王  英，王寶忠

（中國石油集團測井有限公司遼河分公司，遼寧 盤錦  124010）

摘  要：大斜度（水平）井在進行再射孔作業(yè)中，由于特殊的井斜軌跡以及井內(nèi)套管有未封堵井段與地層連通，對測量校深定位和加壓起爆射孔槍施工提出了更高的技術(shù)要求。本文闡述了大斜度（水平）井射孔作業(yè)目前采用的施工方法及存在的不足。結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，提出在再射孔作業(yè)中利用雙功能球座，將電纜泵送校深和加壓起爆相結(jié)合，在井筒與地層連通的情況下，既能滿足泵送測量校深準(zhǔn)確定位又能實現(xiàn)加壓起爆射孔槍的施工方法。

關(guān)鍵詞：大斜度（水平）井；再射孔；雙功能球座；泵送校深；加壓起爆

0  引  言

近年來隨著油田開發(fā)需求及鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，大斜度井、水平井?dāng)?shù)量逐年增多，隨之而來的是更多的射孔（油管輸送）完井的工作量。目前，大斜度（水平）井的初次射孔作業(yè)常采用的工藝流程是：利用油管將射孔槍下入到井內(nèi)，射孔槍上部的油管連接1根篩管，井口安裝電纜旁通短接，采用泵送工藝^[1]把連接自然伽馬儀的電纜泵輸至定位短節(jié)處。上提電纜進行測量校深，管柱調(diào)整定位后，通過油管或油套環(huán)空加壓來起爆射孔槍。此種施工方法雖然應(yīng)用成熟，但是，僅適用于大斜度（水平）井的初次射孔作業(yè)，卻不能進行再次射孔作業(yè)。原因在于，初次射孔時，井筒與地層不連通，處于封閉狀態(tài)，井口施加的壓力通過篩管直接作用在起爆器上起爆射孔槍。當(dāng)進行再次射孔作業(yè)，此時井筒與地層連通，井口施加的壓力泄漏到地層，無法起爆射孔槍，造成射孔失敗。為此，需要一種施工方法來解決大斜度（水平）井再射孔的難題。

1  大斜度（水平）井再射孔施工現(xiàn)狀

1.1 再射孔的原因

大斜度（水平）井進行再射孔的主要原因有：
（1）調(diào)層上（下）返射孔，與原生產(chǎn)井段進行合采；
（2）篩管或是裸眼完井^[2]、原射孔井段孔眼堵塞，需要重新補孔；
（3）較長的射孔井段根據(jù)工藝要求，需要進行分段多次射孔；
（4）射孔槍（有部分未發(fā)射）發(fā)射率低于95%的技術(shù)要求，需要補孔。

1.2 施工現(xiàn)狀

大斜度（水平）井進行射孔作業(yè)，主要采用電纜泵送工藝先測量校深，對射孔槍進行調(diào)整和定位，然后在井口油管或是油套環(huán)空加壓起爆射孔槍。這種施工方法的前提是，井筒與地層不連通，處于封閉狀態(tài)，僅適用于初次射孔施工。有些大斜度（水平）井由于上述“1.1再射孔的原因”，需要在井筒與地層連通的狀態(tài)下進行再射孔。對這種井況下的射孔施工，由于受到井眼軌跡^[3]和井筒與地層連通的限制，可用的施工方法有：一是，先下入帶有定位短接的校深管柱到預(yù)定的射孔深度，泵送電纜進行測量校深，調(diào)整和定位管柱，然后起出管柱，連接射孔槍再次將原井管柱下入井內(nèi)，在油管進行加壓起爆射孔槍；二是，將定位短接下入到直井段，射孔槍下入到斜（水平）井段，在直井段進行測量校深和定位^[4]，然后在井口油管內(nèi)加壓起爆射孔槍；三是，油管連接射孔槍，直接下入到井底再上提的探底法，以井底深度為管柱上提的標(biāo)準(zhǔn)深度，上提管柱使射孔槍對準(zhǔn)射孔位置，在井口油管加壓起爆射孔槍；四是，將井筒內(nèi)的原生產(chǎn)層位進行封堵作業(yè)^[5]，使井筒達到封閉環(huán)境，井筒試壓合格后下一趟管柱，按照初次射孔工藝流程完成射孔作業(yè)。

1.3 現(xiàn)有施工方法的缺點

雖然在“1.2 施工現(xiàn)狀”中所述的4個施工方法可以完成大斜度（水平）井的再射孔作業(yè)，但是射孔施工工藝^[6]流程復(fù)雜，存在較多的缺點。

（1）上述施工方法一的缺點，需要下2趟管柱，包括1趟為校深管柱，1趟為射孔管柱。起出井口的校深管柱由于還要連接射孔槍再次下入井內(nèi)，因此，不能隨意更換，否則可能造成誤射孔。起下2趟管柱，雖然是同一序列管柱，但是因為油管絲扣擰緊程度不同，造成2趟管柱長度產(chǎn)生很大的累積誤差，造成射孔深度誤差大。

（2）上述施工方法二的缺點，雖然施工簡單，但是在造斜點較早（淺）的井，斜井段或是水平段長度較大，定位短接到射孔槍之間就需要更多數(shù)量的油管，造斜井段過長致使射孔油零數(shù)據(jù)相應(yīng)過大，勢必造成射孔深度的準(zhǔn)確性難以控制，射孔深度誤差大。

（3）上述施工方法三的缺點，大斜度（水平）井經(jīng)過長時間生產(chǎn)運行，由于井底沉積物堆積或是井下落物等情況，造成井底深度發(fā)生變化，因此，利用井底深度確定射孔深度的準(zhǔn)確度不可靠。另外，在射孔槍探觸井底時受到擠壓，易造成槍身變形。

（4）上述施工方法四的缺點，在再射孔施工前要對原生產(chǎn)井段進行封堵作業(yè)，而且還要保證井筒試壓合格，才能進行射孔作業(yè)，增加工序，破壞產(chǎn)層，工作時效低。

針對大斜度（水平）井再射孔施工工藝^[7]的現(xiàn)狀和缺點，提出了利用雙功能球座，結(jié)合電纜泵送工藝和1趟管柱加壓起爆工藝來完成射孔施工的方法。

2  雙功能球座

2.1 球座結(jié)構(gòu)

雙功能球座中心部位為一個可以容納鋼制投球的球座，該球座底部連通有4條泵送通道，并與球座外壁相通。這4條泵送通道在泵送電纜時起到循環(huán)壓井液作用。4條泵送通道與球座中軸線成一定的角度，可以防止壓井液中的沉積物堆積在球座上造成堵塞泵送通道。在球座中心孔四周分布有4個上下垂直貫通的傳壓通道，該通道的作用是將井口油管施加的壓力傳遞給起爆器，起爆射孔槍。雙功能球座結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1  雙功能球座縱向剖面圖

圖2  雙功能球座俯視圖

2.2 工作原理

雙功能球座連接在定位短接與射孔槍之間的油管處。當(dāng)井口泵送電纜作業(yè)時，油管內(nèi)的壓井液通過球座的中心通道，沿著泵送通道流出，進入到油管和套管的環(huán)空空間，壓井液的循環(huán)流動可以攜帶電纜及儀器向前運行，達到循環(huán)泵送的功能。見圖3。

圖3  循環(huán)泵送功能                                                                        圖4 傳壓起爆功能

當(dāng)井口加壓起爆作業(yè)時，將鋼制投球投入到油管內(nèi)，鋼球沿著油管落入到球座中心通道的球座內(nèi)，大斜度（水平）井段需要通過井口加壓泵送到球座內(nèi)。此時，中心通道被鋼球完全封堵，井口施加的壓力就沿著中心通道四周的4個傳壓通道作用到起爆器上部，完成射孔槍起爆的功能。見圖4。

3  再射孔施工方法

3.1 施工過程

大斜度（水平）井再射孔施工，只需下入1趟管柱，即可完成泵送電纜校深和加壓起爆射孔槍。下入井內(nèi)的射孔管柱程序為（從下至上）：射孔槍；起爆器；雙功能球座；油管；定位短接；校深油管。其中，再射孔管柱中無需連接篩管。

將射孔管柱下入到預(yù)計的射孔深度，首先進行測量校深施工。在井口安裝電纜旁通，電纜下井，在直井段依靠電纜及儀器自身重力和絞車的推力使電纜向下運行。當(dāng)?shù)竭_造斜點或是電纜遇阻處時，將電纜旁通擰緊密封，井口加壓進行電纜泵送作業(yè)。測量校深作業(yè)中，雙功能球座的泵送通道是暢通的，壓井液在井口施壓的狀態(tài)下從油管內(nèi)循環(huán)到油套環(huán)空空間，推動電纜及儀器泵送至定位短接以下，開始上提電纜完成測量校深。由于雙功能球座的使用，可以將定位短接下入到射孔層位附近來完成校深，沒有了油管的累計誤差，提高了射孔深度的準(zhǔn)確性。

當(dāng)射孔管柱調(diào)整定位后，進行加壓起爆作業(yè)。在井口油管口處將鋼制投球投入，鋼球落入至雙功能球座內(nèi)，井斜較大或水平井段需要井口施壓泵送至球座內(nèi)。鋼球進入到球座中心通道，將泵送通道封閉，壓井液不能循環(huán)，此時，油管與套管不連通形成密閉狀態(tài)。井口壓力持續(xù)增加，壓力沿著傳壓通道傳至球座下方的起爆器上，達到起爆壓力值，引爆射孔槍，完成再射孔施工。

3.2 施工關(guān)鍵點

（1）在現(xiàn)場施工中，泵送的壓力要進行嚴(yán)格的控制。井斜度較小的井在泵送施工時，只要在油管內(nèi)建立正常的循環(huán)即可，依靠循環(huán)的液體推力將電纜輸送^[8]到目的深度。但是，在造斜點早或是斜井段距離長、水平井段、井內(nèi)壓井液密度大等井況下，就需要提高泵入的壓力，來推動井下電纜向前運行。在射孔測量校深施工中，槍身已經(jīng)下到井內(nèi)，起爆器為加壓方式起爆，因此，就要采取必要的措施來避免槍身誤起爆事故的發(fā)生。一是，嚴(yán)格控制井口泵入的循環(huán)壓力值。根據(jù)井深（垂直深度）、壓井液性質(zhì)等確定合理的安全的泵入壓力值，能使井下電纜平穩(wěn)運行即可。二是，提高壓力起爆器的安全壓力值。在起爆器銷釘計算時，增加安全壓力數(shù)值，也就是增加剪切銷釘數(shù)量，提高起爆器的起爆壓力。

（2）在電纜泵送過程中，要掌控好泵壓與電纜運行速度。由于井況（井斜、井斜段長度、井深、壓井液等）不同，向井下泵入的壓力也不同，對電纜的下放速度也要與泵壓進行適應(yīng)性調(diào)整。泵車操作手、絞車工與儀器操作員密切配合，時刻注意泵送排量、張力及曲線變化。

（3）雙功能球座具有方向性，連接油管時，球座中心通道一端向上，不能反向連接。

4  結(jié)  論

（1）目前，大斜度（水平）井的再射孔的幾種施工方法存在諸多不足：需要下2趟管柱；射孔深度誤差大；槍身擠壓變形；工序復(fù)雜等。

（2）在井筒與地層連通的情況下，利用雙功能球座的施工方法，只需下入1趟管柱就可以完成泵送電纜校深和加壓起爆射孔槍施工。在射孔層位附近對定位短接進行測量、校深和定位，保證了射孔深度的準(zhǔn)確。

（3）泵送電纜過程中，嚴(yán)格控制井口泵送壓力值，提高壓力起爆器的安全壓力值，可以有效的避免射孔槍身誤起爆事故的發(fā)生，保證施工安全。

參考文獻：

[1]  趙雷.川西地區(qū)復(fù)雜水平井泵送電纜釋放測井工藝[J].石油鉆探技術(shù),2015(06):66-69.

[2]  朱正喜,李永革.水平井裸眼完井分段壓裂技術(shù)研究[J].石油礦場機械,2011,40(11):44-47.

[3]  羅榮,李雙林,崔光.水平井井眼軌跡分析及其應(yīng)用探討[J].中外能源,2012,17(07):53-56.

[4]  于路鵬,呂剛,葛江林.測井電纜受力拉伸及校正難點分析[J].化工管理,2014(21):31-31.

[5]  王富元.關(guān)于井下作業(yè)封堵封竄技術(shù)的探討[J].化工管理,2016(27):91-91.

[6]  陸大衛(wèi).油氣井射孔技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

[7]  陳鋒,袁吉誠.水平井再射孔的起爆方法[J].測井技術(shù),2000,24(01):74-78.

[8]  王英.大斜度（水平）井射孔電纜輸送工藝研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014(07):114-114.