防砂射孔

在油井生产过程中不可避免地产出砂现象，该文介绍了一种通过优化射孔参数（相位、孔密、弹型）进行防砂的射孔方法。事实证明出砂是由射孔孔道裂造成的，为了有效地防砂就必须有一个稳固的射孔孔道（影响因素有生产压差、产能损失和含水率）。本文从模型、试验模型及经验值三个方面中何预防射孔孔道出砂。深穿透射孔弹比大孔径射孔弹能更好地避免孔道出砂，因为它产生的细孔道比大孔径弹产生的大孔道更稳定。优化相位角是在井筒半径和孔密一定的条件下，使相邻射孔孔眼间距在三维空间最大，避免相邻孔眼间断裂带的联结。北海Magnus地区数据表明采用以上两种方法有效地减少了出砂问题。在层位各点有明显地应力变化的情况下，采用定向射孔可增加孔道的稳固性（特别是压差增加和产能损失时）。该文主要介绍了如何应用这三种方法来进行防砂射孔，此外还对根据不同井深的地层强度变化进行射孔选择和根据生产压差、产能损失和含水率等因素对射孔孔道的稳固进行确定等方法做了简要介绍。     

考虑射孔方位的出砂预测模型

以往的射孔完井出砂预测模型都不能计算和分析不同方位角下的出砂临界压差。针对这一问题,采用岩石力学理论和分析方法,根据应力坐标转换理论和线一弹性力学基本理论,并将直井中的射孔孔道换位看作是特殊情况下的水平井（井眼半径极小）,在分析射孔孔道受力的基础上,将Drucker—Prager强度准则作为出砂判断准则,建立了一种考虑射孔方位角、新的射孔完井出砂预测模型。实例计算和分析表明,在射孔完井的直井中,射孔孔道壁上各点的出砂临界压差各不相同,差异较大。出砂总是首先发生在孔道壁的最薄弱处,此处对应的出砂临界压差最小;方位角有规律地影响射孔孔道的出砂临界压差,而2个水平主应力的不均等是造成方位角影响射孔孔道出砂临界压差的最根本原因;水平地应力非均匀系数越大,射孔孔道出砂临界压差随方位角变化的趋势越明显。因此,应根据水平地应力非均匀系数的大小和它对射孔孔道出砂临界压差的影响程度,决定是否使用定向射孔技术。     

定向井压裂射孔方位优化

为了解决定向井压裂过程中存在的破裂压力高及易发生裂缝转向等问题,基于坐标变换,建立了定向井的井周三维应力场计算模型。在此基础上,综合考虑原地应力、孔隙压力、井筒液柱压力、井眼条件(井斜角、方位角)及其他物理力学性质等因素,建立了定向井射孔方位优化设计方法,分析了不同井斜角、方位角组合下的最佳射孔方位。现场应用表明,利用定向井射孔方位优化设计方法对射孔方位进行优化,能有效降低破裂压力,提高压裂改造效果。      

射孔防砂技术研究

出砂、防砂问题是疏松砂岩油气层开发过程中永恒的主题。如何提高防砂效果已成为高效开发砂岩油气藏不可回避的课题。射孔防砂技术是近几年发展起来的新的油气井防砂技术,该技术克服了砾石充填等先期防砂技术的缺点,具有成本低、高效、可分层防砂等优点。不仅可应用于先期防砂,还可应用于修复井后期防砂,很有发展前景。射孔防砂的防砂机理是增大过流面积和人工高渗透层挡砂。具体储层的临界流速,油井出砂率,挡砂层的挡砂率是该技术的成功核心。文中对此进行了研究并给出了计算公式,同时在生产实践中得到了应用。     

定方位射孔技术在剩余油开采中的应用

江汉油田开发后期剩余油分布不均，采用常规射孔技术改造储层难度大，开采效果欠佳。探索引进定方位射孔技术，经过现场应用，取得了较好的效果。文章介绍了定方位射孔技术的工艺过程，并对施工中的注意事项和应用效果进行了总结。     

防砂射孔新技术

在射孔作业的同时，利用射孔器材自身的功能完成防砂，一直是石油开采界研究的问题。本文在对辽河油田区块的地层岩性和原油物性进行调查和分析的基础上，提出了在射孔作业的同时起到防砂作用的防砂射孔新技术．并成功地研制了超高孔密射孔器系列产品、充填式复合防砂射孔器系列产品等两种防砂射孔系列产品。文中也对两种系列产品的防砂作用机理进行了讨论。     

定向井压裂前的射孔方位优化设计

针对定向井压裂过程中破裂压力高、易发生裂缝转向等问题,基于坐标变换,建立了任意轨迹定向井的井周三维应力场计算模型。在此基础上,综合考虑原地应力、孔隙压力、井底流体压力、井眼条件（井斜、方位）及其他物理力学性质等因素,确立了定向井的射孔方位优化设计方法,分析了不同井斜角、井眼方位角组合下的最佳射孔初始方位。通过现场应用,验证了模型的合理性。应用结果表明,经过射孔方位优化设计,能有效降低破裂压力,改善压裂措施效果。     

定方位定射角射孔技术在薄层储层开发中的应用

薄层储层在多数油区广泛发育,且多数储层展布与井筒并不垂直,常规的射孔工艺效率较低,直接影响着油井的产能。定方位定射角射孔技术是一种通过控制射孔角度保证对射孔方向的三维控制技术,在薄层储层开发中,该技术采用特制可调射孔弹角度的装弹结构,以实现射孔弹射流对准主应力方向射出,可有效改善射孔效果。介绍了定方位定射角射孔技术的作用机理和技术特点等内容,并经地面试验和现场应用证实,该技术增产效果显著,对实现薄油层挖潜增效具有重要意义。     

动力旋转定方位射孔工艺技术

介绍了动力旋转定方位射孔技术的系统原理、结构、安全辅助设计和旋转角度的计算方法.动力旋转定方位射孔技术将动力旋转仪器与定向射孔器结合在一起完成定方位射孔施工作业.作业中不需要用陀螺仪测量井眼或射孔器的方位,它通过电缆输送的方式,在地面控制动力旋转仪将定向射孔器旋转到射孔方位上进行射孔.该工艺定方位准确,容易操作,一次下井即可完成旋转定方位和射孔作业.该技术满足了油田快速产能建设形势下对定方位射孔工艺的需求,尤其对水平井多簇定向射孔具有借鉴意义.     

防砂的射孔要求

防砂是指在井的生产寿命期内在不使用控砂装置情况下存在可以接受的出砂风险。本文讨论了优化防砂射孔参数 (相位、孔密和射孔弹类型 )的一些方法。以前进行的研究显示射孔孔道破裂后造成了出砂。为了成功防砂 ,有必要在流量变化 (压差 )、应力衰减和出水过程中保持孔道稳定。已有的能使孔道不出砂的射孔方法可以分为以下几种类型 :理论模型、实验方法和历史技术。推荐使用深穿透的射孔弹 ,因为它能产生较小孔径的射孔孔道 ,比大孔径射孔弹产生的大直径射孔孔道要稳定。射孔孔道最佳相位能在所给井筒半径和孔密的三维空间内使相邻孔道之间距离最大化 ,防止相邻孔道周围破裂的区域连在一起。北海Magnus油田的数据证明 ,这两种方法最大程度地减少了出砂量。如果地层应力对比很大 ,而且知道应力方向 ,可以使用定向射孔增加孔道的稳定性 (特别是在压差增加、油藏衰竭的情况下 )。     

定向射孔技术在适度出砂管理中的应用

在适度出砂管理中成功实施定向射孔,需要一系列的地质力学分析和设计工具来评价地层出砂可能性、带砂生产风险、优化安全界限等。并要有新的定向工具保证定向射孔精度。介绍了地质力学理论在确定地应力、预测不同应力方向上射孔的临界压差和出砂量方面的研究进展、新式定向射孔工具的定向精度及其应用情况,提出了我国如何开展疏松砂岩油藏定向射孔适度出砂管理的研究模式。该方法可以有效避免砾石充填防砂成本高、工艺复杂、表皮系数高等不利因素。认为我国开展该项研究,对于实施弱胶结地层“适度出砂、优化产能”具有广阔的应用前景。     

定向射孔提高低渗透油藏水力压裂效率的模拟试验研究

水力压裂是低渗透油气田提高开采效益的最重要技术手段之一，但目前对水力压裂裂缝延伸的研究大多建立在数值模拟计算的基础上．特别是射孔对水力压裂影响规律的研究较少．使得压裂成功率较低(低于70%)。通过室内真三轴水力压裂模拟试验及数值计算，研究了定向射孔对裂缝启裂压力、启裂位置及裂缝延伸的影响规律，得到通过定向射孔可达到降低地层破裂压力，形成一条大而平整的水力裂缝，提高低渗透储层水力压裂效率及成功率的目的。     

榆林上古压裂气井防砂工艺技术研究及应用

长庆榆林气田上古压裂气井在壳牌定压生产及正常生产过程中,不同程度出砂,对地面设备等造成了极大安全风险,只能采取限制配产、控制生产压差的办法,控制气井出砂,但大大降低了气井产能,给陕141井区天然气生产量的完成带来了很大的困难。本文在综述气井出砂及防砂工艺进行现状的基础上,分析了气井出砂的机理及原因,创造性地研制应用了绳索式井下防砂工具4井次,取得了很好的防砂效果,使气井产能得以充分发挥,保证了气田安全生产与平稳供气,经济效益在50万元以上。     

磨料射流射孔压裂一体化工具的设计

磨料射流射孔技术的工作原理是利用机械冲顶、磨铣或者水力冲击的方式在套管上形成水射流通道,然后利用高压水射流冲蚀地层,从而在地层中形成具有一定深度和孔径的油气渗流通道。研究了长庆油田的地质与水力压裂状况,并根据磨料射流射孔的技术状况设计了磨料射流射孔压裂一体化工具。通过对油井实施磨料射流射孔压裂一体化操作,在地层中形成了具有高渗透能力的通道。利用该工具可节省作业时间,降低生产成本。     

The Productivity-Enhancing Technique of Deep Penetrating Perforation With a High-Pressure Water Jet

Deep penetrating perforation with a high-pressure water jet is an emerging advanced technique for enhancing oil well productivity because of its high cutting, breaking, and cleaning capabilities. Based on the analysis of productivity impairment caused by drilling fluid invaded zone and conventional charge perforating compacted zone, production-enhancing mechanisms of deep penetration perforating with a high-pressure water jet have been comprehensively investigated. The three major aspects are rock cutting with a high-pressure and high-velocity water jet, relieving the stress concentration of the near-wellbore region, and penetrating through the damaged zone. In addition, the feasibility of improving formation fracturing and acidizing treatment by using this technique is also discussed, along with future development and application.     

射孔-防砂联作防砂效果室内模拟与测试

通过测试，岩心靶防砂填充层的孔隙度达39．15％、油测渗透率为46．55μm^2，说明防砂填充层的渗透性很好，能够满足油井高产要求。采用地面模拟装置、选择不同粒径的砂样进行防砂实验得出，140～200m砂样最大出砂浓度为0．07278％，更细的砂粒不出砂。此结果表明，对大粒径的防砂效果好。     

偏心射孔对水平井压裂的影响

针对水平井在固井和射孔过程中由于重力作用引起射孔枪偏心和水泥环偏置导致井筒上下方向射孔不均匀的问题,研究了偏心射孔对水平井射孔孔径和穿深的影响.偏心射孔实验结果表明,水平段井筒上部和下部的孔径和穿深差异大.在射孔完井水平井筒应力模型理论计算基础上提出了定量表征水平井偏心射孔影响的射孔非均匀指数并给出计算方法,定量分析了偏心射孔对水平井压裂裂缝启裂及延伸的影响.当射孔穿深小于3倍井筒半径时,会出现难以压开的情况;当射孔非均匀指数小于0.3时,上下孔眼破裂压力差将大于2 MPa,致使上部孔眼难以压开,即使能够压开上部裂缝,也会产生严重的上下裂缝面非均匀延伸、上部裂缝口狭窄、易出现砂堵风险.     

射孔对地层破裂压力的影响

射孔孔眼是沟通井筒和地层的通道,压裂施工中射孔参数的选择影响到施工效果。采用三维有限元模型和岩石的抗拉破坏准则,系统研究了垂直井中射孔对地层破裂压裂的影响,考虑的射孔参数包括射孔密度、射孔方位、射孔孔眼直径和射孔孔眼长度。计算结果表明,射孔方位角是影响地层破裂压力的主要因素,孔眼长度和射孔孔眼直径的影响不大。随着射孔密度的增加,地层破裂压力减小;当射孔方位角小于45°时,地层破裂压力随射孔方位角的增大而增加。这对实际的射孔参数优化设计和压裂施工具有重要的参考意义。     

造斜器定向射孔技术探讨

根据油气开采需求,有时需要将多分支套管井分支井筒与主井筒沟通合并开采,对分支井套管及造斜器进行射孔作业就是一个方便快速的技术措施.与常规射孔工艺或常规定向射孔工艺相比,造斜器定向射孔工艺具有定方位要求高、定深度要求准、射孔参数严、施工工艺复杂等特点.在进行施工设计时,必须对射孔对象具体剖析并采取针对性技术措施,才能保证施工安全有效.有针对性地进行了技术探讨,提出了相应射孔技术参数及施工工艺.