高危地区射孔作业监督重难点探究

司华拯

中国石油大庆油田有限责任公司第七采油厂第一油矿地质队（黑龙江大庆163517）

高危地区射孔作业监督重难点探究

司华拯

中国石油大庆油田有限责任公司第七采油厂第一油矿地质队（黑龙江大庆163517）

针对现行射孔作业监督体系，总结了影响高危地区射孔施工质量的相关因素，结合大庆油田某采油厂高危地区射孔井逐年增多实际，从井控安全监督、重点工序施工方面，分析了高危地区作业井在射孔过程中可能出现的问题，并提出应对措施。在射孔作业现场监督方面，总结了替喷质量及子弹发射率检验的相关方法及标准，以有效提升高危地区射孔施工质量。指出，井控安全监督是高危地区射孔井作业监督的重要环节。监督人员需从员工素质、井控设备及应急预案多方面入手，消减高危地区射孔施工作业安全隐患，避免作业事故的发生。

高危地区；射孔作业；监督；井控安全

随着油气田开发时间的延长，地层压力逐年上升，异常高压区块井也逐年增多，大庆油田某采油厂（以下简称采油厂）高危作业井比例从2012年的58%上升至2014年的78%，年平均上升幅度达15%。如何在油田开发新环境下做好高危地区射孔作业监督，避免高危地区作业安全事故，对于油气产能建设顺利运行意义重大。

1 射孔作业监督现状

目前采油厂射孔作业监督主要由矿地质队配合工程技术大队完成。工程技术大队负责协调射孔施工队伍，对射孔施工重点工序进行监督。矿地质队负责射孔作业施工的全程监督，包括井控设施和安全防护措施是否齐全，替喷是否合格，下井油管是否达到质量要求，套管短节丝扣是否干净，射孔发射率是否达到100%及返排液处理是否符合安全环保标准等；负责填报射孔现场施工质量监督卡，上报工程技术大队留存。为强化监督人员专业基础知识，确保射孔井监督质量，工程技术大队不定期组织监督人员进行射孔专业技术知识及井控安全培训，但对于高危地区射孔作业监督，尚未出台明确监督标准。

2 高危地区射孔施工质量影响因素

2.1 完井工艺确定

高危地区应用的射孔工艺与常规射孔工艺不同。常规生产井射孔普遍采用电缆输送式射孔工艺，即通过电缆将射孔器传输到井底，进行定位后点火射孔，提出电缆，完成射孔作业。高危地区作业井射孔须采用油管输送式射孔工艺，将射孔器连接上油管，下入指定层段，点火射孔后起出油管和射孔器，完成射孔作业[1]。油管输送式射孔较电缆输送式射孔工序复杂，施工时间较长，但具有更高的施工安全系数。因油管刚性特质使其不易弯曲变形，加上油管自身的重力作用，高危地区生产井在射孔时不会因井底压力突然变化发生射孔枪上蹿或飞枪等事故，致使射孔层段偏差或错误，影响射孔施工质量[2]。

2.2 射孔液优选

射孔液是为射孔所特配的专用液体，在射孔前注入井中，在井筒内形成液柱压力，可控制井筒内压力，平衡射孔后地层压力。射孔液选用不当可能导致地层流体离子环境的改变，使岩石胶结颗粒松散溶解，破坏地层原有岩层结构。射孔液与地层流体不配伍极易混合生成盐类沉淀，阻断油气流出通道，影响射孔施工效果。因此，在选择射孔液时要考虑不同区块实际地层情况，结合地层温度，压力，孔隙度，地层敏感性等因素进行综合筛选。表1为大庆油田某采油厂完井液筛选明细。

表1 某采油厂不同区块完井液筛选明细

2.3 射孔枪、射孔弹

射孔弹是通过炸药爆炸产生的高速射流克服岩层的上覆岩层压力及围压应力，在地层中形成孔道，来沟通油气产层和井筒。高危地区的射孔作业井，其地层围压较常规射孔井高，宜选用爆炸能力强的深穿透射孔弹保证射孔施工质量。

射孔效果除了受射孔弹影响外还受其他因素的影响，如炸高，枪体盲孔等[3]，对于同一型号的射孔弹来说，配备不同型号的射孔体时，其穿深会有很大变化。

表2中显示DP44RDX-5射孔弹配合102射孔枪射孔作业，可在保证地层射孔孔径的同时达到较大的射孔穿深。因此，生产中常应用该类射孔弹、射孔枪组合进行射孔作业。

3 高危地区射孔作业监督重难点及应对措施

3.1 井控安全监督

井控安全监督是高危地区射孔井作业监督的重要环节。高危区作业施工时，常遇高压油、气、水层，有时会发生井喷失控甚至因井喷引起火灾或爆炸等安全事故，在高危地区射孔作业过程中，应首先加强井控安全监督。射孔施工主要采用防喷器来达到有效控制井口溢流的目的，通常对于井深不足2 000m的井,预计井口最高压力为14MPa，对2 000～4 000m的井，预计井口最高压力为21MPa，而对于4 000～7 000m的井，井口最高压力可达70MPa[4]。在施工的过程中，应根据不同压力预计值安装相应的防喷设备。目前，在高危区块生产井射孔作业前，必须安装相应压力级别的多功能手动防喷器[5]和油管旋塞阀,以确保施工安全。

表2 射孔弹、射孔枪不同组合下穿深对比

此外，监督人员须确保施工操作人员持井控操作证上岗。射孔施工现场须具备施工安全预案，施工前应对井场周围2km范围内的情况进行复核，制定具体的预防和应急措施。射孔监督若发现与现场施工及设计不符的情况，应立即上报有关部门审核，提出整改建议，审核通过后，方可继续施工。

3.2 替喷

替喷即通过循环洗井的方式将井筒内残留物替出，清洁井筒，便于射孔层段定位及下步施工作业。通常替喷洗井有正循环和反循环2种方式。正循环洗井是油管泵送洗井液，套管返出；反循环洗井是套管泵入洗井液，油管返出。泵的压力和排量一定时，正循环洗井，井底回压较小，井内脏物不易伤害油层，但洗井液在套管中上返的速度较慢。反循环洗井，井底回压大，洗井液在油管中上返的速度较快，携带脏物能力强，但对油层回压较大，易伤害油层，因此，一般采用正循环、大排量、连续洗井。现场监督人员需监督油管下入深度距人工井底2~3m，确保能把井底的脏东西冲出。洗井时排量控制不得小于25m3/h，监督人员应不断取进出口液样分析，当液样基本一致，无明显悬浮物时方可认定替喷合格，否则，应责令施工人员持续泵入洗井液替洗井筒，直到返出液合格。

图1 射孔枪下井作业

3.3 子弹发射率

子弹发射率是影响射孔施工质量的直接因素，现场监督人员必须确保子弹发射率达到100%。高危区块射孔作业时，射孔弹、射孔枪在地面组装好，连接油管下入井内指定层段，点火后，射孔弹起爆，穿透射孔枪身，进而射开套管，射入地层（图1）。射孔完成后须起出射孔枪，子弹发射率主要通过检测起出的射孔枪枪身射穿孔眼判断（图2），在射孔现场施工监督中，要求射孔弹起爆率达100%，否则，进行补射。

4 结论

1）高危地区射孔作业一般采用油管输送式完井工艺以提升施工安全系数。

2）井控安全监督是高危井地区射孔作业监督的重要环节，除监督井控设备符合设计要求外，施工人员还应具备相应井控操作证，并针对施工情况制定具体的预防和应急措施。

3）做好替喷质量及射孔弹子弹发射率监督是保证射孔施工质量的关键。

4）针对高危区块射孔作业监督应出台相应现场监督标准化规范，给监督人员提供一些借鉴，确保射孔作业施工安全、高效。

图2 子弹发射率检测

[1]万仁薄.现代完井工程[M].北京:石油工业出版社,1996.

[2]朱贵宝.石油射孔器材质量评价体系建立与实施[J].石油工业技术监督,2011,27(1):14-15.

[3]曲兆峰,何秀清，张国良.大庆油田加密调整井压裂改造配套技术[J].石油工业技术监督，2011,27（6）：28-32.

[4]孙振纯,王守谦，徐明辉.井控设备[M].北京:石油工业出版社,2007.

[5]孙振纯,夏月泉，徐明辉.井控技术[M].北京:石油工业出版社,2007.

The factors affecting the perforation quality in high risk areas are summarized in view of the current perforation operation supervision system.According to the actual situation that the perforation well in high risk areas of some oil production plant in Daqing Oilfield is increasing year by year,the problems possibly occurred in the perforation operation in the high risk areas are analyzed from two aspects of well control safety supervision and the key working procedure construction,and corresponding measures are proposed. In the field supervision of perforating operation,the relevant methods and standards to the inspection of the spray quality and the bullet emission rate were summarized to effectively improve the perforating operation quality in high risk areas.And it is pointed that well control safety supervision is the key to the perforation operation supervision in high risk areas.In order to eliminate the safety hazards in the perforation operation in high risk areas and therefore to avoid the occurrence of accidents,the supervision personnel must improve the quality of the staff,well control equipment and emergency plans.

high risk area；perforating operation；supervision；safety in well control

王梅

2015-07-17

司华拯（1985-），男，主要从事油气田开发及相关研究工作。