无围压射孔技术在低渗透油田的应用与认识

李涛

（大庆油田有限责任公司第七采油厂，黑龙江 大庆 163517）

1 前言

无围压射孔就是应用特制的射孔器，在井筒中没有围压的情况下打开油流通道，枪体不产生较大形变，实现提高炮眼穿透深度、最大程度减少射孔液进入底层所造成的污染。改变了常规射孔完井施工时，井筒内射孔器外面必须有一定高度的完井液来保证射孔时射孔枪体不被炸裂或严重变形，避免了低压、低渗透层负压射孔难以实现的问题。

2 射孔器的性能特点

在无围压条件射孔时，由于射孔器枪体只承受弹壳碎解和聚能炸药残余能量产生的内压和射孔弹壳的冲击力作用，对射孔器枪体材料提出了更高的要求。表1 是按照厚壁圆筒的最大剪应力理论计算出常规102 射孔枪枪体在承受不同围压时其最大承压值。

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从表中可以看出，围压对射孔枪体承受内压的能力影响较大。在无围压的条件下，考虑到安全因数，射孔枪需要承受105MPa 的内压，而现在通用材料制作的射孔枪无法满足承压要求。

因此，在材料力学理论计算的基础上，对枪体壁厚，材料的强度、硬度、延伸率、冲击功等方面进行综合评价，结合特殊的工艺处理技术，将优选出材料制作成无围压结构的射孔枪，经过多次地面打靶试验最终选取了胀径最小、经特殊工艺处理后的32CrMo4 材料为无围压射孔枪体制作材料。并设计厚壁为11mm，弹架为高强度的Q235 冷拔直缝焊管，内置导爆索。

为了在迅速释放枪体内压的同时降低盲孔底板弓形波对射孔弹射流的影响，增强了射孔弹的稳定性，设计采用变径盲孔结构。

3 优势分析

3.1 增加了射孔穿深

图1 弹架结构示意图

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无围压射孔枪由于采用偏心装弹设计，偏心弹架枪比普通弹架枪枪内炸高增加了3mm，在弥补枪体壁厚加大引起的枪内炸高变小条件下，使枪内炸高比壁厚为9mm 时提高了2mm，炸高的提高是射孔器穿深增大的一个因素。同时由于在空气介质下，取消了常规射孔枪外环形水体对射流的阻碍作用，进一步提高了射孔弹穿深。

3.2 清洁了射孔孔眼

无围压射孔技术是在最大静态负压下射孔，利于地层流体在负压差作用下反冲洗射孔孔眼，减轻炮眼周围压实作用。同时对阻止了外来液体进入油层引起地层伤害起到了一定的作用。

3.3 地面混凝土靶实验

为了验证无围压射孔枪在空气介质下施工效果及安全性进行地面混凝土靶实验，平均穿深为609 mm，比在液体介质下平均穿深提高了79mm，枪体最大胀大是3.3mm，枪体无裂纹。说明无围压射孔枪设计是合理的，满足安全施工，提高穿深的要求。

4 现场应用情况

4.1 施工工艺

为了评价无围压射孔技术的适应性，2006年我厂在低渗透油田共应用无围压射孔5 口井。施工中，先将井筒内液体提捞成无围压状态，再应用油管将YD-102 枪装DP44RDX-5 弹射孔器输送至目的层，投棒点火方式起爆。

4.2 应用效果

射孔完成后观察枪身，所有射孔完的枪身无变形、无异常；孔眼大小较均匀，孔眼边缘圆滑，孔眼形状规则整齐，枪体无裂缝，最大胀径小于5mm，盲孔对位率100%，射孔发射率100%。从工艺效果看（见表2），无围压射孔比常规负压射孔平均采液强度提高了16.46%，说明无围压射孔可以提高穿深，具有增加单井产能的优势。平均视表皮系数减低了4.14，说明无围压射孔技术可以降低地层污染，对地层改善程度较好。根据先期现场试验口井进行的声波变密度和多臂井径测井检测结果，射孔井段套管最大胀大值小于3mm，射孔井段射孔前后水泥胶结指数基本相同，证明应用无围压射孔技术完井对套管和水泥环影响不大。

5 结论与认识

5.1 无围压射孔技术是在最大静态负压下射孔，有利于清洁射孔孔眼，防止地层伤害平均单井的产液强度提高了0.13 t/d·m，现场施工安全可靠，应用效果比较理想。

5.2 无围压射孔枪由于采用偏心装弹设计，枪内炸高提高了2mm。同时由于在空气介质下，取消了常规射孔枪外环形水体对射流的阻碍作用，提高了射孔弹穿深79mm。

5.3 无围压射孔是在最大负压条件下实施深穿透射孔，由于最大负压差的作用容易造成胶结差地层出砂，出现后续卡泵问题。该技术比较适合出砂少的区块生产井应用。

5.4 对于同时具有两个不同渗透率开发层系，且隔层较大，下部低压、低渗透率层负压值难以实现的分层合采井，应用无围压射孔可有效减少了射孔完井后，因高围压造成的射孔液进入下部低渗透率层，造成油层损害，而影响油井产能。

[1]王树申，郑长建等。无围压射孔技术研究.测井技术。2006.2，（30）、50-53。

[2]任怀丰，屈振国等。深穿透复合射孔技术在低渗透油田的应用与认识。测井技术。2006.4，（30）、184-185。

[3]万人溥.现代完井工程.北京：石油工业出版社.2005.5。