一种射孔方法与流程

本发明属于油气井采油，具体涉及一种射孔方法。

背景技术：

1、水平井采用三级井身结构，水平段采用悬挂套管完井是当前水平井主要完井方式之一，水平井直井段技术套管采用7″套管固井，水平段采用在7″套管内悬挂41/2″裸眼预置管柱或悬挂41/2″套管完井，生产过程中需要在7″套管与悬挂套管重叠井段进行射孔措施，该井段井斜一般大于较65°，狗腿度大于3.5度/30m，且为双层套管，悬挂器内径范围悬挂套管内径部分水平井悬挂器相对于悬挂套管存在缩颈，射孔后枪身胀径，起下卡枪风险较高，射孔器尺寸受限，射孔完善系数较低，射孔次数增加，射孔成本增加。

2、现有授权公告号为cn105840151b的中国发明专利、《射孔管柱和射孔管柱校深及射孔方法》及公开文献《海上油气田双层套管射孔穿透性能研究》、《小井眼深穿透射孔技术的研究与应用》均提出了常规水平井射孔管柱结构、双层套管射孔室内研究及小井眼深穿透射孔技术研究，但无41/2″套管内大井斜段、双层套管深穿透射孔管柱及方法方面研究和实践。

3、目前，现有水平井射孔管柱及射孔方法主要包括：一是双层套管射孔仅限于理论研究，定性分析射孔弹药量、套管壁厚、套管钢级对射孔完善系数的影响，但没有定量研究及双层套管可射穿极限最小射孔枪及相关参数，针对套管内径受限井不具有指导意义；二是采用q73mm射孔枪和sdp32rdx16型号射孔弹，适用于4″和41/2″套管内射孔，可以通过悬挂器，卡枪风险较低，可以加长射孔枪长度，减少射孔次数，但是双层套管射孔完善系数较低甚至射不穿套管；三是采用q89mm射孔枪和sdp36rdx18、sdp36rdx25型号射孔弹,适用于41/2″和51/2″套管内射孔，但是在大井斜段内，当悬挂器内径小于存在缩颈时，射孔后枪身胀径卡枪风险较高，同时射孔枪长度受限，相同射孔段长度，射孔次数增加，射孔成本增加；四是针对大井斜、小通径套管井，没有系统的射孔枪设计方法，凭经验优选射孔枪尺寸和射孔弹，射孔完善系数较低，卡枪风险较大，频繁下枪遇阻，射孔次数较多，导致射孔成本较高；五是老井射孔作业，由于地层亏空，无法实现环空加压射孔，同时环空加压射孔管柱，在下射孔枪过程中，井筒流体进入射孔管柱，沉淀沉杂容易堵塞在起爆器以上井段，导致无法打压引爆射孔枪。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种射孔方法，用以解决现有技术中套管射孔完善系数较低，导致多趟射孔的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

3、本发明的一种射孔方法，包括以下步骤：

4、射孔作业过程中，在射孔枪下至射孔段时，油管打压射孔，以完成射孔作业；

5、所述射孔枪的长度依据射孔枪最大长度设计得到，所述射孔枪最大长度为射孔枪在套管内刚性通过的最大长度，依据射孔枪最大外径、悬挂套管内径和井斜数据计算得到，包括如下计算公式：

6、

7、

8、式中：l为射孔枪最大长度，b为射孔枪外径，a为悬挂套管内径，r为井眼内曲率半径，k为井斜数据中的圆弧处全角变化率。

9、上述技术方案的有益效果为：第一方面，本发明通过依据射孔枪最大外径、悬挂套管内径和井斜数据得到了射孔枪最大长度，本发明以射孔枪射孔后膨胀5mm作为射孔管柱外径进行计算，在不同套管内，根据井斜角以及依据井斜角得到的狗腿度数据(圆弧全角变化率)，可计算出最大射孔枪长度，减少射孔次数，降低射孔成。第二方面，本发明方法对于大井斜段射孔、双层套管射孔、小通径套管内射孔的具体设计方法具有普遍适用性，设计简单，易于操作，具有较强的适用性和较高的推广价值。

10、进一步地，所述射孔枪最大外径依据套管悬挂器内径和悬挂套管内径确定，确定射孔枪最大外径的方法包括：

11、若套管悬挂器内径大于等于悬挂套管内径，则射孔枪最大外径小于等于悬挂套管内径减去射孔枪射孔后最大胀径再减去射孔枪胀径后与套管内径之间间隙的距离；

12、若套管悬挂器内径小于悬挂套管内径，射孔枪最大外径小于等于套管悬挂器内径减去射孔枪射孔后最大胀径再减去射孔枪胀径后与套管悬挂器内径之间间隙的距离。

13、上述技术方案的有益效果为：本发明通过依据套管悬挂器内径和悬挂套管内径确定射孔枪最大外径，实现了对射孔枪尺寸优化设计，解决了水平井大井斜段、小通径套管内射孔后枪身胀径，存在卡枪风险的问题。

14、进一步地，射孔枪射孔后最大胀径为5mm,射孔枪胀径后与套管内径之间间隙为6mm，射孔枪胀径后与套管悬挂器内径之间间隙为6mm。

15、上述技术方案的有益效果为：本发明考虑了射孔枪射孔后最大胀径3-5mm，射孔枪胀径后与套管内径之间间隙≥6mm或者射孔枪胀径后与套管内径之间间隙≥6mm，通过对射孔枪尺寸优化设计，排除了卡枪风险，解决了水平井大井斜段、小通径套管内射孔后枪身胀径卡枪的问题。

16、进一步地，所述射孔枪的装药量在射孔枪标准类型对应的射孔枪标准装药量基础上增加设定装药量，增加设定装药量后的射孔枪能够射穿套管且枪身外径变形量小于等于射孔枪胀径后与套管内径之间距离或者射孔枪胀径后与套管悬挂器内径之间距离；所述射孔枪标准类型依据所述射孔枪最大外径和射孔枪最大长度确定的。

17、上述技术方案的有益效果为：本发明依据射孔枪最大外径选取射孔枪标准类型，并在选取的射孔枪标准类型对应的射孔枪标准装药量基础上增加设定装药量，采用小枪装大弹设计，解决了小通径套管内，受井筒尺寸影响，双层套管射孔完善系数较低的问题，实现了双层套管射穿，同时避免射孔枪严重变形或炸枪风险。

18、进一步地，若确定射孔枪标准类型为q73mm射孔枪，则射孔枪装药量取值范围w为18g≤w＜20g。

19、进一步地，射孔枪起爆器上设置有泄压孔，所述泄压孔直径范围为10毫米到12毫米。

20、上述技术方案的有益效果为：本发明解决了老井无法实现环空打压及小井眼内射孔可能遇阻或遇卡无法循环洗井解卡难题，设计油管正打压射孔，起爆器设计有泄压孔，射孔后，泄压孔打开可实现反循环洗井，或射孔后射孔管柱直接作为试油气管柱，避免重复起下管柱，降低了射孔风险和作业成本。

21、进一步地，所述泄压孔有2个或者3个，且周向均匀设置有在起爆器上。

技术特征：

1.一种射孔方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的射孔方法，其特征在于：所述射孔枪最大外径依据套管悬挂器内径和悬挂套管内径确定，确定射孔枪最大外径的方法包括：

3.根据权利要求2所述的射孔方法，其特征在于：射孔枪射孔后最大胀径为5mm,射孔枪胀径后与套管内径之间间隙为6mm，射孔枪胀径后与套管悬挂器内径之间间隙为6mm。

4.根据权利要求1或2所述的射孔方法，其特征在于：所述射孔枪的装药量在射孔枪标准类型对应的射孔枪标准装药量基础上增加设定装药量，增加设定装药量后的射孔枪能够射穿套管且枪身外径变形量小于等于射孔枪胀径后与套管内径之间距离或者射孔枪胀径后与套管悬挂器内径之间距离；所述射孔枪标准类型依据所述射孔枪最大外径和射孔枪最大长度确定的。

5.根据权利要求4所述的射孔方法，其特征在于：若确定射孔枪标准类型为q73mm射孔枪，则射孔枪装药量取值范围w为18g≤w＜20g。

6.根据权利要求1所述的射孔方法，其特征在于：射孔枪起爆器上设置有泄压孔，所述泄压孔直径范围为10毫米到12毫米。

7.根据权利要求6所述的射孔方法，其特征在于：所述泄压孔有2个或者3个，且周向均匀设置有在起爆器上。

技术总结
本发明属于油气井采油技术领域，具体涉及一种射孔方法，包括：射孔作业过程中，在射孔枪下至射孔段时，油管打压射孔，以完成射孔作业；该射孔枪的尺寸和弹药量设计为：依据套管悬挂器内径和悬挂套管内径确定射孔枪最大外径；依据射孔枪最大外径、悬挂套管内径和井斜数据计算射孔枪在套管内刚性通过的最大长度，以得到射孔枪最大长度；依据射孔枪最大外径确定射孔枪标准类型；射孔枪装药量在确定的射孔枪标准类型对应的射孔枪标准装药量基础上增加设定装药量。由此，本发明解决了现有技术中受水平井井斜、双层套管及套管尺寸影响，射孔枪起下卡枪及多趟射孔等问题。

技术研发人员：王治磊,斯容,冯永超,梁承春,李俊鹿,吴锦伟
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4