隔板延时起爆装置在涪陵页岩气田的应用

张朝辉

摘 要：伴随着页岩气勘探开发的深入，传统的连续油管传输射孔已经难以满足要求。而隔板延时起爆装置的应用可以有效地打破连续油管传输射孔的局限性。文中，主要就介绍了隔板延时起爆装置在涪陵页岩气田中的应用。

关键词：隔板延时起爆装置;页岩气田;页岩气

0 引言

在页岩气水平井第一段或中途异常段射孔，特别是因压力、井筒等原因无法通过泵送射孔工艺完成，通常是通过连续油管输送射孔枪至射孔井段实施射孔。然而随着页岩气勘探开发的不断深入发展，分段分簇日益精细化，3簇以上的多簇射孔已成为目前的主流发展趋势，常规的连续油管传输射孔的局限性已无法满足一趟入井完成三簇及更多簇的施工要求，而隔板延时起爆装置的应用，可打破簇数的局限性，一次打压起爆后可通过隔板传爆和延时火药来完成后续射孔簇的依次起爆，理论上可实现无限簇数的射孔施工，不但可以降低施工成本，还能有效节约施工时效。

1 原理及组成

1.1 原理

隔板起爆装置由施主装药、隔板主体和受主装药组成，施主装药点火时产生强冲击波，冲击波通过隔板作用于受主装药，受主装药点火再起爆其下一级射孔枪，在作用前后具有一定的密封强度，可实现相邻子系统互不干扰相对隔离的密封要求，从而完成隔板起爆之功能。压力延时起爆装置连接在两节射孔枪之间，射孔枪起爆后，传爆管引爆枪间双向传爆装置，从而引燃延期起爆管，进入延时阶段。延时期间，可完成预定操作，直至延时时间结束，延期起爆管引爆射孔枪。产品上端连接起爆装置，下端连接安全装置或直接连接射孔枪。通过延时火药和隔板起爆器技术与连续油管射孔工艺相结合，研究出一种延时起爆技术实现连续油管一趟入井完成3簇及以上射孔工艺。

1.2 组成

隔板延时起爆装置主要由隔板传爆装置、延期起爆管、延时起爆装置三个部分组成。

1.2.1 隔板传爆装置

隔板传爆装置在连续油管输送射孔作业中主要用于传递射孔枪冲击波能量后引爆输出端延期起爆管，并保證后续射孔枪密封。

1.2.2 延期起爆管

延期起爆管在连续油管输送射孔作业中主要用于接收隔板传爆装置输出冲击波后被引燃，然后引燃延时火药。

1.2.3 延时起爆装置

内含延时火药，上一枪起爆后可通过火药延时（常规延时时间为6min或10min）起爆下一枪。

2 技术参数

产品连接扣型可根据客户需求进行订制，典型产品技术参数如表1所示。

①带延期起爆管，有多种耐温等级和延时时间可选;

②可连接在射孔枪顶端或底端;

③可用于测试联作。

3 室内试验

3.1 试验目的

①验证HgMp-30-SC1是否能正常工作，即是否能正常传爆，工作后延期起爆管输入壳体隔板不被击穿;

②验证SQ3-1隔板传爆装置与延期起爆管传爆裕度是否满足要求，即在4倍传爆距离下应能可靠传爆，在0.75倍传爆距离下延期起爆管输入壳体隔板应不被击穿。

3.2 试验项目及试验数量

见表2。

3.3 试验情况

2018年结合川南航天能源公司完成传爆性能验证试验（传爆距离8mm）、4倍传爆距离裕度试验（传爆距离32mm）、0.75倍传爆距离裕度试验（传爆距离6mm），SQ3-1正常传爆，HgMp-W160S6-1输入件正常工作，输入壳体隔板均未被击穿。

3.4 试验结论

由上述试验结果表明：

①HgMp-30-SC1连续油管多级延时起爆装置内SQ3-1与HgMp-W160S6-1/1-0传爆距离更改为8mm后，SQ3-1能够正常引爆HgMp-W160S6-1/1-0，且HgMp-W160S6- 1/1-0内输入壳体隔板不被击穿;

②SQ3-1与HgMp-W160S6-1/1-0传爆裕度满足要求，即在4倍传爆距离下应能可靠传爆，在0.75倍传爆距离下延期起爆管输入壳体隔板未被击穿。

4 现场应用

隔板延时起爆装置自2019年05月14日在焦页44-3HF井第1段连油传输射孔使用以来，截止2020年04月，已在涪陵页岩气田总共下井完成了10井次30簇施工，使用隔板延时起爆装置20个，一次成功率100%，达到了推广应用条件。

5 结论

隔板延时起爆装置自2019年05月应用以来，已在涪陵页岩气田完成10井次30簇一趟入井实现3簇及以上连续油管输送射孔施工，施工一次成功率达到了100%，整体技术水平达到了国内领先水平，填补了公司相关技术空白。

隔板延时起爆装置的使用，每段可为甲方公司节约直接开发成本约20余万元，节省工时约12h，且技术工艺已具备推广应用的条件，可满足日后广大水平井的3簇及以上连续油管输送射孔施工任务。