水平井射孔工艺完善

樊庆军

长城钻探工程有限公司物资公司 （盘锦 124010 ）

一般来说，水平井跨越井段较长，跨越层段较多，因此要根据不同地层性质、不同管柱结构制定不同的射孔方案，使油井达到最大采收率。由于水平井对射孔工艺有特殊的要求，原来采用的普通油管传输射孔已不能满足水平井射孔要求。因此,在水平井射孔工艺上还必须开发水平井大层位射孔起爆技术和传爆技术，以更好的满足水平井射孔施工的需要。

1 水平井射孔起爆方式的完善

延期起爆技术适用于大跨度的水平井射孔施工。主要是解决含有大夹层的水平井射孔时各目的层射孔器由于起爆器起爆压力和井筒压力不匹配引起的只有部分射孔器起爆的问题。延期起爆技术可以一次下井射开多个目的层，每个目的层安装一个延期起爆器，每个起爆器之间具有相同或相近的起爆压力值，同时接受来自井筒的点火压力，敏感的起爆器首先达到起爆压力，然后起爆器动作；由于来自井筒点火压力继续增加，很快其它起爆器陆续开始动作，动作开始后分级引爆射孔器。这项技术避免了先动作的起爆器引爆射孔器以后，井筒泄压，后续的起爆器不动作，其余射孔器不发射的问题。

延期起爆器的研发很好的解决了水平井大跨度段的射孔分级延时起爆难题，该装置具有分钟延时功能，延时时间按要求进行调节，延时时间分为1、2、3、5、10 min等。这种技术的研发成功，既可以避免因射开多层产生瞬间高压，使套管和水泥环损坏；又解决了射孔起爆的可靠性问题。

延期起爆技术原理是点火隔板接受外来足够冲击波冲能时，隔板使主装药产生爆轰，冲击波作用于隔板，并发生衰减，衰减后的冲击波作用于隔板受点火帽发火并将该机构中的延期药柱点着。延期药柱以一定的速率稳定燃烧，从而完成分钟级延时功能。延时结束时，位于该机构末端的输出帽接收延期药柱输出的热冲能而发火，继而引爆了与之相邻的爆炸机构，爆炸机构产生爆轰波，从而完成了本装置的起爆功能。

2 水平井射孔传爆方式的完善

油管内增压点火技术适用于已经射孔的老井多层段补射孔或是直接由筛管完井的这两类井的大夹层或多夹层射孔施工。这两类井由于已经实现了井筒和地层的连通，在井筒内加压点火容易污染地层，达不到增产增效的面的，另一方面，存在地层的泄压作用，在井筒内很难建立起爆器加压点火所需的压力。

油管内增压点火技术原理是该技术在密闭的油管串内给第一级起爆器加压点火（同时开孔器开孔），在第一级射孔器的尾端与夹层油管之间，安装增压装置，使第一级射孔器发射后，引燃增压装置的火药产生高温高压气体，该气体使充满压井液的油管内部压力急剧上升，超过了下一级压力起爆器加压点火所需的压力，带动下一级压力起爆器起爆点火，依此类推逐级传递下去，从而完成全井的各级射孔施工。

上两种技术都能够使用在外径≥89 mm的射孔枪系列射孔施工中，适用套管≥127 mm，起爆压力10～100 MPa，温度160 ℃以下，射孔井段跨度不受限，有效射孔层段长度和数量不受限。

3 现场应用情况介绍

通过多次试验，不断的进行改进及完善，目前已经能够应用延时起爆技术和增压点火技术进行大跨度水平井段的多级起爆射孔施工，配合可以精确调整方向和角度的系列水平井射孔器，已经能够进行60枪—140枪等各种枪型的水平井多相位射孔施工，截止到目前已经成功施工了25井次，射孔一次成功率100%。

在S35- H27井射孔施工中，技术人员提前收集了该井的相关数据，根据井眼轨迹向甲方提出了采用向下夹角 120°对称射孔方式，根据射孔不同层位岩性不同采用变孔密方式，射孔孔密分别为12孔/m和8孔/m，根据射孔层段之间距离长短决定采用油套加压四级起爆，起爆器选用压力延时起爆器，每级延时时间为3min。

在S4-H113井射孔施工中，甲方地质根据该区块防砂的需要选用了102枪60弹油管传输射孔方式，孔密为32孔/m，六相位（45°、90°、135°、225°、270°、315°）射孔, 由于本井射孔层段为187.4 m，施工设计为油套加压三级起爆，每级延时时间为3 min。

在 S3-H2井射孔施工中，由于是补射孔施工，需要射开的厚度为 128.5 m，夹层厚度为224.5 m，根据本井情况，施工设计为五级起爆，增压点火方式。

在现场施工中，我们发现延期起爆器由于受井下温度等因素影响，实际延时时间与预定的延时时间有一些误差，比标称时间一般要提前一些，这对施工人员判断射孔枪是否起爆有一定影响，需要施工人员注意时间的提前量。另外，由于油管增压点火时需要靠夹层油管内的液体传压，进而起爆下一级起爆器，因此需要保证夹层油管内液体已灌满，否则可能无法可靠进行压力传递，影响下一级的起爆器起爆。

4 结束语

通过完善水平井大层位射孔起爆传爆技术，配合水平井多相位定向射孔技术，解决了大跨度夹层及超长井段水平井射孔中存在的多层同时起爆时压力过高，存在施工安全隐患的问题，可以杜绝断爆事故的发生，避免因为断爆返工、延长工期给自己和甲方带来的经济损失。由于水平井存在着跨度大、夹层较长的特点，水平井射孔技术的应用，可以减少单井射孔的施工次数，减少通井次数和缩短作业时间，节约了作业的相关费用，最终为采油厂节省了水平井的投资。水平井射孔技术的应用更好的满足了油田市场需要，因此推广应用的前景广阔，同时新技术的应用，对提高我们的技术水平和服务能力具有深远的意义。

[1]刘玉芝.油气井射孔井壁取心技术手册.北京：石油工业出版社,2000.