂的关键。目前,国内外文献关于限流压裂的射孔优化大部分没有结合压裂模型,也没有给出各个射孔簇之间参数的定量关系。文中通过给定水平井段地层和压裂参数,使用拟三维模型计算每一条裂缝所吸收的排量和缝口压力,再结合限流压裂的流量平衡和压力平衡关系,得出了各个射孔簇有效孔眼当量直径间的关系式。计算结果表明:在压裂段储层力学性质和裂缝尺寸设计相同时,每个射孔簇的有效孔眼当量直径从水平井的跟端到趾端依次增加,在孔眼直径相同的情况下,相应的孔眼数和射孔簇的簇长也需要增加;当储层性质变化或者设计缝长不相同时,各个射孔簇的最优孔眼数和簇长可以定量确定。研究结果为限流压裂射孔参数的优化和射孔枪的选择提供了指导。