多级增压起爆射孔技术影响因素分析

多级增压起爆射孔技术影响因素分析

张玉恒

（中石化华北油气分公司，河南 郑州 450000）

摘要：随着井筒情况日益复杂化，常规电缆传输射孔、油管传输射孔、连续油管传输射孔有时不能满足多级射孔要求，必须采用多级增压起爆射孔技术。本文介绍了多级增压起爆射孔技术在大牛地气田的应用情况、第一次射孔不成功原因分析及射孔成功保障措施，为多级增压起爆射孔技术后续推广、应用打下了技术基础。

关键词：多级增压起爆；射孔；大牛地气田；监管重点

由于试气作业工序转换频繁、施工队伍频繁进场离场、监管要点繁杂，2021年出现了连续油管传输射孔作业时在下入水平段中部误射孔，后续射孔、压裂方案需要较大变更。经论证，由于水平井储层改造段间距一般为60-100m，且储层中部已经射孔，无法通过环空加压射孔，最终采取了多级增压起爆射孔技术，总级数为三级，两级射孔枪间距约60m。由于该技术为气田第一次使用，质量风险识别不到位，技术措施存在缺陷，导致第一次射孔时第一枪引爆后剩余两枪未引爆；经分析后完善了技术措施、监管要点，保障了第二次射孔发生率100%。

1 多级增压起爆射孔技术背景介绍

2022年大牛地气田一口水平井第一段采用连续油管传输射孔，由于连续油管射孔工具串存在缺陷、操作人员对下入过程异常情况未及时发现、处理，导致射孔工具串下入水平段中部时引爆。

该井后续射孔的难点在于：水平段中部已射孔，其他段无法通过环空加压的方式射孔；由于拟改造段间距较大，用常规油管传输依次射孔需多次起下管柱、组配射孔工具串，费时费力。后经论证，采取常规油管传输多级增压起爆射孔技术，用油管将各级射孔枪及其他配件连接，每次射孔管柱分三级射孔，通过油管加压引爆第一枪，然后依次通过多级增压装置引爆后续射孔枪。

2第一次射孔失败原因分析

由于施工经验不足，第一次射孔工具串起出检查发现第一级射孔枪起爆、后续两级射孔枪未起爆，且中间连接的传压油管内有油泥状杂质，经分析，射孔不成功原因主要为套管内壁沉淀、吸附杂质在射孔工具下入过程中通过压力平衡孔进入沉砂杆与起爆器连接处，油管内壁通径后残留杂质漂浮沉淀在沉砂杆与起爆器连接处，两类杂质共同作用导致第一级射孔枪起爆后爆轰波通过增压器传递高压气体传输压力下降不能剪短第二级起爆器销钉，导致第二级、第三级射孔枪未引爆。

2.1 油管原因

由于气田使用油管量非常大，为节约成本，在通刮、油管传输射孔等对承压要求较低的作业采用修复油管。修复油管在修复时要进行校直、清洗、通径、外观检验、探伤、试压、修扣、换接箍、标识等，在常规作业使用时未出现异常情况；但本次使用的多级增压起爆射孔为新工艺，三级射孔枪中间的连接油管仍采用修复油管，由于油管内壁存在一些难以清除的铁锈的杂质，在下射孔管串过程中每下入一定程度在管内灌液垫，管壁杂物可能被冲刷至防砂杆与起爆器连接部位。且射孔管串中3个射孔枪之间传输压力的通道较长，油管+短节长度分别为58.8m、54m，增大了沉积杂物的几率。

2.2 工作液体

未节约液体转运成本，该井射孔作业入井液体为同井场内其他井压裂返排液；由于同井场其他井为酸压工艺，污水罐内返排液在存放过程中不可避免会产生铁锈等杂物；入井前未对入井液体进行检测、过滤，导致液体中的杂质最终沉淀在传压工具上，影响压力传输。

2.3 人员操作

现场作业人员在下入每根油管时均按规范进行通径，但使用通径规只能检查油管是否有变形等，无法清除内壁附着的铁锈等杂质，且现场无其他有效手段清除油管内壁铁锈，导致铁锈沉积到传压工具，影响射孔成功率。

2.4 井筒原因

该井在水平段中部误射孔后由于需要反复论证后续变更方案可行性、井筒情况复杂后工程设计编写难度增大、加之冬季寒冷天气影响，实施多级增压射孔时距离误射孔约6个月，套管内壁、射孔孔眼受液体长时间浸泡后相对常规刮管通井后直接射孔井套管内壁沉淀、吸附杂质较多。

经调查，多级增压起爆射孔工具串在第1枪以后增压起爆器均带有压力平衡孔（用来平衡下入过程中因压力、温度升高造成环空与射孔枪之间连接油管内的压力），除此压力平衡孔外射孔串其他工具均为密闭空间，与环空不相连。工具串入井后随着油管内外压差的增大，可能导致井筒内杂物通过小孔进入射孔管串。

第一次射孔第三级射孔枪压力起爆器上部沉砂杆、第二次射孔换新油管后第二级射孔枪沉砂杆均有与第一次射孔第二级射孔枪沉砂杆内部与起爆器连接处类似油泥。进一步验证了套管内杂质可通过压力平衡孔进入起爆器。

3多级增压射孔技术措施优化研究

多级增压起爆射孔对传压通道的清洁性要求很高，通道内稍有杂物就可能堵塞传压孔，需要分析可能导致传压通道堵塞的各类因素，并加以针对性预防。

3.1井筒清洁

射孔前一般会有通井、刮削、洗井工序，但对通刮、洗井后停待时间过长井，在采用多级增压起爆射孔工艺时应增加一趟通刮洗井程序；尤其是地层内已有射开的炮眼情况下，务必先进行通井、刮削、洗井，确保套管内壁、井筒清洁后再实施多级增压起爆射孔。

3.2油管优选

多级增压起爆射孔工具串中只有第一级射孔枪是通过油管加压引爆，其余依次为第一级射孔枪传压后引爆，因此第一级以下的射孔工具串中对传压通道清洁程度要求尤其高，务必采用内壁干净的新油管作为连接油管才能保证多级增压起爆射孔成功。

3.3液体优选

多级增压起爆射孔与常规射孔工艺不同，因其对传压通道清洁性的要求，务必使用清洁程度达标的液体方能作业。防止液体中杂质沉淀堵塞传压空，造成射孔失败。在日常作业中，作业液体一般存放于污水罐，由于污水罐的管理普遍较粗放，其中的杂质较多；加之为降低液体倒运费用，部分作业液体采用井内的返排液，其中含压裂砂等杂质的风险更大，因此采用多级增压起爆射孔前需对工作液体进行化验、检测，并采取过滤、沉淀等措施，确保液体性能达标后方可作业。

4结论及认识

（1）多级增压起爆射孔技术可实现大斜度、大跨度、多段射孔，可有效降低起下管柱次数、作业费用、作业时间，是井筒情况较复杂、需分段进行储层改造情况下值得推广的射孔工艺。

（2）多级增压射孔工艺较常规射孔更为复杂，对井筒要求更高，提高多级增压射孔成功率是一个系统工程，需要从井筒条件、人员操作、油管选用、液体性能等方面综合分析、系统优化。

（3）面对气田井筒条件日益复杂、储层改造要求日益增高的情况，通过分析多级增压射孔失败原因，制定针对性预防措施，完善监管体系，形成一套针对该工艺的配套技术措施，能有效提高多级增压射孔成功率，加快井下作业进度、提高效益。

参考文献：

【1】张建伟.多级增压起爆射孔技术的影响因素及敏感度分析【J】.中外能源.2018，23,42-46

【2】苏英理.增压装置在大斜度井超长井段多级射孔作业中的应用【J】云南化工，2018,45（3）：143-144..

作者简介：张玉恒（出生1990年-），男，汉族，山西忻州，工程师、本科。主要研究方向：油气田井下作业。

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