射空Word格式.docx
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3、激光射孔器
这种方法将地面激光发生器产生的高功率相干光束通过光缆导向沿着井轴到达预定射孔深度，然后通过设在此处的激光接受器将光束横向折射到被射位置，光束连续聚焦在折射光束轴的聚焦点上，形成射孔孔眼。
预计激光射孔器的射孔穿透深度可达457mm，可按要求射开多个孔眼，孔径为9.5mm至25.4mm，此外激光射孔器的孔眼定位相当准确，使每个孔眼都能对准油气层。
这种射孔方法可最大限度地降低对油气层的损害。
但到目前为止，未见现场应用情况报道。
虽然，射孔器的种类较多，但目前射孔仍以聚能射孔器或以其为基础发展起来的复合射孔器为主。
二、聚能效应
在谈聚能射孔器之前，首先要了解聚能效应。
为了说明聚能效应，首先看一组实验结果，实验的目的是比较不同装药结构穿钢板能力。
见图1-1-1。
试验条件：
用柱状药柱，直径为30mm，高度为100mm，所用钢板为中碳钢。
图1-1-1a是将药柱直接放在钢板上，其结果在钢板上炸出了一个浅浅的凹坑。
图1-1-1b是在装药外形尺寸不变的基础上，在药柱下方挖了一个锥形孔，试验结果为在钢板上炸出了一个深约6-7mm的坑。
可见药柱下有锥形孔时，虽然药量减少了，穿孔能力却提高了。
图1-1-1c，在锥形孔内放一个铜罩（称为药型罩）就能射出80mm深的孔。
图1-1-1d，带罩药柱离开钢板70mm处引爆，结果射孔深度可达110mm，约为无罩时射孔深度的17倍。
利用装药一端的空穴，以提高局部破坏作用的效应，称为聚能效应，此种现象叫聚能现象。
为了提高聚能效应，就设法避免高压膨胀引起的能量分散，在聚能过程中动能是能够集中的，势能（位能）则不能集中，恰恰相反能起分散作用，如果设法把势能转化成动能，就能大大地提高能量的集中，那就是在药柱的锥形表面加一个铜罩，爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就将能量传递给了铜罩，由于铜的压缩性很小，因此势能增加很少，大部分表现出动能的形式，这样就可以避免高压膨胀引起的能量分散，而使能量更加集中。
（见图1-1-2）
三、聚能射孔器分类及性能
聚能射孔器按装枪结构可分为有枪身聚能射孔器和无枪身聚能射孔器。
有枪身聚能射孔器与无枪身聚能射孔器相比具有对套管水泥环破坏小、射孔弹和导爆索等不受井内液体压力的影响等优点。
随着油田开发对象的变化和工艺技术的进步，有枪身射孔工艺技术得到飞速发展，深穿透、大孔径射孔器逐渐完善配套，形成了射孔器系列化。
表1-1-1给出了大庆油田常用射孔器的性能指标及适用范围。
1、YD-73型射孔器是继WDG48-20型之后的一新型射孔器。
它是一种有枪身射孔器，二十世纪80年代末90年代初曾广泛应用于低压低渗透油田的开发、勘探井中，见到了明显的地质效果。
2、YD-89型射孔器是二十世纪90年代以后，向深穿透方向发展的一种新型射孔器。
穿深突破500mm大关，该射孔器在大庆油田已应用了10000多口井，见到了良好的地质效果。
从1993年起在油田内二次加密井中开始逐步取代WDG48-20、YD-73型射孔器，到1995年全面推广应用。
表1-1-1常用射孔弹（器）名称规格、指标、适应性对比表
序号
弹型
枪型
混凝土靶检测结果
贝雷砂岩靶检测结果
适用性
俗称
新名称
平均穿深（mm）
平均孔径
（mm）
平均孔径（mm）
流动
效率
1
YD-60
DP30RDX-2
60
321
7.2
183
8.5
0.78
小井眼
2
YD-73
DP33RDX-2
73
436
8.2
207
9.7
-
3
YD89-1
DP36RDX-1
89
505
8.8
280
0.86
低渗透油层
4
YD89-3
DP41RDX-1
543
10.2
304
9.1
0.77
5
新YD-102
DP44RDX-1
102
639
11.6
299
11.9
0.91
6
YD127-4
DP44RDX-3
657
11.8
329
7
1MD-3
DP44RDX-5
856
12.2
570
13.0
0.83
8
大孔径102
BH48RDX-1
386
16
17.1
0.84
注聚合物区地层
9
BH54RDX-1
256
20.7
10
BH64RDX-1
215
26
3、在1999年，102枪装127弹射孔器开始大面积推广并见到显著增油效果的基础上，2001年，穿透深度更深的1MD-3射孔器初步得到应用，具体效果见表1-1-2。
表1-1-2采油七厂1MD3射孔与邻井产能效果对比表
完井方式
井数
射开厚度（m）
初期产能（t）
平均采液强度t/dm
平均采油强度t/dm
砂岩
有效
日产液
日产油
1MD3
4.7
2.9
3.5
0.74
YD-89
5.3
2.3
0.43
4、随着聚合物驱油技术的应用，大孔径102射孔器由于其可增加射孔孔道的泄流量,降低注入压力,减少因机械降解作用而带来的溶液粘度下降,已在注聚合物区块得到广泛应用，见到了很好的应用效果。
第二节射孔器材检测技术
为了保证射孔施工的质量，需要对射孔器材的性能和质量进行检测作。
一方面，对新研制开发的射孔器在推广应用之前，都要进行一系列性能检测；
另一方面，不定期对生产所使用的射孔器材质量进行抽查。
上述工作由大庆油田射孔器材质量监督检验中心进行，其检验标准等效采用的APIRP43第五版检测标准。
射孔器材检测的项目主要有：
一、混凝土靶检测
检测参数为混凝土靶穿孔深度、堵孔深度、孔眼直径、内毛刺高度。
二、砂岩靶检测
射孔砂岩靶射孔检测在实验室模拟井下条件（围压、井压、孔隙压力）打靶，检测射孔器在井下的作用效果（穿深、孔径、流动效率）。
三、高温常压穿钢靶检测
用以检测射孔器的高温稳定性。
检测参数为钢靶穿孔深度、堵孔深度、孔眼直径。
四、高温高压检测
通过模拟井下温度（最高工作温度300℃）、压力（最高工作压力200MPa）试验，检查枪体耐压及密封情况。
五、模拟井检测
模拟井是一口深度为500m，内径为384mm的实验井，其实验压力20MPa、温度50℃。
模拟井检测是目前世界上独有的一种更接近于实际情况的一种检测方法。
它可实现射孔对套管、水泥环质量影响的地面检测。
第二章射孔深度控制系统
随着大庆油田勘探开发工作的不断深入，薄差层的开发也变得越来越重要。
如何提高这些地层的开发效果成为亟待解决的问题，而准确射开这些地层是后续增产作业成功的前提。
大庆油田的射孔深度控制技术历经四十多年的发展，已由最初的“麻绳、尺子加剪刀”发展到目前的数字化射孔深度控制系统。
通过新技术的应用以及强化过程管理，射孔的准确性得到了很好地保证。
第一节射孔深度校正
准确的射孔深度计算是保证射孔准确的前提。
近年来，计算校深又逐步与高科技相结合，研究出了自动化标图、自动化校深技术，开发了第三代射孔深度计算软件，使该项工艺越来越规范化、标准化、科学化。
一、射孔自动化标图、校深
由于套前与套后测井曲线存在一定深度差值，必须进行深度校正，以往通过人工校正，存在人员素质、人工读值视差等诸多影响射孔精度的因素，我们通过不断的努力并与实际经验相结合，最终实现了标图、校深自动化。
其流程见图1-2-1。
二、射孔深度计算
射孔深度计算包括射孔通知单的录入、联炮图的生成、深度计算三个部分。
其流程见图1-2-2。
（一）射孔通知单的录入
根据提示按照射孔通知单输入相关内容。
在输入数据过程中可随机进行检查，修改后系统自动进行重新计算，输入完毕后将所有数据存盘退出。
（二）联炮施工图软件
联炮施工图软件是基于大庆油田射孔作业中常用的射孔方式而编写的。
做到了针对不同的射孔方式有不同的射孔次序、不同的下井枪身长度；
针对不同的井内状况可以调整下井排炮的次序及长度；
针对不同油层校正值的区别，采用不同的下井次序等。
联炮施工图的生成是利用计算机自动控制来实现的。
（三）射孔深度计算软件
可根据录入的射孔相关数据自动进行标准接箍的选择，次数的划分，上提值、丈量值、点深等数据的计算，并生成射孔施工软盘。
第二节数控射孔取心仪
DB-Ⅲ型数控射孔取心仪是一种新型数字化射孔仪器。
在设计上达到了数字化记录井下信号及数控射孔施工的目的；
在操作上实现了简单化，减少了人为干预；
在功能上,与SQ-691相比增加了计算机自动识别信号功能，微机系统的自动控制功能，数据采集及处理的模数转换功能，中文菜单，图形显示及信号识别的人机对话功能，GR测井功能；
注磁法短接定位及单芯电缆多道传输技术得到应用；
显示屏跟踪显示井下信号，从而判断井下仪运行情况，避免电缆打结等情况的发生；
射后资料磁盘化，并进入射孔作业局域网，最终实现数据共享；
可采取不停车自动点火方式，点火深度误差±
2cm，消除了停车点火造成的电缆变化误差；
采用数字化采样、存取数据，消除了SQ-691型射孔取心仪的机械和人为误差，提高了射孔精度，满足了薄油层开发的需要。
其优点有：
（1）避免了误射孔；
（2）射孔系统深度误差可控制在10cm以内。
第三章射孔工艺技术
近年来，射孔完井技术有了长足的发展，由原来单一的电缆射孔向能够适应各种不同地质条件和开发方案要求的斜直井射孔、小井眼射孔、侧钻小井眼斜直井射孔、水平井射孔和侧钻小井眼水平井射孔等多种施工工艺、多种弹型的系列化方向发展，满足了油田勘探开发的需要，取得了一定的地质效果和经济效益。
第一节输送方式
一、电缆射孔工艺
电缆输送射孔技术是用电缆将射孔器输送到目的层的射孔技术，电缆输送式套管射孔是在套管内，用电缆把射孔器输送到目的层，进行定位射孔。
包括无枪身和有枪身套管射孔。
1、电缆输送式套管射孔现场施工过程
电缆输送式套管射孔主要向深穿透、高孔密、大孔径方向发展。
有枪身套管射孔目前主要使用60型、73型、89型、102型、127型等。
因此主要以介绍电缆输送式有枪身套管射孔。
（1）装炮、联枪
1）按照排炮设计要求选取合适的炮弹、导爆索、弹架及枪身；
2）按照排炮设计要求联炮，并检查联炮质量；
3）对选取的枪身进行检查，枪身必须不弯曲、首次定位射孔。
（2）射孔深度定位
1）自然伽玛曲线定位
联接好仪器。
在井口对零，打开恒电源，调节供电电流到160mA-170mA，当电缆下到预定深度后，上提电缆测量自然伽玛和套管接箍曲线，测速为800m/h-1000m/h。
按测井原图预定要求跟踪测量出两个标志层，分别量出与最近的套管接箍的距离，其与测井原图预定长度误差小于0.5m，并且核对所测井段内的套管长度及标准接箍深度，确定标准接箍，进行注磁，检查无误退出射孔主程序。
起出自然伽玛-磁性定位器-注磁仪（GR-CCL-ZC）三组合仪，换接磁性定位器-注磁器（CCL-ZC）两组合仪，连接射孔器，下井定位射孔。
2）七组接箍或短套管定位
在射孔井段内含首次标准接箍的7-10根套管中，任意相邻两根套管长度相差0.4m以上，首次射孔可采用短套管定位方式，否则采用七组接箍定位方式，当电缆下至预定深度，上提电缆测量预定的套管长度及接箍深度（测速为2000m/h），对照测井原图核对各项数据，无误后方可施工。
（3）射孔点火
1）自动方式点火
应在电缆下至预定深度上提测量时，打开高频起爆仪电源开关，点火电压上升至120V-150V，当上提倒记数值小于0.5m时，按下点火保险到达点火深度，自动引爆井下射孔器，射孔器引爆后马上关闭高频起爆仪电源开关。
2）人工方式点火
电缆下至预定深度上提测量时，不打开高频起爆仪电源开关，待上提倒记数值回零绞车刹死，对零误差不大于0.5m。
打开高频起爆仪电源开关，充电至额定值，选择手工点火预测深度，按下点火保险，射孔器引爆后马上关闭高频起爆仪电源开关。
（4）做下次射孔记号
1）自然伽玛曲线定位点火后，选择做磁记号工作状态，将电缆下至预定深度，上提电缆测至下次射孔的下标，注磁上提值开始倒记数，对零时绞车刹死（对零误差不大于0.1m）。
打开注磁电源开关，调整注磁电压（280V-300V），选择手工注磁项，按回车键开始注磁，注磁指示灯灭后，用3000m/h的速度上提电缆，核实注磁记号（测至下次射孔标准接箍时，仪器提示注磁是否成功）。
成功后起出电缆。
2）七组接箍或短套管定位后，选择做下次射孔记号工作状态，丈量值开始倒记数，对零时绞车刹死（对零误差不大于0.1m）。
在电缆上绑扎记号。
起出电缆。
（5）余次射孔
1）自然伽玛曲线定位时，测注磁记号，确定标准接箍，上提对零点火后做下次射孔记号。
（参照自然伽玛曲线定位。
）
2）七组接箍或短套管定位时，下放电缆到预测深度，上提测量确定标准接箍，上提对零，绞车刹死，复核电缆上的点火记号（误差在规定范围），吻合后，点火做下次射孔记号（参照七组接箍或短套管定位）。
2、电缆输送射孔技术特点
（1）电缆输送射孔的优越性
1）适应各种各种无枪身和有枪身射孔器；
2）施工快捷。
（2）电缆输送射孔的缺点
1）由于携带射孔器长度有限，下井次数较多；
2）由于在施工时需要采用动密封，若发生井喷，不易控制；
3）对于一些补孔井，由于井内结蜡或油稠，下井较困难。
二、油管输送射孔工艺
油管输送射孔简称TCP，是国外二十世纪70年代发展起来的一种射孔方法。
在二十世纪八十年代又得到快速发展，技术逐渐完善，特别是在大斜度井、水平井、高温高压井、防砂井和低渗透地层的射孔作业等方面具有其它射孔方法所不具备的优势，因而促进了完井技术的发展，得到了广泛的应用。
1、油管输送射孔的原理
油管输送式射孔的基本原理是把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串连在一起连接在油管的尾端，形成一个硬连接的管串下入井中。
通过在油管内测量放射性曲线或磁定位曲线，校深并对准射孔地层。
可采用多种引爆方式引爆射孔器，同时可实现负压射孔、正压射孔等特殊射孔条件。
2、油管输送式射孔的特点
（1）可采用各种有枪身射孔器，以便实现高孔密、深穿透、大孔径、多相位射孔的需要，从而获得最佳的油气井产能状态；
（2）可实现较高的负压值射孔，保护油气层提高产能；
（3）一次下井可同时射开较长的井段或多个层段的地层；
（4）可以进行电缆射孔难以施工的大斜度井、水平井、稠油井等复杂井的射孔作业；
（5）对高压油气井射孔，安全可靠可防止井喷；
（6）可与地层测试联作，缩短试油周期，准确录取地层资料，有良好的经济效益。
3、油管输送射孔工艺流程
（1）TCP的施工设计
在用户给出了射孔层段和射孔要求之后要做出三种设计：
1）射孔枪柱设计
2）设计确定起爆压力
3）设计射孔管柱。
射孔管柱的设计要根据地层压力、岩性、含油情况、渗透率和井眼套管结构，完井液情况，负压要求，投产要求等来设计引爆方式，负压的构成方法以及封隔器类型和安全接头、液压减震器等。
（2）室内准备工作
1）选择射孔器材和火工品
2）对射孔器材和火工品进行检验
3）组装射孔器和起爆装置
4）检查装枪质量，正确使用火工品
（3）现场施工步骤
1）射孔队到达井场后，按设计要求进行枪串连接，安装起爆装置。
2）连接下井工具，丈量油管及定位短节的深度设计
3）填写下枪管柱示意图及施工单
4）监督作业队下管柱，直至管柱下到预定深度
5）进行深度定位、校深，计算出管柱调整值
6）调整管柱、安装井口，引爆射孔器，监督射孔器发射情况
4、油管输送一次定位射孔
油管输送一次定位射孔就是利用地层自然伽玛特性，采用测井自然伽玛曲线对比，选定标志层，确定理论短标距。
现场实测自然伽玛曲线，确定标志层，计算出实际短标距，确定枪身调整值，调整管柱定位点火。
（1）标志层的选择
采用套后CCL—GR测井曲线的自然伽玛曲线，在射开油层顶部以上5m—60m内选择标志层。
1）标志层要求层位明显，曲线正负差异大，尖峰或波谷突出。
2）标志层确定后应在图中注明，并将深度点做出明显标记，写出深度读数。
3）在标志层以浅最近处确定2个辅助标志层，方法同上。
（2）理论短标距
理论短标距就是指射孔器对准目的层时，定位短节上接箍中点至标志层深度的距离计算公式：
a=（b+c-d）-e
a---理论短标距
b---油顶深度
c---校正值
d---炮头长
e---标志层深度
（3）实测短标距
实测短标距就是实际管柱下井后，定位短节上接箍中点至标志层深度的距离。
（4）管柱调整值
管柱调整值=实测短标距-理论短标距
近年来，随着注水开发工作的不断深入以及注聚合物区块的不断增多，造成了部分地层异常高压，射孔施工时，遇到异常高压层，在用清水和完井液压井无效后，只好采用泥浆压井，射孔完井后，个别井出现了不产液情况。
针对这一问题，对于存在异常高压地层区块，采用了油管输送射孔方式，保护了油气层。
为了适应特殊井射孔的需要，我们研究了油管传输多层射孔分级起爆技术，该项技术起爆与传爆结构合理、成功率高、安全可靠，从而使我公司的油管输送式射孔技术达到了国内领先水平。
为了适应外部市场开发的需要，研究开发了油管传输射孔丢枪工艺。
油管输送式丢枪射孔工艺是通过丢枪接头来实现的，射孔枪身是靠钢球承重悬挂在丢枪接头上，射孔后加压，当压力足够大时，剪切销被剪断，钢珠进入凹槽，丢枪接头下部脱离机构与射孔枪一起脱落。
该工艺在塔里木油田得到应用。
第二节射孔工艺技术
一、水平井射孔技术
“水平井射孔技术”是国家“八五”重点科技攻关的配套项目，大庆油田水平井开采的主要对象是低丰度、低渗透、低产的“三低”油层，需要压裂改造方能投产。
当水平井的油层胶结很差或油层需压裂改造的情况下，在油层套管较低的一侧射孔比较合适，使射孔孔眼在油层水平面的下方，见图1-3-1。
图1-3-1水平井低边定向射孔示意图
因此，产层流体上行流动，避免了油层吐砂及后期开采套管沉砂问题。
另外，还为压裂提供了沿油层两侧延伸的水平通道，避免垂向通道可能造成的油层顶底盖层被压开的问题。
为此我们开发研制了几种低边定向射孔枪。
一种是弹架旋转低边定向射孔枪，它主要由枪体、弹架、配重块、轴承等组成。
由于采用了这种结构，不论射孔枪体随着水平段井眼如何转动，相邻二个射孔弹相位均为低边夹角120°
，这样就达到了低边发射的目的。
它的特点是结构紧凑，灵活可靠，不受枪身外部环境的影响，安装比较容易，起下安全顺利，它适合于射孔井段多且井段较短的井。
另一种是枪身旋转低边定向射孔枪，它在井下的管柱组合为：
引鞋+射孔枪+传爆接头（带导向块）+……+压力起爆器+旋转接头+油管至井口。
在射孔枪组的顶部接一个旋转接头，再在每两支枪间的传爆接头上加工有导向块，弹架和射孔弹及枪体是相对固定的。
由于射孔枪的形心与重心不重合，产生一个扭转力矩，在进入造斜段后射孔枪便在此力矩作用下，开始转动，使重心向下、形心在上沿水平段前进，以保证射孔弹发射方向是低于水平面，从而达到低边发射的目的。
依据上面的技术原理，根据油田开发的需要，我们还研制成功了水平180°
射孔枪，以及三相位水平井射孔枪等，水平井射孔枪已形成系列化。
二、复合射孔技术
复合射孔工艺技术是一项集射孔完井与高能气体压裂（简称HEGF）于一体的高效完井技术。
它能一次完成射孔和高能气体压裂两道工序，做到在射孔的同时对近井地层进行气体压裂，形成多条微裂缝，并可解除钻井、固井、射孔等过程对地层的污染，从而改善近井地层导流能力，提高射孔完井效果，达到射孔完井和增产、增注的目的。
1、作用机理
由于复合射孔技术是聚能射孔与高能气体压裂技术的结合，因此，有必要介绍高能气体压裂的作用机理。
高能气体压裂和爆炸压裂、水力压裂有着本质的不同，对比其压裂过程中的P-t曲线（图1-3-2所示）可以清楚地看到这一点，表1-3-1列出了三种增产措施的主要参数。
表1-3-1三种压裂方法的主要参数
压裂方法
峰值压力
（MPa）
升压时间
（S）
加载速度
（MPa/S）
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