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1、收稿日期 2007205228作者简介郭圣德(19702) ,男, 1994年大学毕业,工程师,现主要从事油田射孔技术工作。油管传输射孔工艺不成功的原因分析与改进方法郭圣德,刘高恩,沈在元(江苏油田地质测井处,江苏 扬州225002 )摘要主要针对近年来油管传输射孔施工中发生的枪身不起爆或部分起爆以及卡枪、掉枪等不成功的问题,从施工器材 、施工方案 、施工操作以及井筒条件等方面进行了分析,并针对以上情况从提高操作人员素质 、改进施工器材、引进先进的技术设备等方面提出了相应的改进方法,对今后成功应用油管传输射孔施工起到了一定的作用。关键词油管传输射孔;射孔工艺;枪身;起爆中图分类号TE25711
2、文献标识码A文章编号 100029752(2007)0320411203目前 , 随着江苏油田勘探开发的不断深入, 侧钻井 、水平井 、深井及老井挖潜等复杂井越来越多,井下情况越来越复杂, 采用常规的电缆射孔经常发生遇阻、井喷等情况。油管传输射孔以其特有的优势 , 可以较好解决以上问题, 因此应用越来越广泛。但随着油管传输工作量的增加, 受各种因素的影响 , 现场施工也出现过一些问题, 导致了油管传输射孔下井不成功情况的发生。因此针对近年来在油管传输射孔施工中发生的不成功的现象, 对其进行分析, 在实际中不断改进, 目前已经取得了良好效果。1油管传输射孔井中出现的不成功的情况近年来油管传输射孔
3、井施工中出现的不成功的情况主要有以下几个方面:下井施工枪身全部未起爆 ;下井后只有部分枪身起爆, 特别是在大跨度夹层或夹层较多的井, 有的是夹层上部枪身未起爆,有的是夹层下部枪身未起爆;下井过程中枪身提前起爆;枪身落井或卡枪;开孔装置提前打开或打不开 ;管柱泄漏 。因此 , 必须对油管传输射孔的各个环节进行分析, 查找出现上述情况的原因, 采取适当的措施或者改进施工方法以提高油管传输射孔的成功率。2油管传输射孔不成功的原因分析211 下井施工枪身全部未起爆原因分析该种情况主要是起爆器未起爆从而造成枪身未起爆穿孔, 而出现这种情况主要又有以下2 种情况 :1)在投棒点火方式时, 投棒下行至投棒开
4、孔装置时, 由于投棒卡在开孔位置处, 没有撞击到投棒起爆器上, 因而未带动起爆器, 从而未引爆起爆器下部枪身。2)在压力起爆点火方式时,又存在6种情况:开孔装置在下井过程中提前打开,导致压力加不上去 , 从而不能引爆射孔枪;在加压起爆时, 根据设计应先起爆枪身再打开压力开孔装置, 但是如果加压时压力开孔装置被先打开, 导致压力不够未引爆枪身或者在压力开孔装置打开时误以为枪身已经起爆而未继续加压, 造成不能引爆射孔枪; 压力开孔装置存在渗漏现象, 导致压力加不上去, 仍然不能引爆射孔枪;现场使用的油管较脏或油管内锈屑较多, 在下管柱的过程中, 油管内的脏物或锈屑堆积在起爆器上, 导致压力无法加上
5、去或将投棒堵住造成投棒无法正常撞击到起爆器上;施工时的井下落物等 ;油管管柱泄漏导致压力加不上去, 无法造成压力起爆器起爆, 从而无法进行正常起爆。?114?石油天然气学报(江汉石油学院学报)2007年6月 第29卷 第3期Journalof Oil and Gas Technology(J1JPI)Jun12007Vol129No13? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
6、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 212 下井后只有部分枪身起爆原因分析这种情况一般发生在一次射孔井段较长的、夹层较多的 、夹层跨度较大的油管传输射孔井中。特别是在水平井和多级起爆施工中, 一般一次性射孔井段较长, 枪身较多 , 枪身各部配合的环节较多, 只要在某一细小环节上出点问题, 就可能造成下井枪身部分起爆的情况。原因如下 :在装配过程和下井过程中 , 如果导爆索捆扎不牢, 可能引起下井过程中导爆索下滑, 造成传爆不好, 导致下部分射孔枪不起爆或者不穿孔; 传爆管未能与导爆索卡紧, 造成
7、下井过程中脱开, 引起传爆不良, 导致下部分射孔枪不起爆或者不穿孔;两支枪身之间的传爆管偏心较大或传爆距离较长, 导致传爆不好, 能造成枪身部分不起爆或不穿孔现象的发生; 导爆索本身密度或能量不够, 达不到起爆要求或传爆管本身有质量问题 ;中间某支枪身进水也可能造成枪身部分不起爆或不穿孔;在夹层多的油管传输射孔井中, 如果上部枪身起爆瞬间产生的能量不够或者地层存在渗漏等现象, 导致下部起爆器的起爆能量不够, 从而无法进行起爆 。213 下井过程中枪身提前起爆原因分析一般情况下较少发生这种情况, 但一旦发生这种情况肯定就是误射孔, 其原因分为以下几方面:1)设计方面的原因 主要存在于压力起爆方式
8、中。根据以往施工经验, 往往现场的实际起爆压力低于设计起爆压力, 主要原因是管柱中存在的液面在作业队下油管过程中, 液柱压力直接作用在起爆器上 , 每一次管柱停顿产生的活塞效应均对起爆器剪切销造成一次冲击, 比如井深2500m 的油井 , 大约要下 260 根油管 , 也就是说液面对起爆器剪切销冲击作用了260 次 , 造成剪切销的疲劳, 强度减弱, 最终实际起爆压力低于设计起爆压力。2)射孔器材的原因 射孔器材包括起爆器、起爆雷管 、导爆索 、传爆管 、射孔枪 、射孔弹等, 任何一个器材出现问题都会发生一次巨大的事故。其次是射孔器材的配套使用问题, 射孔器材的使用者应该根据实际的生产情况合理
9、选择相应的器材, 尽量使器材适合在同一种环境中使用。3)操作方面的原因 在装配下井枪身的管柱过程中, 操作人员如果稍有不慎, 对一些火工件发生击打或针刺的行为使枪身提前起爆。另外甲方作业者在下管柱的过程中, 如果发生溜钻、顿钻等情况,也会出现提前起爆的情况。再者就是在中间加注液垫的过程中, 如果稍不注意起压的话, 很容易发生提前起爆的情况。214 枪身落井或卡枪原因分析1)射孔器材的原因 主要是射孔枪枪体、接头本身的加工与材质、耐压强度不够;枪身与接头的密封存在问题, 造成枪身内部渗水; 射孔弹本身问题, 如锈蚀 、聚能罩脱落等; 导爆索传爆速度不够,造成射孔弹不穿孔或部分穿孔, 引起枪身鼓包
10、或变形等。2)井筒内部条件问题如井筒内本身的液柱太低, 或者井筒井漏造成液柱降低, 不能很好保护枪身 , 从而造成炸枪事故的发生; 再者就是井筒内本身存在不规则情况, 如套管变形、缩径等 , 正常射孔起爆后上起枪身时, 射孔后产生的毛刺刮擦套管壁后容易造成卡枪或枪身落井。3)外部因素的问题 主要是人为因素, 一般表现为作业队起下管柱过程中管柱脱扣、射孔小队配合接头紧固不良、射孔小队收取枪身和作业队配合失误等。215 开孔装置提前打开或打不开原因分析一般情况下在稠油井、再射孔的施工井或者是为了保护油气层少受污染而不洗井作业的、井漏的井等情况下, 采取油管传输射孔施工时, 为保证可靠施工, 采取在
11、管柱中加接开孔装置。但是在应用过程中 , 由于开孔装置与起爆器配合使用的问题, 开孔装置提前打开或打不开或加压时提前打开, 造成了很多施工井的不成功。主要原因如下:1)开孔装置器材的原因目前的开孔装置主要有投棒开孔装置、压力开孔装置、压力起爆开孔复合装置 3 种 , 在施工时可根据实际情况选用。在长期的应用过程中, 发现压力开孔装置器材本身存在一些缺陷 , 开孔装置如果发生渗漏, 压力加不上去, 就会造成施工井不成功。2)组装方面 由于施工小队的人员素质参差不齐, 组装过程中难免存在检查不足、少装盘根或销钉的情况 。而这就往往可能导致提前开孔或加压时提前开孔。3)设计方面的问题 在设计时, 一
12、般是在加压起爆后再多加5M Pa 左右的压力开孔装置才能打开,?214?石油天然气学报(江汉石油学院学报)2007年6月? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 但是在现场施工时发现一般是在正常射孔起爆的瞬间开孔装置已经打开。这又可以归于产品本
13、身的问题 , 但这应是产品设计方面的问题。216 管柱泄漏原因分析管柱泄漏原因主要有: 油管管柱本身存在的质量问题、井深的影响 、管柱之间的配合等。3改进措施针对以前发生过的这些不成功的实例, 采取了一系列的改进措施。1)加强油管传输射孔施工准备的质量把关, 从装枪质量到起爆器、开孔装置的组装都有专人负责监督 , 并且明确责任人和监督人的职责, 清点销钉的数目并核对登记。同时结合岗位练兵活动, 加强对操作人员的技能培训, 强化工作责任心, 提高操作人员的认识, 确保施工的成功率, 从人员操作上减少了问题发生的可能性。2)加强了对产品性能的检验。加强检验手段, 多方共同把关, 保证了射孔器材的可
14、靠性。同时 ,对一些存在问题的开孔装置停止使用, 积极向生产厂家咨询和提出自己的建议, 待重新改进并试验成功后再行使用 。3)根据现有的器材和条件进行小改小革。对于投棒容易卡在开孔位置处的问题, 根据小队现场的情况分析原因有两个: 一是有的投棒棒体过粗 , 二是有的投棒的棒尖与棒体之间的结合处的台阶面过高。针对以上情况, 对投棒的棒体进行了缩小 , 同时对投棒棒体与棒尖结合处的台阶面进行修正, 使其坡度降低。通过以上的改进, 目前为止再没有发生过投棒遇卡的问题。对于压力起爆方式的油管传输射孔, 为减少管柱中液柱压力对起爆器的冲击, 在管柱连接中设计了缓冲器 。缓冲器连接在起爆器的上方, 管柱中
15、的液柱压力通过几次改变方向, 可以降低对起爆器的直接冲击 。当需要进行从油管内打压射孔时, 压力可以通过筛管孔作用到起爆器的活塞上, 根据井况和实际情况 , 可以采用多级缓冲器进行缓冲, 缓冲器可以连接在起爆器上方的任何油管上, 改变液柱冲击力的方向 , 很好地保护起爆器的销钉, 降低销钉的疲劳程度。对于大跨度夹层的油管传输射孔, 如果多个夹层都较长, 可以根据实际情况采用多级增压起爆进行增压 , 达到施工的目的。4)引进新的射孔器材, 增强技术含金量。针对目前的单销钉压力起爆开孔复合装置的问题, 重新引进了多销钉的压力起爆开孔复合装置。经下井试验成功后, 先后在XQ1 等深井成功应用, 解决
16、了开孔装置渗漏的问题。5)针对油管传输射孔难以判断井下射孔枪身起爆情况, 引进了高精度射孔起爆监测仪。它是一种轻便地震数据采集系统, 能够精确地捕捉地球表面浅层地质结构中的振动信号, 采样率最高可达20ms ,完全可以监测到射孔弹起爆爆轰瞬间信息。通过对监测资料的分析, 可以清楚地判断井下射孔弹是否起爆。射孔监测仪可以与尾声弹、射孔延时装置同时应用, 可以判断井下射孔枪是否完全起爆。以上几种施工方式改进, 经过实践应用, 大多取得了良好的效果, 在实际的施工中, 经推广应用,解决了油管传输井的射孔施工问题, 取得了良好的经济效益。编辑 萧 雨?314?第29卷第3期郭圣德等:油管传输射孔工艺不成功的原因分析与改进方法? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -