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QK-水平井射孔技术在TZ16-7井的应用

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QK 水平 井射孔 技术 TZ16 应用
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水平井射孔技术在 的应用林玉玺 X 邵荟郁 张长庆(大庆油田有限责任公司试油试采分公司 )摘要   针对 平井射孔施工中的技术难点 ,研制了无缝钢管射孔枪、双向延时压力起爆器、滚珠引鞋等一系列适合水平段长、井深、中曲率的水平井射孔工具 ,并设计了相应工艺技术措施。一次下井成功地完成了该井的射孔施工任务 ,并取得了较好的工艺效果和地质效果。主题词   水平井  射孔完井  技术  应用  塔里木盆地前  言水平井的开采效果远远优越于直井 ,因而越来越受到人们的重视。水平井射孔完井也随之发展起来 ,并且逐渐成为水平井完井的主要手段。塔里木油田近年来也大力发展水平井开采技术 ,打水平井成为沙漠区开采的重要战略措施。平井是塔里木油田一口具有战略意义的重点开发井 ,该井具有水平段长、井深、中曲率半径等特点。针对本井特点 ,通过科学设计 ,精心施工 ,圆满地完成了这次深井水平井射孔施工任务 ,达到了较高的工艺技术水平 ,取得了较好的地质效果。井的概况及射孔技术要求1. 平井概况位于塔里木油田沙漠腹地塔中 161 井东南 1. 4 构造位置位于塔中低凸起北坡塔中 10至塔中 6 号构造带的塔中 16 号背斜轴部塔中 161高点 ,是一口具有战略意义的重点水平井 ,将为下步滚动开发提供重要依据。该井基本数据见表 1 ,射孔井段及相位要求见表 2。2. 射孔技术要求(1)使用 一次全部射开水平段 240 m ,发射率达到 100 % ;(2)射孔相位要满足分段的要求 ,分 180°水平方向和垂直向下两种相位 ;(3)射孔深度定位准确 ;(4) 射孔枪尾在悬挂器 (3021. 76 m) 及造斜点(3680. 4 m)处要顺利通过 ;(5)要确保整体管柱起下顺利 ,安全可靠。表 1   平井基本数据完井日期 1998. 04. 25 完钻井深 4227. 0 点 3847. 0 3843. 6 m 人工井底 4222. 0 深 A 点 3977. 0 4227. 0 m 最大造斜度 66. 27° / 100 度 最大井斜 96° 目的层 CⅢ 油组造斜点 3680. 4 m 油层温度 105 ℃水平段长 250 . 15压井液密度 1. 22 g/ 725297. 4m  244. 4753202. 7383021. 767(3201. 76~ 4225. 70m)表 2  射孔井段及相位要求序号 射孔井段 (m) 厚度 (m) 孔密(孔 / m) 总孔数 相  位1 3980~ 4011 31 12 372 水平方向2 4011~ 4095 84 6 504 垂直向下3 4095~ 4220 125 12 1500 水平方向合计 240 2376技术关键根据射孔技术要求及施工井况 ,研制出了适合2001 年 8 月 油  气  井  测  试 第 10 卷  第 4 期X 林玉玺 ,男 ,高级工程师 ,1982 年毕业于大庆石油学院采油工程专业 ,多年从事射孔及测试技术工作。地址 :黑龙江省大庆市大庆油田有限责任公司试油试采分公司 ,邮政编码 :163412。© 1994 、弹子扶正传爆接头和延时双向起爆器等专用工具 ,满足了枪身的定向、起爆、传爆及起下顺利等技术要求。1. 射孔枪的选择水平井射孔的关键之一是射孔枪能否安全地送到目的层以及射孔后能否安全起出 ,这就要求射孔枪在大曲率井段内通过时不产生塑性变形 ,而且在射孔后枪身无大的变形 ,更不能在孔眼排列处枪体撕裂 ,这对射孔枪提出了很高的要求。为此 ,选用了壁厚 7. 1 径 89 无缝钢管 ,经热处理等特殊工艺加工而成 , 并在超过该井最大曲率(66. 27° / 100 m)的条件下 ,进行了枪身弯曲试验 ,结果枪身不产生塑性变形 ,枪身内弹架旋转自如。同时对枪身进行了打靶试验 ,在枪身及弹孔周围未发现任何裂痕 ,毛刺高度不超过 3 最大膨胀不超过 5 能够保证射孔枪的安全下入及起出。2. 射孔相位的确定目前水平井射孔弹定向方式主要有枪身旋转定向、弹架旋转定向两种。该井采用弹架旋转定向方式 ,为保证弹架能自由旋转 ,在弹架上均距安装了四套滚珠轴承及偏重块。这种定向方法可保证在139. 7 5°。在 3980~4011 m、 4095~ 4220 m 两段内按两相 180°水平方向、每米 12 孔装弹 ,在 4011~ 4095 m 处单相垂直向下装弹 ,每米 6 孔 ,满足了射孔相位的要求。3. 起爆、传爆技术措施(1)压力起爆器由于压力起爆方式不受井眼轨迹的影响 ,适合水平井的特点 ,因此在塔中 1627 井中采用了压力起爆方式。为保证长井段射孔一次成功 ,开发研制了适合深井水平井使用的双向延时压力起爆器 ,这种起爆器具有体积小、能延时及一体双向的特点 ,适合于水平井内短夹层或低孔密段处使用。同时 ,在射孔枪首尾使用了压力延时起爆器。(2)传爆接头传统的传爆接头都是将枪身内的导爆索及传爆管直接引出 ,并用橡胶质的扶正管来扶正 ,这种结构不完全适合水平井的定向射孔枪身 ,而且传爆效果也不可靠 ,因此 ,在塔中 1627 水平井射孔中采用了改进的传爆接头。这种传爆接头的特点是导爆索经铜质管道引出 ,可产生隧道效应 ,增加传爆力度 ;由滚珠弹子扶正有利于弹架定向 ,减小弹架旋转摩阻 ,增强定位精度 ;另外 ,在接头与枪身之间的连接处及接头内部连接处均加工了止退槽 ,由止退栓固定 ,能够有效地防止松扣、倒扣现象的发生。实践证明 ,这种传爆接头设计合理 ,传爆性能可靠 (见图 1) 。4. 滚珠引鞋为了保证射孔枪在井内悬挂器及造斜点处顺利通过 ,在枪身尾端加上了一个滚珠引鞋 ,该引鞋尾部有流线型导角 ,主体上沿同一圆周装有六颗滚动弹子 ,在弹子的扶正作用下可保证枪尾主体不与井壁之间发生滑动摩擦 ,而只有滚动摩擦 ,大大地减少了枪身起下时的摩阻 ,并与导角共同作用下可使枪身顺利通过各种不规则的井壁。5. 深度定位方法要准确射开目的层 ,确保在钻杆内测量一次定位 ,采用了 统测量自然伽玛校对测井原图的方法进行管柱校深 ,实现一次定位。管柱设计及起爆压力计算1. 射孔枪输送方式及下井管柱结构射孔枪输送方式采用上部 88. 9 杆、下部73 管的组合钻具输送射孔枪。下井管柱结构为 :导向器 + 起爆器 +射孔枪 + 双向起爆器 + 射孔枪 + 起爆器 + 安全枪 +33第 10 卷  第 4 期 林玉玺等 :水平井射孔技术在 的应用© 1994 + 定位短节 + 73 管 + 88. 9 杆 至井口 (见图 2) 。2. 起爆压力计算(1)计算井筒静液柱压力 井垂深 ×压井液密度 × 0. 0098压井液密度现场实测值为 1. 22 g/ 则 3847 × 1. 22 × 0. 0098 = 45. 99 (2)确定起爆器剪销数量常温下单支剪销剪切值为 3. 6 支 ,考虑材质强度误差 ± 5 % ,从剪销强度 —温度关系曲线可查知 ,油层温度 105 ℃时单支剪销剪切值降低 8 % ,故单支剪销剪切值为 3. 6 × (1 ± 5 %) × (1 - 8 %) ,即3. 15~ 3. 48 支。另外考虑压井液密度误差 2 % ,并按塔里木油田射孔作业规范的要求 ,附加 7 全起爆压力 ,因此实际剪销数为n = [ (1 + 2 %) + 7 \]/剪切低值= [45. 99 × 1. 02 + 7 \]/3. 15 = 17 (支 )(3) 确定井口加压值 剪切高值 × n - 13. 17 ( 剪切低值 × n - 7. 56 (井口加压最高值 作用在井底的压力为 59. 16 小于 139. 7 管 ( 厚 9. 17 抗内压 77 也小于水平井射孔枪抗外挤压力 80 因此设计的起爆压力及地面加压值是合理的 ,能够保证施工的安全可靠。现场施工情况 1998 年 5 月 23~ 24 日装弹、联枪 ,实装弹 2136 发 ,联枪 73 根 ;下刮壁管柱 ,替入射孔液 ;24 日下入射孔管柱 ,然后进行 25日 9∶ 00~ 12∶ 00 调整管柱 ;12∶ 00~ 12∶ 15 井口加压10. 5 ,地面见到明显射孔枪发射显示 ;26 日起出管柱 ,射孔弹发射率为 100 %。该井射孔后自喷 ,日产油 320 t (8 嘴 ) ,可见本次水平井射孔施工取得了良好的效果。适合于深井水平井作业。2. 该井的射孔枪强度满足深井要求 ,安全可靠。3. 选用的起爆、传爆方式可靠。4. 一次加压起爆成功 ,2136 发弹全部起爆 ,射开水平段 240 m。5. 射孔相位达到了分段的要求 ,定向准确。6. 射孔深度定位准确。7. 该井射后自喷 ,日产油 320 t (8 嘴 ) ,是该区块产量比较高的井。实践证明 ,该水平井的射孔管柱及施工工艺是成功的 ,能够满足塔里木油田深井水平井射孔的需要 ,可推广应用。参  考  文  献1. 杨春胜 ,章兆淇 :水平井射孔技术 ,1996. 6。2. R. W. 水平井射孔工艺及发展 ,1997. 8。本文收稿日期 :2000 - 04 - 15  编辑 :杨惠娟43 油  气  井  测  试 2001 年 8 月© 1994 ,is of of is of to in 4) 10 :29~ 31 , he is on of In a on is of 2001( 4) 10 :32~ 34 in a is at it on in o. 1 2001( 4) 10 :35~ 37 is an in in o. 1 in is to we a of ,up in 208. 2001( 4) 10 :38~ 40 , 2 n of of is an up to is is of is . 07 100 m) ,in In of of up it a on we a in 208 ,a be in 4) 10 :41~ 44 on of  气  井  测  试 2001 年 8 月© 1994
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