在射孔施工作业中,常遇到一次打开多个层位合采,射开层位之间距离较远,且储集层压力大的情况。为提高作业一次成功率,采用油管传输射孔多级起爆技术,该技术起爆方式为:投棒或压力起爆加分级投棒起爆一次将多个层位同时打开。
多级组合起爆一次完成射孔任务
TCP多级起爆技术的优势是:可实现负压 TCP射孔工艺,射孔瞬间地层压力高于井筒压力,利用地层压力冲击清洗射孔孔道内的碎屑和残渣,并可防止压井液进入地层造成污染而达到提高油气井产量的目的(见图1)。
可以避免采用夹层枪时带来的如下问题:成本高;导爆索在较长夹层枪内易出现传爆能量衰减而断爆的问题。但可以避免采用压力点火引爆射孔枪,依靠氮气加压点火建立负压方式作业时间长、成本高、工艺较复杂的问题。
在多夹层大跨度井中,使用油管传输多级起爆技术是一种安全有效的射孔工艺方法。
利用油管做夹层枪,将一个枪串分成几组独立的枪串,每个枪串的上部都安装一个独立的起爆器,初级起爆器可根据井况采用投棒或井口加压等方式引爆。次级枪串若采用压力起爆器,可利用上一级枪串起爆后的冲击波压力为起爆创造条件,在夹层过大或初级枪串弹数少、冲击波压力较小时,可利用上一级枪串下部的增压装置点火后释放能量来增加压力,带动下一级枪串起爆器起爆;次级枪串若是用投棒起爆器,上一级枪串起爆后,安装在其枪串尾部的点火棒自动释放,撞击次级起爆器起爆。该技术应用多种分级起爆方式组合起爆,能够一次完成多层射孔任务(见图2所示)。
初级枪用压力或投棒起爆,各次级枪为投棒起爆,施工时通过井口加压或投棒使初级枪首先起爆,同时带动各次级枪相继起爆。
各次级投棒起爆的工作原理:其撞击针由特定装置连接到前一级枪串的尾部,由上一级枪的导爆索带动撞击针释放装置,使每组枪串依次撞击起爆。投棒内的延时传爆体被导爆索作用,延时工作约120s±20s(通常棒体可以运行约800m的夹层),延时传爆体自动将棒尖内的爆炸组件引爆,即使起爆器没有被撞击起爆,因棒体设定有延时自毁装置(如图3、4、5、6所示),起管柱时,起爆器也处于安全状态。该办法适合于井斜不大于30º,夹层较大的井,只要入井油管内干净均可使用,特别适合于补孔井、地层产气或要求负压射孔的井。
多级起爆技术解决大跨度井射孔难题
TK332井是位于新疆塔里木盆地塔河油田3区石炭系断背斜高部位钻的一口开发井。该井于2007年6月7日开钻,8月5日完钻,设计井深5490.0m,完钻井深5509.0m,完钻层位O2yj。本次作业封堵奥陶系,打塞控制在5300m,重复射孔石炭系:4884~4887m,5177~5181m,补孔石炭系:5103~107m。
此次作业采用油管传输射孔,油管打压开孔延时、二级投棒起爆。枪型:YD-127型;弹型:DP41RDX-52-127;孔密:16孔/米;布孔方式:60º螺旋布孔。人工井底位置:5300m±2m,压井液密度:1.03g/cm3的清水,射孔层位温度:119.7℃/5180m。射孔管柱如图7所示。
本次射孔作业一趟射孔管柱同时将三个储层段射开,鸣响率100%,TCP射孔鸣响监测见图8。提高了射孔作业时效,使整体施工工期缩短,节省了修井作业费用,提高整体效益。降低了多次修井、压井对储层造成的污染,提高求产的速度及真实性。 夹层采用油管连接,消除使用夹层枪导致的射孔工程事故隐患,避免爆燃卡枪等一系列问题。本井射孔后进行机抽采油,套压0.5MPa,回压0.15MPa,日产液6吨,日产油2吨。
采用压力+多级投棒起爆新技术在塔河油田TK332井一次获得成功,给油田目前射孔完井工艺提供了一条新思路,值得大力推广应用。从该项新工艺中我们可以看到以下几个优点:
采用该技术很好地解决了大跨度井射孔多级起爆的技术难题,杜绝了因使用大米数夹层枪而造成的工程事故,提高了一次成功率;该技术采用负压射孔工艺减少了对地层的污染,有利于提高油气井的采收率;应用该技术安全可靠、节约成本,并且缩短施工周期,有广泛的应用前景。