射孔优化设计技术.ppt
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1、射孔优化设计原理,天津 塘沽 2015年1月18日,汇 报 提 纲,四、射孔参数优化方法,一、射孔优化设计问题,二、射孔工艺及其优选,三、射孔液及其优选,五、射孔优化设计软件实现,射孔完井是目前国内外使用最广泛的完井方法 利用火工器材或者其它能源的能量射开套管、水泥环和地层,沟通油、气流通道的井下作业就叫射孔,一、射孔设计优化问题,最早的采油方式是裸眼采油或者是筛管采油,随着固井工艺的产生,发展了射孔采油工艺。从1932 年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来,射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能射孔弹。 射孔弹分为深穿透和大孔径两大类,能满足常温到高温地层的完井射孔需要。,射孔
2、历史和现状,在射孔完井的油气井中,射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。如果采用恰当的射孔工艺和正确的射孔设计,就可以使射孔对产层的伤害最小,完善系数高,从而获得理想的产能。,一、射孔设计优化问题,污染带,射孔优化问题,射孔工艺选择合理 射孔液与地层和流体配伍 工程安全(孔密/孔径),穿透污染带(孔深) 射孔污染最小化(负压) 防砂,汇 报 提 纲,四、射孔参数优化方法,一、射孔优化设计问题,二、射孔工艺及其优选,三、射孔液及其优选,五、射孔优化设计软件实现,电缆传输射孔 油管传输射孔(TCP TCP/DST) 过油管射孔,二、射孔工艺及其优选,射孔工艺,正压射孔:用高密度的射孔液使液柱压力大于
3、地层压力 负压射孔:用低密度射孔业或掏空液柱使井筒或者管柱压力小于地层压力,复合射孔 定向射孔 水平井射孔 .,射孔新工艺,应当根据油藏和流体性质、地层伤害情况、套管程序和油田生产条件,选择恰当的射孔工艺,射孔工艺,电缆传输射孔工艺(WireLine Perforating) 电缆传输正压射孔工艺 在油井压井后,装好井口防喷设备,用电缆下入射孔枪,通过在电缆上的校深仪器(CCL或者CCL/GR)测量出定位对比曲线,调整射孔枪深度对准射孔层位,在正压差下对油气层层位射孔,然后取出射孔枪,下油管并装好井口,进行替喷以使油气井投产。 电缆传输负压射孔工艺 这种工艺基本上与电缆正压射孔相同,只是将井筒
4、掏空或者降低井筒的液体比重,在负压差下对油气层射孔,这种方法主要用于中、低渗油藏。该工艺具有负压清洗孔眼的优点,但对于油气层厚的井需要多次下射孔枪射孔,不能保持必要的负压。 采用该工艺射孔,在井口必须安装高压防喷设备才能施工。,射孔工艺,二、射孔工艺及其优选,优点: 射孔定位快捷、准确; 电雷管引爆可靠性强; 作业简便快捷,一次下井可进行多层射孔。 缺点: 一般情况是正压射孔,容易对地层造成污染,影响产能; 对地层压力掌握不准时,射孔后容易产生井喷; 受电缆输送能力或者防喷管长度的限制,下枪的长度有限; 容易受外界因素干扰或错误操作而发生爆炸。,射孔工艺,射孔工艺,二、射孔工艺及其优选,油管传
5、输射孔工艺是利用油管(钻杆)连接射孔枪下到油层部位射孔,管下部连接有封隔器、带孔管和引爆系统,油管内只有部分液柱形成射孔负压。通过地面投棒引爆、压力引爆、压差式引爆或电缆湿式接头引爆等多种方式使射孔弹引爆一次全部射完油气层。,油管传输射孔(TCP),射孔工艺,射孔工艺,二、射孔工艺及其优选,油管输送射孔的优缺点: 优点: 可与 DST 进行联作; 输送能力强,一次下井可射孔数百米; 能根据油气层岩性特点,设计负压值; 射孔后可释放射孔枪; 能在大斜度井和水平井中进行作业。 缺点: 返工时间长,对火工器材要求耐温高。,射孔工艺,射孔工艺,二、射孔工艺及其优选,过油管射孔器可以用电缆输送,也可以用
6、连续油管输送 电缆过油管射孔是在下完生产管柱,安装好井口采油树及生产系统,封隔器后,在井口采油树上安装防喷管和电缆密封装置,用电缆从油管内入射孔枪对油层进行射孔。 过油管射孔的定位同电缆射孔一样,以射孔段顶部的套管短节作为射孔校深点,完井管柱的底端必须在射孔段顶部套管上方,根据不同的井况采用不同的射孔器。 过油管射孔由于受完井油管内径和井下工具尺寸的限制,只能用小直径射孔枪和小药量的射孔弹或则无枪身射孔器射孔,为了满足孔径和穿深的要求,往往使用无枪身射孔器。 连续油管传输可用于大斜度井和水平井,校深方法可使用内存式GR仪器来进行深度校正。,射孔工艺,过油管传输射孔,射孔工艺,二、射孔工艺及其优
7、选,过油管射孔优缺点,优点: 能形成负压或平衡压力射孔,对油气层损害小; 射孔作业安全,适用于高压油气井; 射孔后能马上进行生产。 缺点: 射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制,穿深度浅,对油气井产量有一定影响; 射孔枪与套管之间间隙大,影响射孔孔径和穿深; 每次下井射孔枪长度受防喷管长度限制; 无枪身射孔弹夹射孔后容易变形,对起出电缆有一定影响。 电缆输送使用电雷管起爆,连续油管输送采用压力点火头起爆(即撞击引爆)。,射孔工艺,二、射孔工艺及其优选,工艺优选考虑因素,二、射孔工艺及其优选,1)地层性质 射孔方案设计时要考虑的地层性质,主要包括岩性(砂岩、石灰岩、白云岩)、深度、孔隙流体(气、油、
8、水)和压力。如果要预测射孔弹所产生的穿透深度,则必须首先掌握地层的声速、体积密度和抗压强度。其它需要收集的信息包括:地层是否有裂缝存在;是否含有泥质条带;是否是重复完井的地层;在邻近井中是否有相同的完井地层;如果有,地层的性质怎样;完井的对象是什么;井的状态如何;所用的射孔设备和技术怎样;效果如何等。这些关于地层的信息有助于选择射孔枪、射孔弹和压力设备。,2)井的状态 地层性质和完井类型决定着射孔过程中孔眼的几何因素,而井的状态通常决定着射孔枪的尺寸和类型。在射孔中必须考虑的井眼的状态包括井眼管材的条件、尺寸、规格、管道中的障碍物、井眼的倾斜、固井质量和流体类型等。,工艺优选的原则,二、射孔工
9、艺及其优选,(1)对井斜不超过20、地层压力较低、无负压射孔要求、井身规则无变形、无油帽、原油粘度低、清水或压井液粘度低、射孔段小的井,可选用电缆输送射孔工艺;对井斜不超过20、地层压力高、无负压射孔要求、井身规则无变形、无油帽、原油粘度低、清水或压井液粘度低的井,可选用电缆输送密闭式射孔工艺; (2)对井斜大于20、地层压力高或不清楚、原油粘度较高、需进行负压或超正压射孔的井,应选用油管输送射孔工艺;在井斜不大于35时,可选用机械投棒起爆方式的起爆装置;当井斜大于35时,应选择压力起爆方式的起爆装置; (3)当井内有泥浆、稠油时,应选择密闭式起爆装置加开孔器的组合管柱进行油管输送射孔; (4
10、)当井内有油管,因某些原因不宜起出而又需要射孔时,可选择电缆输送张开式过油管射孔工艺或电缆输送无枪身过油管射孔工艺; (5)在井内射孔段以上套管有变形,但变形处最小直径大于80mm时,可选择电缆输送张开式过油管射孔工艺。,汇 报 提 纲,四、射孔参数优化方法,一、射孔优化设计问题,二、射孔工艺及其优选,三、射孔液及其优选,五、射孔优化设计软件实现,射孔液,三、射孔液及其优选,射孔施工过程中采用的工作液称为射孔液,它是完井液中的一种。由于射孔孔眼穿入油层一定深度,有时它的不利影响甚至比钻井液的影响更为严重 射孔液对油气层的伤害主要体现在射孔液固相颗粒的伤害、射孔液虑失造成的伤害和射孔液速敏伤害三
11、个方面 因此,要保证最佳的射孔效果,就必须研究出适合于油气层及流体特性的优质射孔液,1)密度可调节:为在套管枪射孔时有效地控制井喷,射孔液的密度必须适合油气层压力,既不能过大也不能过小,过大易压死油井,过小易发生井喷。 2)腐蚀性小:要求射孔液减少对套管的腐蚀,同时也要避免产生不溶物,防止不溶物进入射孔孔道,对产层造成损害。 3)高温下性能稳定:采用聚合物配置的射孔液,要求在高温下聚合物不降解而保持性能稳定;对盐水配置的射孔液,要防止随温度的变化而产生结晶。 4)无固相:防止堵塞孔道。 5)低滤失:减少进入储层的液体,降低对油层的损害。 6)成本低、配置方便。,射孔液优选原则,三、射孔液及其优
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