新型水平井复合射孔枪研究与应用

目前大庆油田水平井均采用φ139.7 mm套管,由于水平井水平段起伏波动常造成套管变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种新型水平井射孔枪。通过严格的枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了95型水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹。新型射孔枪的平均穿深达到645 mm以上,比89型水平井射孔枪穿深提升29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔。通过室内试验检测了95型水平井复合射孔枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。大庆油田现场试验证明,研制的新型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

新型水平井复合射孔枪研究

大庆油田水平井通常采用的是φ139.7 mm套管,由于水平段起伏波动造成变形,使得套管内有效内径变小,需要研制一种在102型与89型之间的、适合在φ139.7 mm套管水平井内使用的新型水平井射孔枪。通过枪身材质优选、弹架结构设计、枪身连接结构设计和新型射孔弹开发,研制了新型95水平井射孔枪和新型深穿透射孔弹,平均穿深达到645 mm,比89型水平井射孔枪穿深提高29%,并且能够实现在水平井射孔段内任意方向定向射孔;研制了新型95型水平井复合射孔枪,检测了该枪的安全性能指标,优化出了最佳火药装药量。在大庆油田现场试验证明,新型95型水平井复合射孔枪完全满足水平井复合射孔的需要。     

复合射孔枪身应变率测试的实验研究

为了实际了解射孔枪身在爆燃冲击载荷作用下的应变速率,通过实验测试研究,掌握了复合射孔枪应变率的分布特点和范围,即在复合射孔中射孔枪的应变速率在2000~5000s-1,此结果表明霍普金森冲击试验(SHPB)的应变速率设定能够满足这个范围要求,冲击试验有效可行。实验研究结果能够指导率相关的枪身材料动态性能试验研究,确定应变率试验测试范围和材料动态本构方程,为复合射孔枪抗动载荷能力的数值模拟分析奠定基础。     

全通径射孔枪的研制和应用

为满足国内全通径射孔作业的需要,开发了全通径射孔枪。它主要由全通径点火头、全通径射孔枪身、全通径夹层枪身、口袋枪、粉碎式射孔弹和丢手枪尾(或排气枪尾)等组成,采用油管输送、机械投棒点火方式,在射孔的同时,可保证枪内零件破碎,实现射孔后整个射孔枪管串全部贯通,无须起管柱就可直接进行生产测井、酸化压裂、地层测试和采油等作业。现场应用表明,全通径射孔枪结构简单,性能可靠,各项技术指标均达到了设计和施工要求。     

TCP+APR联作射孔负压值设计及校正方法

为有效捕捉TCP+APR联作测试中射孔井段附近井筒的射孔瞬时压力、温度、管柱震击等数据,采用在射孔枪的底部安装超高速采点压力计施工工艺。通过分析射孔瞬时压力数据、测前负压设计、射孔枪及射孔弹等参数,进行实际负压值与设计负压值的对比;进一步构建枪身体积/泄压面积的复合影响参数,建立该参数与压力差值的关系式,进行负压设计值的校正。分析表明,负压射孔实际负压值较设计值大,且二者差值的大小受射孔枪枪身体积、泄压面积等因素影响;负压大小与射孔枪泄压面积呈负相关,而与枪身体积成正相关。射孔压力计数据的应用有助于完善负压值设计,校正实际射孔负压值,优化射孔参数和测试管柱设计。     

复合射孔技术在×53-平37水平井中的应用

水平井复合射孔由于射开厚度大,设计药量多,施工风险高,极易发生安全事故。为了保证施工安全,采取了7项技术措施,包括复合射孔枪优选;射孔枪身耐外压检测;枪身盲孔泄压检测;起爆方式优选;压裂火药用量设计;管柱应力分析;施工安全控制。通过7项技术措施,保证了施工的安全性,圆满完成了该水平井的复合射孔施工,为水平井复合射孔继续深入研究积累了经验。     

复合射孔枪在井液环境中冲击响应的数值分析

针对9mm壁厚的102射孔枪在井液环境下的抗动载能力进行了系统的数值分析,用有限元软件流固耦合算法模拟了射孔枪在井液环境下的冲击响应。计算结果表明,射流孔及泄压孔孔边纵向位置的应力集中最明显,即枪身沿轴向裂开的可能性较大。另外,对影响射孔枪胀形量的一些因素进行了分析,结果表明枪内压力及射孔枪壁厚对射孔枪胀形量的影响较大,而岩石刚度对射孔枪胀形量的影响较小。     

复合射孔技术在肇53-平37水平井上的应用

采用复合射孔工艺方法对肇53-平37井进行射孔完井。由于射开厚度大，设计药量多，施工风险高，极易发生安全事故。为了保证施工安全，采取了七项技术措施，包括：复合射孔枪优选；射孔枪身耐外压检测；枪身盲孔泄压检测；起爆方式优选；压裂火药用量设计；管柱应力分析；施工安全控制。通过七项技术措施，保证了施工的安全性，圆满完成了这口水平井的复合射孔施工，为水平井复合射孔深入研究积累了经验。     

J2-14-5202井事故原因分析及改进措施

介绍了J2-14-5202井的基本情况和事故发生经过。J2-14-5202井射孔枪发射后在地面发生枪体崩脱事故的原因是射孔后枪身内未完全释放的高压气体在拆卸时气流瞬间泻出。分析了事故原因:夹层枪内的导爆索爆炸产生的高压气流;射孔弹做功;弹架固弹体和传爆杆意外地完全堵塞了上下接头中心孔;夹层枪尾部涨径;天气原因使螺纹连接强度减弱。总结射孔枪设计中存在的设计缺陷,提出了在夹层枪上下固弹体上分别开槽,在夹层枪上下接头分别打偏心泄压孔,便于射孔后泄压,以及增强螺纹连接强度等改进措施。     

深穿透复合射孔技术研究

深穿透复合射孔技术是把射孔技术与高能气体压裂技术有机融合，综合改造油气层的一项新技术。重点对该技术的设计原理、室内试验、结构设计、现场应用等进行了深入的研究与探讨，包括：枪身的耐压强度计算，枪身螺蚊牙及强度的设计计算，枪身内火药燃烧速度、压力范围及温度的定量关系，射孔后火药燃烧的气体流速，射孔枪身内火药燃烧气体对射孔孔眼的冲刷作用及射孔枪身内火药气体射流的高能气体压裂作用。同时对该技术装置的装药结     

测井设备国产化又迈出可喜一步

3月2日，中国海洋石油测井公司塘沽分公司在曹妃甸18-2某井(该井是总公司“九五”重点产气井之一)进行射孔作业时，射孔管串下多处遇阻，经加钻压15吨后得以通过，同时由于该井套管破裂，采用了在TCP管串加装负载压阀，实现了负压射孔。这是我公司应用自制高温、高孔密(每米40孔)射孔枪，在井况较差的特殊井内的作业。由于枪身结构设计合理，     

Cause Analysis of J2-14-5202 Wall Accident and Its Improvement Measures

介绍了J2-14-5202井的基本情况和事故发生经过.J2-14-5202并射孔枪发射后在地面发生枪体崩脱事故的原因是射孔后枪身内未完全释放的高压气体在拆卸时气流瞬间泻出.分析了事故原因:夹层枪内的导爆索爆炸产生的高压气流；射孔弹做功；弹架固弹体和传爆杆意外地完全堵塞了上下接头中心孔；夹层枪尾部涨径；天气原因使螺纹连接强度减弱.总结射孔枪设计中存在的设计缺陷,提出了在夹层枪上下固弹体上分别开槽,在夹层枪上下接头分别打偏心泄压孔,便于射孔后泄压,以及增强螺纹连接强度等改进措施.     

51型无枪身射孔器的研制及其在四川广安气田的应用

四川广安气田主产层须六属典型的低孔隙度低渗透率产层,必须在射孔后再加砂压裂才能投产.在4个射孔-压裂方案中,选择了用51型无枪身射孔器过油管射孔然后加砂压裂的方案.论述了选用该方案的原因,51型无枪身射孔器的研制过程,射孔和加砂压裂施工简况.应用效果证明该方案是对低渗透气田开发的一种正确的射孔完井方法.     

复合射孔枪泄压孔及装药量对环空动态压力的影响研究

采用实验室模拟套管实验装置和动态压力测试技术,对复合射孔器枪身泄压孔及火药装药进行系列单发射孔单元的爆炸实验,研究在不同枪身泄压孔径、不同火药装药量条件下射孔弹和火药爆燃所产生的压力对环空压力变化过程的影响,以及不同泄压孔径时相同载荷和标准泄压孔时不同装药量对枪身安全性的影响.对相关研究内容进行了数值模拟分析,给出了多个实测p-t曲线图.实验和分析结果能够增强对复合射孔技术的进一步认识,对枪身结构设计、装药设计、安全性及个性化设计方面提供参考依据.     

射孔枪的优化利用

射孔枪成本比较高,在使用枪身时,如何避免浪费,从降低成本上要效益一直是大问题,本文就是通过分析论证,有效提高射孔枪的利用率。     

液体拒传安全磁电雷管的研制及应用

在油气井电缆传输有枪身射孔作业过程中,当射孔枪密封破坏,枪体中渗漏进液体时,容易发生炸枪事故.研制的在空气介质中传导爆轰、在液体中隔断爆轰的液体拒传安全磁电雷管很好地解决了这一问题.液体拒传安全磁电雷管必须安装在射孔枪的底部位置,经过在安塞油田的试验和应用达到了设计指标和目的.     

无围压射孔技术研究

为了保证施工安全,在射孔完井施工时井筒内要预留一定高度的射孔保护液,这样对于地层压力较低的井,负压值将难以实现,在射孔后射孔液就会进入地层,对地层造成伤害,影响油气井的产能.无围压射孔技术就是研究在高负压甚至无围压条件下实现射孔完井.介绍了无围压射孔技术的研究和初步应用,着重介绍通过对枪体、弹架材料的优选和结构设计,实现了射孔器在无围压条件下射孔完井.无围压射孔枪穿孔后,枪身孔眼、胀径符合SY/T5128-1997标准规定.应用无围压射孔技术对套管和水泥环的伤害较小,满足要求.通过现场应用取得了较好的效果,该工艺技术对低压、低渗油气藏特别是气井的射孔完井具有重要应用价值.     

新型水平井射孔枪的研制与应用

为了提高水平井射孔枪的定位精度和传爆可靠性，研制了2种新型水平井射孔枪。其中S系列常规水平井射孔枪采用内定向旋转的弹架总成结构和导爆索随动旋转的传爆结构，提高了水平井射孔作业的定位精度并保证了其安全可靠的传爆性能；水平井增效射孔枪在机械机构上实现了将水平井射孔技术和增效射孔技术两项技术合为一项，拓展了水平井射孔技术。多次现场应用证明，新型水平井射孔枪的各项技术指标均达到了设计要求，取得了满意效果。     

连续油管过油管射孔在渤海某井的应用

介绍了连续油管过油管射孔(CTCP)技术在渤海某井成功应用的情况.连续油管作业设备主要由驱动导向系统、防井喷系统、动力源、滚筒等组成.CTCP作业采用无枪身射孔枪,井口加压引爆;其技术关键是压力点火头与枪之间的可靠密封连接,引爆后的可靠传爆,点火头上端设置弱点接头,根据需要实施管柱安全保障和必要时弃枪的预案.作业结果表明,CTCP适合于大斜度井、水平井以及无井架井的射孔作业,全部作业过程不需要任何钻具,在施工期问可防止井喷,可实现负压射孔;在高压气井作业时其安全性高于过油管射孔和电缆射孔.这次CTCP作业为国内服务公司应用CTCP技术提供了参考.     

定向井连续油管机械定位射孔技术分析及应用

在大斜度井、水平井中采用连续油管输送射孔枪,存在卡钻、电缆及枪身难以下入等问题,使得射孔作业效率低,井控风险高.在分析连续油管机械定位原理的基础上,研制了新型机械定位装置.结合连续油管作业机独特的作业性能,形成了连续油管机械定位射孔工艺.该工艺技术已在58口井、114段定向井和水平井中应用,定位最大井斜达到84.26°...