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。     

φ114 mm大孔径高孔密射孔器研究

着重探讨了粉末罩大孔径高孔密射孔器的理论依据和设计方法,通过EFP(Explosively Fomed Penetrator)与射流的结合,实现了大孔径射孔弹粉末罩化,彻底解决了杵堵问题,114型粉末罩大孔径射孔器的混凝土靶的检测数据接近国际先进水平.     

Ф114mm大孔径高孔密射孔器研究

着重探讨了粉末罩大孔径高孔密射孔器的理论依据和设计方法，通过EFP（Explosively Formed Penetrator）与射流的结合，实现了大孔径射孔弹粉末罩化，彻底解决了杵堵问题，114型粉末罩大孔径射孔器的混凝土靶的检测数据接近国际先进水平。     

超高孔密等孔径射孔技术在南海西部深水气田中的应用

南海西部深水气田属高孔高渗透储层,射孔完井后需要进行砾石充填防砂。常规高孔密、大孔径射孔时,由于射孔枪在套管内无法保持居中状态,枪管与套管之间的间隙不一致,导致射孔孔径大小不一,造成不同孔径处砾石填充不均匀。文章提出一种高孔密等孔径的射孔方法,使得射孔孔径相对均一,配合砾石充填,以提高高孔高渗透储层气田的产能。对三种不同结构的药型罩进行射流数值仿真分析,得到最有利于等孔径射孔的药型罩结构,进而对该药型罩进行不同枪管与靶体之间间隙的钢靶有限元仿真分析,得到间隙分别为5 mm、15 mm、25 mm时靶体开口处的直径相对标准偏差仅为9.2%。对178型60孔/m射孔枪进行模拟井下整枪穿套管抗爆性能测试,结果符合国标GB/T 20489—2006的要求。混凝土靶偏心射孔试验结果表明等孔径射孔弹孔径偏差仅为9.8%,与数值仿真结果较为吻合,远小于常规大孔径射孔弹孔径偏差,且穿深性能与常规大孔径射孔弹一致。超高孔密等孔径射孔技术成功应用于南海西部X-2深水气田并获得高产,对国内其他高孔高渗储层的开发具有借鉴意义。     

射孔枪抗外挤强度的影响因素分析

射孔枪抗外挤强度是射孔器材设计厂家及用户关心的关键问题之一,应用SolidWorks软件建立射孔枪三维模型,再将其导入ANSYS有限元分析软件,建立了射孔枪三维有限元分析模型,考察了射孔枪抗外挤强度的影响因素及其影响规律。研究结果表明:抗外挤强度随孔密和孔眼直径的增加而减小,在其他条件相同的情况下,孔密为24孔/m射孔枪抗外挤强度比8孔/m时减小约8. 71%; 30°、45°、60°、90°、120°及180°等常用螺旋布孔相位角中,相位角为60°时射孔枪的抗外挤强度最高;盲孔深度对抗外挤强度的影响最大,随盲孔深度的增加,射孔枪抗外挤强度急剧减小;若同轴度和圆柱度公差大于1 mm,射孔枪抗外挤强度降低较多;随着入井温度的升高和轴向拉力的增大,射孔枪的抗外挤强度也会有所降低。研究结果可为研制新型射孔枪提供理论依据。     

基于有限元分析的高泵压压裂井射孔参数优选

高泵压压裂时套管的内外压差较大,易发生管体破裂或沿射孔孔眼撕裂问题。为了优选射孔参数,以尽量提高射孔套管的剩余抗内压强度,并为泵压控制提供依据,基于ANSYS有限元分析方法,以139.7 mm×9.17mm P110套管为研究对象,分析在内压、外压与轴向力共同作用下,不同射孔参数对套管抗内压强度的影响,以此优选出最佳的射孔参数。分析结果表明,对目前常用的射孔参数,孔径与相位角不变,孔密在8~24孔/m之间时,最佳孔密为18孔/m或20孔/m;孔密与相位角不变,孔径在6~16 mm之间时,最佳孔径为8 mm或10 mm;孔密与孔径不变,最佳相位角为60°或90°。     

高孔密、大孔径140射孔器的开发应用

部分油田的稠油开采采用出砂冷采技术,要求在射孔完井中尽量提高射孔孔眼的密度和孔径,高孔密、大孔径140射孔器就是为了满足出砂冷采技术需求开发的.着重介绍了高孔密、大孔径140射孔器的开发研制及其应用情况.通过对枪身器材的优选、射孔弹结构及性能的改进、布孔方案的设计,实现了孔密40孔/m,套管孔径28 mm,穿深246mm的技术指标.同时又对跟踪测量仪的结构进行了改进,提高了测量精度.通过现场应用取得了较好的增产效果,为今后进一步提高高孔密大孔径射孔器的性能提供了借鉴经验.     

Ф89型26孔／m高孔密射孔器的研制与应用

该文从提高5％in套管油气井产能的射孔方法研究入手，针对5％in套管的油气井生产现状，提出了研制Ф89型26孔／m高孔密射孔器，并在大港油田进行推广应用，通过与邻井20孔／m射孔器进行对比发现，该射孔器对提高油气井产能有明显效果。     

采用5.6 mm单心电缆进行射孔的一次尝试

在油田后期油井的增产措施中,电缆补孔作业占有相当的比例。传统的电缆补孔专业通常采用8 mm、12mm的多心电缆,5.6 mm单心电缆因其抗拉强度相对较小等因素,通常使用于试井、生产测井等方面,几乎从未被补孔作业采用。为了增加设备利用率、降低成本,华北石油测试公司经过对电缆、电缆头、射孔枪、射孔弹以及井次等诸多因素进行综合分析评定,认为在一定条件下可以采用5.6mm单心电缆进行电缆补孔作业。 　　实例施工井为一口老井,已无原油开采价值,为充分利用地热资源改为热水井。射孔井段为1523.0～1845.0 m,该部位有177.8mm和228.6 mm两层套管、两层水泥环。作业前进行了彻底通井和洗井,井筒压井液为清水,液面深度400 m。采用89枪102弹,孔密20孔/m,经计算装弹后的射孔枪每米自重不超过30kg,每炮按4 m计算,枪体自重120 kg。再考虑射孔瞬间电缆所受拉力、压井液对其压力及浮力等因素,估计电缆头综合受力不超过300 kg,远低于设计电缆头的破断力1080 kg,断定5.6 mm电缆本身不存在问题。但在具体施工作业时,为安全起见,先用2.O m射孔枪补射,然后用4 m射孔枪补孔,连续作业21井次,均获得圆满成功。从而打破了传统上的认识,使5.6mm电缆作业有了更加广阔的应用前景。 　　值得注意的是,利用5.6 mm电缆补孔,除必须严格按射孔操作规程施工外,对于直井、斜度不大的井,射孔枪长度能否再大,安全性如何,适用何种条件下的井况,有待于进一步的试验和讨论;对于复杂井,如大斜度井、套管变形井、结蜡严重的油井等,一定要采取相关有效措施后,再慎重选择是否采用5.6 mm的电缆。 　　一般地,为增大安全系数,仍建议最好使用8 mm以上的电缆作业。 　　供稿：华北石油测试公司 孔长城     

超长层段水平井射孔补偿式传爆及防卡技术

射孔枪传爆失败和射孔后管柱遇卡是长井段水平井射孔时易发生的现象。结合普光气田大湾区块地质特点,提出补偿式传爆技术和水平井射孔枪低磨擦阻力防卡技术。通过对普光气田大湾区块4口超长层段水平井的射孔施工结果分析,证实应用补偿式传爆技术及双向延时起爆技术可避免射孔枪传爆中断现象的发生;采用合理的射孔参数,102射孔枪装配低碎屑射孔弹、120°上相位、不同储层6~16孔/m变孔密射孔能满足酸压改造要求;使用低碎屑射孔弹等技术措施可有效防止射孔后管柱遇卡。     

胜利测井巴州分公司再创西部射孔新纪录

8月6日，经过近3天的紧张施工，巴州分公司新四队顺利完成了S3—3H井的水平井射孔施工任务，一次成功率和发射率均达100％。S3—3H井是西北分公司新区块的第一口重点水平井，设计井深5554m，射孔井段为5120-5490m共370m，采用102枪102弹，按孔密20孔／m全方位进行布孔，共装弹6703发，下井器材均要求耐高温高压。     

114 mm大孔径高孔密防砂射孔器在胜利油田的应用

如何在不影响油井产能的情况下有效地控制油井出砂成为射孔防砂技术的关键.胜利油田测井公司开发研制出一种114 mm大孔径高孔密防砂射孔器,能在射孔的同时起到防砂的作用.它适用于出砂层和稠油层射孔;配合防砂材料进行高压填充,防砂效果更为明显,因此,提高了油井产量,降低了采油成本.     

台4平1井完井工艺

为提高采收率和单井产能,改善油田开发效果,华北油田首次在砂岩油藏进行了水平井开采试验。针对第1口水平井——台4平1井的地质特点,通过多套方案对比,优选出?139.7 mm油层套管射孔完井方式,选用油管输送射孔工艺、近平衡压力射孔方式、89枪和89-Ⅲ弹、孔密16孔/m、180°下相位4排定向布孔方式,使用处理过的该断块地层污水作为洗井液和射孔液。为防止落物掉入水平段,研制出以Y241封隔器、KHT脱接器和泄压球座为主的防落物管柱。为今后水平井在华北砂岩油藏的进一步推广应用提供了经验。     

双复射孔器的原理、应用及前景展望

本文以双复102型射孔器的设计为例，介绍双复射孔器原理及应用。双复射孔器的原理就是利用复式枪结构实现无用能量的分解；利用复式弹及全封闭结构实现有用能量的集束释放，采用复式枪可以分解爆炸冲击波对射孔枪的作用，较大幅度地减薄枪壁的厚度，为扩大枪体外径和内径提供条件。扩大枪的外径可以减小射流在穿透井液时的损耗，提高射孔弹穿深，还可以使套管上的孔眼分布趋于均匀一致，有利于减小射孔对套管的损伤；扩大射孔枪的内径可以提高射孔弹的内炸高，达到提高穿深的目的，复式射孔弹缩短了射孔弹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，实现了能量的集束释放，提高了火药的效率，射孔弹采用肩台式装药，进而增强了扩孔造缝能力。双复射孔器设计上具有独到之处，提高了射孔器的各项主要技术指标，为中、低渗透油层的开发提供了更有效的技术手段，是新井（或新层）射孔首选的射孔器，具有广泛的推广应用价值。139.7mm以上的各种套管井中使用的射孔器都可以按照这种原理进行设计。     

射孔器参数的优化设计方法

随着射孔技术的发展,对射孔器相关参数设计的要求越来越高。文中介绍了几种国内外射孔器相关参数的优化设计方法,对国内外所用的大孔径、高孔密射孔器进行了对比分析,同时还对相位角优化设计做了简单介绍。在高孔密、大孔径射孔器的设计中,为了使用最小外径的射孔弹,要对聚能罩开口端进行最小外径设计;为避免弹间干扰,要保证导爆索的中央与枪身中线的距离不大于枪身内径的10％。射孔器参数的优化设计主要是对射孔弹相位角进行优化,使射孔孔眼间距最大化,避免连接带的断裂。井筒半径、孔密、枪型都能决定孔眼间的最大距离。     

文昌气田高温超长跨距井射孔工艺选择与管柱安全研究

珠江口盆地文昌9-2/9-3/10-3气田属于低孔低渗储层,在分析射孔技术难点的基础上,对该气田各井进行了射孔方案选择和射孔段划分,确定了长夹层射孔采用多级增压起爆的射孔方式,并针对气田储层特征对射孔枪型、孔深、孔密和枪弹组合进行了优化。该射孔工艺与管柱安全分析研究对文昌三个气田的开发提供了具体的施工方案选择和安全优化,对南海西部类似气田射孔方案选择提供了基础。     

地层出砂及射孔对套管屈曲损坏的影响分析

油藏出砂后,上覆地层重力转移到套管轴向上,当轴向载荷超过套管临界屈曲载荷后,套管发生屈曲损坏。建立了考虑射孔的套管屈曲损坏有限元力学模型,旨在探讨射孔参数对出砂引起套管临界屈曲载荷的影响,从而确定合理的射孔参数,提高套管临界屈曲载荷,为预防出砂引起的套管屈曲损坏提供理论支撑。计算结果表明,在出砂严重的地层,应选择合理的射孔孔密和相位,避免选用相位180°射孔。如果出于产能考虑,必须要采用180°相位射孔,射孔孔密严禁超过44孔/m。当射孔密度大于22孔/m时,应选择90°相位射孔。     

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。     

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。     

采用定面射孔时射孔参数的优选方法

采用定面射孔技术可降低页岩储层破裂压力,有效改善近井筒裂缝复杂形态,定面射孔参数设计是决定岩石破裂的关键。通过有限元方法建立页岩储层的数值模型,对定面射孔参数进行单因素分析,得出不同射孔参数组合方式影响破裂压力的规律。结果表明,破裂压力随射孔密度的增加呈非线性降低,随射孔孔径增加大幅度下降,而与射孔深度变化无相关性。优化得出最优射孔参数组合方式为孔密21孔/m、孔径0.03 m、孔深0.52m。采用灰色关联度分析法,对定面射孔参数进行多因素分析,评价上述射孔参数组合的优劣性,发现射孔参数组合的破裂压力值与其关联度呈负相关性,并且射孔参数组合(孔密12孔/m、孔径0.03 m、孔深0.52 m)为最优射孔参数。开展室内真三轴物模实验对比分析储层破裂压力,进一步验证了灰色关联度分析方法的可靠性。