射孔自动进液管柱及作业方法与流程

本发明涉及一种新型的射孔管柱及作业方法，尤其涉及一种高温高压射孔自动进液管柱及作业方法。

背景技术：

常规压力延时起爆作业技术一般用在油管或钻杆传输射孔作业管柱中，油管输送射孔简称TCP，是国外二十世纪七十年代发展起来的一种射孔方法，在二十世纪八十年年代得到快速发展，技术逐渐完善。在大斜度井、水平井、高压气井、防砂井和低渗透地层的射孔作业中具有其他射孔方法所不具备的优势。其原理是指把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串接在油管柱的尾端，形成一个硬连接的管串下入井中。通过测量磁定位曲线或放射性曲线，校深调整管串对准射孔层位，通过加压方式引爆射孔器，对目的层进行射孔。但对于一些特殊井，如已射孔作业射孔孔眼与地层已沟通情况下再次进行射孔作业或者井筒存在井漏无法进行环空加压起爆的复杂条件下的射孔作业，现有油管传输压力开孔延时射孔管柱及作业方法存在较大的井控风险，一旦井口出现复杂异常情况，不能通过已入井的射孔管柱进行循环压井。

近年来，在塔里木盆地、四川盆地等地区，三高气井较多，这些井储层条件复杂，油气埋藏深，地层压力高。如在塔里木油田超深井开发中为了降低射孔负压，实现复杂条件下的射孔作业，压力开孔起爆工艺是一项不可或缺的关键技术。然而，在采用压力开孔起爆工艺进行射孔作业时，管柱内与环空未连通，为平衡油管或钻杆内外压力，在下放射孔管柱时需要时刻进行灌液作业，射孔作业时间、火工器材井下停留时间以及人工劳动强度至少增加一倍以上。深井、超深井的复杂地质条件也对减少射孔作业时射孔枪管承压、射孔作业时间和火工器材井下停留时间提出了新的要求。如库车山前KS9区块井内压力超过150MPa，预测温度达到或超过190℃，已经接近超高压射孔枪和超高温火工品的耐温耐压极限。塔里木迪那区块地层压力高达150MPa，单井日产量可达100万方以上，且富含CO2、H2S等腐蚀性气体，给施工作业和管柱安全带来较大的风险。为保证射孔器材井下使用性能，需要采用合理的射孔管柱和射孔工艺减少超高温超高压射孔作业压力和时间。

现有技术中，公开号为CN203685125U，公开日为2014年7月2日的中国专利文献公开了一种连续油管喷砂射孔用反循环阀，包括拉杆、挡套、低密度球、挡头、外筒、滑块、堵头和挡环，当所述拉杆推着滑块向下运动到死点时，该工具总长为630mm。以上述专利文献为代表的现有技术，无法应用到高温高压射孔下放射孔管柱过程中，现有技术无法实现依靠井内压力单向自动进液，不能实现油管或钻杆内加压起爆的目的，也解决不了目前射孔管柱存在的井控风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种射孔自动进液管柱及作业方法。本发明能实现超高温超高压射孔下放射孔管柱过程中，依靠井内压力实现单向自动进液，同时又能实现油管或钻杆内加压起爆的目的，又能解决目前油管传输压力开孔延时射孔管柱中存在的井控风险，一旦井口出现复杂异常情况，可以通过小排量反循环进行压井作业，确保油气井安全生产作业。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种射孔自动进液管柱，其特征在于：包括枪尾、射孔枪、压力开孔延时起爆器、自动进液阀、油管和定位短节，所述枪尾、射孔枪、压力开孔延时起爆器、自动进液阀从下至上依次连接，自动进液阀和定位短节之间设置至少三根依次连接的油管，定位短节上端连接油管或钻杆。

所述自动进液阀为一个或多个。

所述自动进液阀包括本体，本体上设置有多个用于自动进液的单向阀。

所述自动进液阀本体为中空的筒状结构，本体上设有多个开孔，在每个开孔中设置有单向阀。

所述单向阀包括阀盖、阀芯、弹簧和密封圈，弹簧设置在阀芯的内孔中，密封圈设置在阀盖上，弹簧和阀芯设置在开孔内，阀盖与开孔螺纹连接。

所述定位短节上设置有测试工具和封隔器。

一种射孔自动进液管柱的作业方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、下放射孔自动进液管柱，射孔自动进液管柱下放速度不超过300m/h；

b、记录钻杆或油管下钻过程中的返排量，若返排量超过正常返排量1.5m³，需从环空向钻杆或油管内补充灌液，直到灌满为止；

c、射孔自动进液管柱下到目的层位后，从环空往钻杆里面灌满液体并校深、调整管柱，射孔自动进液管柱调整到位后准备采取钻杆内加压起爆；

d、向钻杆内加压，根据起压时间调整排量，同时观察环空压力，环空压力为零或者较小为正常情况；

e、加压至压力突降，钻杆与油管内外连通时停泵，并观察环空返液情况和钻杆内压力；

f、延时等待射孔，射孔完成后，按作业程序进入下步作业。

所述射孔自动进液管柱在下放过程中井口出现复杂工程情况时，通过自动进液阀进行反循环压井作业，施工压力不超过压力起爆器的安全起爆最低压力。

所述射孔自动进液管柱最高耐压差70MPa，最大耐温200℃，最大流量250L/min。

采用本发明的优点在于：

一、本发明解决了目前油管传输压力开孔延时射孔管柱中存在的井控风险，提高了油气井试油完井作业的安全性和可靠性；一旦井口出现复杂异常情况，可以通过自动进液阀进行小排量反循环压井作业，施工压力不超过压力起爆器的安全起爆最低压力即可。

二、采用本发明能实现高温高压射孔下放射孔管柱过程中，依靠井内压力实现单向自动进液，同时又能实现油管或钻杆内加压起爆的目的；自动进液阀安装在射孔管柱的压力开孔起爆器上端，下钻过程中依靠压力差实现单向自动进液，开启压力只需0.1MPa，射孔管柱下到目的层位后，从管柱内加压引爆射孔枪。

三、本发明减少了射孔作业时间，可以有效降低高温火工品在高温长时间条件下的晶粒分解速度，确保起爆、传爆及射孔性能。

四、采用本发明流量大，最大流量250L/min，通用性高，满足下钻过程中的实时进液需求。

五、本发明扣型通用，安装便捷，方便安装在2 7/8UP TBG工具或油管上。

六、本发明在射孔管柱中，也可根据实际作业需求增加井下工具，如在定位短节上可根据需求增加测试工具和封隔器，实现射孔测试、射孔酸化测试联作等作业工艺。

附图说明

图1为本发明射孔自动进液管柱结构示意图

图2为本发明自动进液阀结构示意图

图中标记为：1、本体；2、阀盖；3、阀芯；4、弹簧；5、枪尾；6、射孔枪；7、压力开孔延时起爆器；8、自动进液阀；9、油管；10、定位短节。

具体实施方式

实施例1

一种射孔自动进液管柱，包括枪尾5、射孔枪6、压力开孔延时起爆器7、自动进液阀8、油管9和定位短节10，所述枪尾5、射孔枪6、压力开孔延时起爆器7、自动进液阀8从下至上依次连接，自动进液阀8和定位短节10之间设置至少三根依次连接的油管9，定位短节10上端连接油管或钻杆。

本实施例的优选实施方式为，所述自动进液阀8为一个或多个。

本实施例中，所述自动进液阀8包括本体1，本体1上设置有多个用于自动进液的单向阀。

本实施例中，所述自动进液阀8的本体1为中空的筒状结构，本体1上设有多个开孔，在每个开孔中设置有单向阀。

本实施例中，所述单向阀包括阀盖2、阀芯3、弹簧4和密封圈，弹簧4设置在阀芯3的内孔中，密封圈设置在阀盖2上，弹簧4和阀芯3设置在开孔内，阀盖2与开孔螺纹连接。

本实施例中，所述定位短节10上设置有测试工具和封隔器。

一种射孔自动进液管柱的作业方法，包括如下步骤：

a、下放射孔自动进液管柱，射孔自动进液管柱下放速度不超过300m/h；

b、记录钻杆或油管下钻过程中的返排量，若返排量超过正常返排量1.5m³，需从环空向钻杆或油管内补充灌液，直到灌满为止；

c、射孔自动进液管柱下到目的层位后，从环空往钻杆里面灌满液体并校深、调整管柱，射孔自动进液管柱调整到位后准备采取钻杆内加压起爆；

d、向钻杆内加压，根据起压时间调整排量，同时观察环空压力，环空压力为零或者较小为正常情况；

e、加压至压力突降，钻杆与油管内外连通时停泵，并观察环空返液情况和钻杆内压力；

f、延时等待射孔，射孔完成后，按作业程序进入下步作业。

所述射孔自动进液管柱在下放过程中井口出现复杂工程情况时，通过自动进液阀进行反循环压井作业，施工压力不超过压力起爆器的安全起爆最低压力。

所述射孔自动进液管柱最高耐压差70MPa，最大耐温200℃，最大流量250L/min。

实施例2

本发明的最佳实施方式是，在采用压力开孔延时自动进液管柱的射孔作业中，具体装配程序及作业方法如下：

第一步：组装射孔枪、射孔弹及火工品。

第二步：组装压力开孔延时起爆器，起爆器的销钉数量设计按照常规射孔作业要求根据具体井况计算。

第三步：井口连接射孔枪、安装压力开孔延时起爆器。

第四步：在压力开孔延时起爆器里面倒入硅脂，并在扣上面涂抹钻杆用密封脂。

第五步：在球形径向密封进液阀上端连接油管或钻杆，并均匀涂抹钻杆用密封脂。

第六步：在球形径向密封进液阀下端涂抹钻杆用密封脂，连接在压力开孔延时起爆器上端并紧固。

第七步：下放射孔管柱，管柱下放速度不超过300m/h。

第八步：记录钻杆或油管下钻过程中的返排量，若返排量超过正常返排量1.5m³，需从环空向钻杆或油管内补充灌液，直到灌满为止。

第九步：射孔管柱下到目的层位后，从环空往钻杆里面灌满液体并校深、调整管柱，管柱调整到位后准备采取钻杆内加压起爆。

第十步：采用泵车或井队用泥浆泵向钻杆内加压，根据起压时间合理调整排量，同时观察环空压力，环空压力为零或者较小为正常情况。

第十一步：加压至压力突降，钻杆与油管内外连通时立即停泵，并观察环空返液情况和钻杆内压力。

第十二步：延时等待射孔。

第十三步：射孔完成后，按作业程序进入下步作业。

若在射孔管柱下放过程中井口出现溢流等复杂工程情况，可通过自动进液阀进行小排量反循环压井作业，施工压力不超过压力起爆器的安全起爆最低压力。