双复射孔器

该文分析了现有射孔器存在的问题。论述了复式射孔枪的原理结构，复式射孔弹的原理结构，提出新井（或新层）应当首选双复式射孔技术的观点。双复式射孔器主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。复式射孔枪是由内枪和外枪双层枪组合而成的。采用双层枪可以尽量减薄枪壁的厚度并解决枪体胀径超标问题。为适当扩大枪体外径和内径提供了条件，达到增加枪内炸高、提高射孔弹穿深的目的。外枪采用小直径薄底盲孔，以减小射流通过盲孔的能量损耗。外枪不预制泄压孔，仙枪采用全封闭结构，以实现复式射孔弹能量的集束释放。复式射孔弹是由增效头（内装火药）与肩台装药式射孔弹两部分同轴组合而成。复式射孔弹拉近了射流峰压与火药燃气峰压的时差，加速了火药燃气脉冲沿射流方向同轴加载的过程。射孔弹采用肩台式装药，进而增强扩孔造缝的威力。因为该型射孔器既可以适当扩大枪径，又具有穿孔深、孔容大、造缝、解堵力强、减小对套管损伤等特点，因此提出在新井（或新层）特别是在中、低渗透油层中射孔，应当首选双复式射孔器。     

双复射孔器

分析了现有射孔器存在的问题。论述了复式射孔枪和射孔弹的原理结构。双复式射孔器主要由复式射孔枪、复式射孔弹两部分组成。复式射孔枪是由内枪和外枪双层枪组合而成，可以尽量减薄枪壁的厚度并解决枪体胀径超标问题。外枪采用小直径薄底盲孔，以减小射流通过盲孔的能量损耗，不预制泄压孔；内枪采用全封闭结构，以实现复式射孔弹能量的集束释放。复式射孔弹是由增效头（内装火药）与肩台装药式射孔弹两部分同轴组合而成。复式射孔弹拉近了射流峰压与火药燃气峰压的时差，加速了火药燃气脉冲沿射流方向同轴加载的过程。射孔弹采用肩台式装药，进而增强扩孔造缝的威力。因为该型射孔器既可以适当扩大枪径，又具有穿孔深、孔容大、造缝、解堵力强、减小对套管损伤等特点，因此提出在新井（或新层）特别是中、低渗透油层中射孔，应当首选双复式射孔器。     

双复射孔器性能实验研究与应用

双复射孔器由复式射孔枪和复式射孔弹组成。双复射孔器有2种系列,一种是射孔弹前仓配未装火药的适用于高渗透油藏的复式射孔器;另一种是射孔弹前仓配装火药的适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构,使射孔弹和火药能量得到充分利用,与一般的枪径及弹型的射孔器比较,其穿孔深度提高7%以上,孔容提高10%以上。经地面枪体胀径实验、固弹方式、穿深对比实验证实,双复射孔器枪体胀径符合标准,固弹方式牢靠,其性能明显优于其他类型的射孔器。该项成果已在胜利油田应用400多口井,见到良好的效果。     

双复射孔器性能实验研究与应用

双复射孔器主要由复式射孔枪和复式射孔弹组成。双复射孔器有两种系列，一种是适用于高渗透油藏的复式射孔器；另一种是射孔弹前仓配装火药，适用于中低渗透油藏的双复式射孔器。由于采用了复式射孔枪和复式射孔弹结构，使射孔弹和火药能量得到充分利用。因此与一般的枪径及弹型的射孔器比较，其穿孔深度提高7％以上，孔容提高10％以上。特别是双复式射孔器，经地面多种模拟实验证实，它具有极强的扩孔造逢效力。该项技术已在胜利油田应用300多口井，见到良好的效果。     

双复射孔器的研究及在胜利油田的应用

双复射孔器(射孔枪使用复式射孔枪，射孔弹是复式射孔弹)是胜利测井公司研制成功的新型射孔器。采用内外枪结构，外枪减薄承受外压，内枪(不同于弹架)加厚承受内压，内枪加厚为外枪减薄提供条件，同时提高射孔弹的内炸高，提高射孔弹的穿深；复式射孔弹采用火箭推进剂为能源，在射孔的同时通过射孔孔眼对地层实施压裂、造缝，是中、低渗透油层首选的射孔器。本文对双复射孔器在胜利油田的应用作了简要的介绍与分析。     

双复射孔器在胜利油区中低渗透油藏的应用

双复射孔器主要由复式射孔枪和复式射孔弹组成,其独特的内外枪体及轴向装药结构解决了常规射孔器枪内炸高严重不足和复合射孔器火药能量利用率低的问题。现已形成双复射孔器系列,应用时可根据地层物性和井眼条件选择相应的射孔器。在相同地层条件下,双复射孔器的应用效果明显优于普通射孔器,并具有压裂效果。该技术为消除钻井泥浆污染造成的油层表皮伤害和沟通油层天然裂缝提供了新的技术手段,特别适用于中、低渗透性油层的开采。该技术已在胜利油区全面推广应用。     

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。     

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。     

选择恰当的射孔器

20年前,射孔器的选择基本上仅限于套管射孔器或过油管射孔器,所有射孔器均由电缆 传送。聚能射孔弹可以针对不同尺寸、枪型产生最大穿深。那时,射孔时很少考虑射孔伤害及油藏特征。但人们却注意到了射孔密度,射孔相位,入口直径对井的产能有重大影响。利用负压射孔可以消除射孔伤害。普通完井、砾石充填和压裂增产对射孔均有不同的要求,不仅要求聚能射孔弹类型不同,而且射孔密度和射孔相位也不相同。与不同尺寸和重量的套管配合使用,可给出许多射孔枪、聚能射孔弹、射孔密度和射孔相位结合。这里简要介绍不同类型的射孔要求;普通完井、防砂、控砂和压裂增产。     

爆轰与聚能射流下射孔枪和套管的应力强度耦合仿真分析

为了探明聚能射孔爆轰冲击载荷下套管的力学性能,在LS-DYNA软件中建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型,应用ALE算子分离算法,实现爆轰、药型罩固流转化、侵彻套管和射孔枪的大变形与流固耦合仿真,分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度、套管和射孔枪强度的影响。结果表明,射孔枪射孔孔径为18.7 mm,套管射孔孔径为7.7 mm,穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量;射孔枪各孔相连125 mm宽带内,最小应力774 MPa,接近材料屈服强度,高爆轰压力作用下发生了“胀枪”;对比单射孔弹射穿套管,3枚射孔弹所用时间减少了8 μs,最大应力增加了260 MPa,并且套管应力值超过材料屈服强度范围(较单枚增加了2.5 mm的圆环),爆轰重叠区域中心的套管应力也提高了739 MPa,说明爆轰波弹间的叠加加重了对套管的伤害。研究结果为射孔枪安全优化设计和爆轰冲击下套管的力学性能分析提供了技术指导和新思路。     

小井眼射孔器的研制和应用

该文分析目前小井眼射孔的现状。对新研制的小井眼射孔器的射孔弹和射孔枪的结构及弹架的设计作了简要的说明．小井眼射孔器通过改善射孔弹的装药结构。扩大射孔枪的外径。减小套管与射孔枪的间隙。达到扩大入口孔径、增大孔容和提高穿孔深度的目的。从而达到提高采收率的目的。     

小直径深穿透射孔器研制

本文从影响小直径深穿透射孔器穿深性能的几个主要因素：装药结构、药型罩结构、药型罩配方、枪内炸高、射孔弹的射流特征等出发，阐述了它们对小直径深穿透射孔器性能的影响规律，论述了提高小直径射孔弹穿深性能的主要手段；对小直径深穿透射孔器研制过程中取得的几点心得加以总结，为今后的研制工作提供参考。     

等深盲孔对射孔枪耐压及穿深性能的影响分析

高压射孔枪大多通过加大壁厚来提高耐压值,但同时又增加了射孔弹穿透枪管的能量损失。鉴于此,提出了等深盲孔这一新概念。利用ANSYS建立了一系列不等深盲孔和等深盲孔射孔枪的有限元模型,对比分析不等深盲孔和等深盲孔对射孔枪耐压性能的影响,结果表明等深盲孔射孔枪的耐压性能优于不等深盲孔射孔枪,平均提高9.3%,其中盲孔深度3.5 mm的SQ89×8.8 mm射孔枪和盲孔深度4.0 mm的SQ89×10 mm射孔枪采用等深盲孔结构后耐压性能分别提高了18.68%和16.65%。利用True Grid建立了射孔弹侵彻不等深盲孔和等深盲孔的有限元模型,通过仿真发现,等深盲孔比不等深盲孔更能减少射流能量损失,提高射孔器穿深。研究结果为高抗压深穿透射孔器的研制提供了新的思路。     

新型超深穿透射孔弹

为提升射流质量,增加射孔穿深性能,根据射流侵彻基本理论,从射流微元形态对侵彻性能影响分析入手,通过对新型装药结构、药型罩结构设计及药型罩配方的研究,大幅提升了炸药利用率,增加了炸药能量对药型罩的有效作用时间;通过对壳体结构的调整,提高与药型罩参数的匹配度,提高了射流质量,使102型射孔器混凝土靶平均穿深提高27%。在大庆油田某区块5口生产井试验应用,平均采液强度比相邻常规射孔弹射孔的井平均采液强度提高显著。新型超深穿透射孔弹的研制可以提高油田采收率,为油田低渗透储层高效开采提供射孔弹新产品和新技术的支持。     

双复140型定向射孔器的研制及其在郑科平1井的应用

介绍了胜利油田郑科平1井的地质概况、所属区块的油藏特征以及对射孔施工的要求.对射孔枪的材质、定向方式、射孔弹结构、药量,射孔弹的布孔方式等进行理论分析和现场试验,从而研制出了双复140型定向射孔器,并对其设计思路、设计难点、现场试验结果作了详细介绍,在郑科平1井的应用中达到应有的效果.     

HSD89型深穿透射孔器研制

研制了集高穿深和高孔密于一体的HSD89型射孔器。分析了影响深穿透射孔器穿深性能的装枪孔密、射孔弹排列结构、弹间干扰、枪内炸高、射孔弹装药结构和药型罩等因素,阐述了在高孔密条件下弹间干扰对射孔器性能的影响及炸高对射孔弹性能的影响。认为当射孔器直径较小时,射孔弹的开口和高度是提高射孔器的穿深性能的2个关键参数。在设计中采取多种措施增加弹间距,以减少弹间干扰,保证穿深。详细介绍了多种设计方案的试验筛选过程。经检测,产品孔密26孔／m,混凝土靶平均穿深409mm、套管平均孔径9．0mm,达到了设计要求。     

三射流射孔技术

三射流汇聚射孔技术通过引爆一组上中下三个射流共面聚焦的射孔弹,上部和下部射孔弹产生的射流以一定角度在地层交汇,穿孔后释放两发射孔弹间的地层应力,而位于中间位置的射孔弹,延迟引爆,穿过地层应力减小的区域,射流由于受这一有利因素的影响,其穿深大于普通射孔穿深,并且三个射孔孔道的射孔压实带相互被破坏,提高了射孔孔道的导流面积和导流能力。通过对三射流射孔技术的原理、特点进行阐述,提出今后发展方向。现场应用证明,该项技术能够提高注入井的注入效果和采出井的采液强度。     

多级火药装药技术在超正压复合射孔中的燃烧机理分析及试验研究

分析了超正压复合射孔中多级火药装药在井下作功的燃烧机理，简单叙述了试验概况。结果表明：利用复合射孔枪上下位置、弹架内外有效空间。分别安置多级火药装药，采用不同的点火方式和装药结构，控制每级装药不同的发火时间和点火延迟期，可避免多级装药在井下点火燃烧过程中产生峰值压力叠加，保护套管，实现复合射孔较大的火药装药量，较长的燃气压力脉冲作用时间，达到较理想的射孔延缝深度与宽度。     

渤海测井首创国内89枪穿深纪录

9月16日，渤海钻探工程公司测井分公司两次成功使用89枪SDPI米射孔弹完成滨84×1井射孔施工，实现国内超深穿透射孔器穿深达到1米技术指标的突破，首创国内89枪穿深最高纪录。     

燃气动力正压复合射孔技术的试验研究

本文叙述了燃气动力正压复合射孔技术的原理、基本结构、装药设计、地面模拟试验及现场试验情况。结果表明燃气动力正压复合射孔技术利用一级和二级动力火药在射孔弹穿孔作用前后加压，燃气冲击造缝能力强，是解除近井地带污染，破碎射孔压实带的一项射孔新技术。