[工程科技]第六章射孔介绍.doc

第六章 射 孔 射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。射孔是完井工艺的重要组成部分，它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发生产成本等都有重大的影响。 从1932年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来，射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能弹。射孔弹分为深穿透型和大孔径型两种，能满足高温、中温、低温地层的完井射孔需要。射孔方式分为电缆射孔、油管输送射孔和过油管射孔。 海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔参数（孔径、孔密、相位、孔深），对增加产能和减少修井补射孔作业，提高油气田开发生产效益有重大的影响。 第一节 射孔方式和选择 一、射孔方式 1电缆射孔 电缆射孔是在下入完井生产管柱前，用电缆下入套管射孔枪，利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位，电雷管引爆射孔枪。在井筒液柱压力高于地层压力的条件下射开生产油气层。 电缆射孔枪有开孔枪和高效枪及高孔密枪等。开孔枪简称PPG（Pore Plug Gun），高效枪简称HEG（High Efficiency Gun）。PPG和HEG的射孔相位均为90，最大射孔孔密为13孔m。高孔密枪简称HSD（High Shot Donsity）的射孔相位有120、90、60、45、30，最大射孔孔密为39孔m。射孔弹有深穿透（DP）和大孔径（BH）两种。 （1）电缆射孔优缺点 1）优点。 射孔枪和射孔弹的种类多，能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹，满足高孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。 射孔定位快速、准确。 电雷管引爆可靠性强。 作业简便快捷，能连续进行多层射孔。 2）缺点。 正压射孔，对地层造成污染损害，影响产能。 在地层压力掌握不准时，射孔后易发生井喷，为防井喷必须安装防喷器和防喷管。 受电缆输送能力和防喷管长度的限制，每次下枪长度只能在10m左右，厚度大，油气层的射孔作业时间长，在大斜度井、水平井和高密度泥浆中的应用也受限制。 容易受电火花、强烈震击等外界因素的干扰而发生爆炸。 （2）电缆射孔选择射孔枪和射孔弹的因素 l）完井套管内径； 2）地层温度和压力； 3）深穿透或大孔径射孔要求； 4）射孔相位和孔密要求； 5）射孔工艺特性要求。 电缆射孔枪串由枪身、点火头、CCL，校深仪和电缆接头组成，如图6-1-1所示。电缆接头有三种作用，一是连接枪串和电缆；二是作为电缆弱点，当电缆射孔枪遇卡时从电缆接头拉断，取出电缆；三是作为打捞头。 2油管输送射孔 油管输送射孔简称TCP（Tubing Conveyed Perforation），是用油管输送射孔枪到射孔层位进行射孔，是70年代发展起来的一种射孔方法。 油管输送射孔有棒击引爆、油管内加压延时引爆、环空加压引爆、电雷管引爆和钢丝作业震击引爆等引爆方式。 油管输送射孔枪串一般由枪身、无弹枪段、引爆点火头、防污染接头、释放枪装置、封隔器等组成。 油管输送射孔有如下特点： 1）输送能力强，一次可射孔数百米。 2）能使用大直径射孔枪、大药量射孔弹，能满足高孔密、多相位、深穿透、大孔径的射孔要求。 3）能根据油气层岩性特点设计负压值，消除射孔对地层的损害，提高油气井产能。 4）能充分做好地面防喷准备，安装好井口设备后才引爆射孔枪，保证作业安全，尤其适用于高压油气井。 5）射孔后可把射孔枪释放到井底，满足立即进行生产和生产测井的要求。 6）能在大斜度井和水平井中进行射孔。 其缺点是如果一次点火引爆不成功，返工作业时间长；再者要求使用耐温较高的射孔炸药。 3过油管射孔 过油管射孔是在下完生产管柱，安装好井口采油树及生产系统，坐封好封隔器，在井口采油树上安装防喷管和电缆密封装置，用电缆从油管内下入射孔枪对油气层进行射孔。过油管射孔枪串由枪身、引爆点火头、接箍定位仪和电缆接头组成，如图6-1-2所示。 过油管射孔的定位同电缆射孔一样，以射孔段顶部的套管短节作为射孔定位参照点，完井管柱的底端必须在射孔段顶部短套管上方。 过油管射孔由于受完井油管内径和井下工具尺寸的限制，只能用小直径射孔枪和小药量射孔弹。过油管射孔有如下优缺点：1） 能形成负压或平衡压力射孔，对油气层损害小。2） 射孔作业安全，适用于高压油气井。 3）射孔后能马上进行生产。 缺点： 1）射孔枪和射孔弹尺寸受油管内径限制，穿透深度浅，对油气井的产量有一定影响。 2）射孔枪和套管之间间隙大，影响射孔穿透深度和孔径。 3）每次下枪的长度受防喷管长度限制。 4）枪变形后难于回收。 过油管射孔枪有带枪筒和无枪筒两种。带枪筒的可把射孔残渣全部回收，对地层和井筒无污染。无枪筒的射孔残渣全部落在井筒内。 过油管射孔用电缆输送射孔枪只能在井斜50以内进行，在井斜5070的井，只能用连续油管输送过油管射孔枪。过油管扩展枪射孔与过油管射孔的条件和方法均相同，不同之处是过油管扩展枪在下井过程中，射孔弹处于垂直状态，当扩展枪下到射孔层位后，经地面控制使射弹由垂直状态变换成水平状态，图6-1-3所示。扩展枪由下井过程的小直径枪变成大直径枪。扩展枪比相同的过油管枪具有穿透更深和孔径更大的优点。 最小管柱内径 45.3mm射孔弹类型 DP弹药类型 RDX弹重 22g穿透深度 678mm 表6-1-1列出四种射孔方法比较表。表6-1-1 射孔方法对比表射孔方法电缆射孔过油管射孔油管输送射孔过油管扩展射孔枪直径，mm73177.8355473177.842.0射孔弹型深穿透和大孔径深穿透深穿透和大孔径深穿透弹药重，g15661.817156622孔密，孔m13391319134613孔深，mm400800146615400800678孔径，mm7.131.35.414.57.131.3相位，120、90、60、45、30180、90、60、0120、90、72、60、51.4、45、30、20180负压范围不能负压可控或等压按负压要求可控或等压适应井筒14.3245mm套管，直井，50以内斜井油管60.3mm，单独套管245mm，直井，50以内斜井114.3245mm套管，直井、斜井、水平井60.3114.3mm油管，直井，50以内斜井应用范围普通井生产井、补孔普通井、高压油气井、防砂井、低渗井、困难井生产井、补孔射孔效果射孔污染影响产能孔径孔深小或部分污染影响产能能冲洗孔眼产能高孔径小或部分污染影响产能注：目前孔密和孔深有更新的数据。 二、射孔工艺选择 射孔工艺有正压射孔和负压射孔二种，各有其不同特点，现场视不同的井筒条件、地层条件及完井工艺要求选择不同的射孔工艺。正压射孔及负压射孔的孔道污染和清洗状态如图6-1-4所示。 1正压射孔工艺 井筒内完井液液柱压力高于地层压力的条件下射开油气层称正压射孔。可使用大直径和高孔密的射孔枪，达到深穿透、大孔径和高孔密的射孔效果。但由于井筒液柱压力高于地层压力，可能造成射孔液侵入地层，射孔碎屑残留在射孔孔道内，孔道周围的压实层无法清除，正压射孔孔道其压实层厚度可达13mm，增大井筒周围油气的流动阻力。 2负压射孔工艺 负压射孔是井筒完井液液柱压力低于地层压力的条件下射开油气层。负压射孔既可消除射孔液侵入地层，又可把射孔孔道内的碎屑和孔道周围的压实层清除干净，在井筒周围建立清洁畅通的油气流动通道。 （1）负压射孔方法 负压射孔的方法有油管输送负压射孔和过油管负压射孔。油管输送负压射孔是在完井作业前（如防砂作业）先下入负压射孔管柱进行射孔，或在完井管柱底部安装射孔枪一起下井射孔。过油管射孔是下完管柱并安装好井口设备，把管柱内替成负压射孔液柱（即液柱压力低于地层压力），然后过油管射孔；第一枪射孔后，管柱内的压力等于地层压力，第二枪开始，要在井口先放喷井液降低井内压力到设计压力值，然后引爆射孔枪才能达到负压射孔的效果。若关闭井口继续射孔，是等压射孔状态。 完井管柱内成负压射孔液柱的方法一般有两种，一种是钢丝作业打开井下滑套，从油管替入轻密度的射孔液，再关闭井下滑套。另一种是从油管内下入连续油管，替入轻密度的射孔液。如果是使用永久封隔器悬挂射孔枪，也可以在密封总成插入时先替入负压射孔液。对于直井和小斜度井，可用过油管负压射孔。而对水平井和大斜度井，必须应用油管输送负压射孔。（2）射孔负压值的确定砂岩油气层大体上可分为致密地层和非致密地层两类，致密地层射孔后一般不出砂，可用大的负压值；而非致密地层射孔后易出砂，必须选用合理的负压值，射孔时既能把射孔碎屑及压实层清除干净，又不会破坏地层结构。下面仅介绍VANN公司推荐的确定最小负压值和最大负压值的方法，此方法比较简单。1） 确定最小负压值。致密地层和非致密地层最小负压值(用pmin表示)一般可用下式来计算；油层：气层： p压力，MPa K地层渗透率，10一3m2。 2）确定最大负压值。 如果知道地层的抗压强度，可用下式计算： 最大负压值实际地层压力一最小孔隙压力地层压力一（上覆地层压力一1.7地层抗压强度） 上覆地层压力可用0.01360.0226MPam（061psi/ft）计算，如果不知道地层的静压梯度，可取0.018MPam（0.8psi/ft）进行计算。 如果不知道地层的抗压强度，致密地层的最大负压值一般取新套管抗压强度的80（旧套管取50）或下井工具工作压力的80。 非致密地层的最大负压值（用pmin表示）一般可用下列公式计算： 声波时差法（T）： 油层 pmin（3600一20T）6.8910一3 气层 pmin（4750一25T）6.8910一3 体积密度法（RHO）： 油层 pmin6.89（2.34RHO一4）气层 pmin6.89（2.9RHO一4）也可用图6-1-5和图6-1-6直接用T和RHO的数值对应查出最大负压值。T及RHO可分别由声波测井曲线及补偿密度测井曲线获得。 3）最佳负压值。 确定最大负压值和最小负压值之后，求出这两者的中点值，射孔最佳负压值要根据油气田的地层岩性特点、钻井过程泥浆污染轻重和实践经验来确定。对非致密地层应在最小负压值和中点值之间选取，对致密地层应在中点值和最大值之间选取。钻井泥浆污染严重的油气井，负压值应适当取大些，反之应适当取小些。尤其应根据最初23口井实践的负压值、产能和出砂情况，再具体分析研究确定最合理的负压值。 第二节 射孔参数选择 一、射孔弹药的分类和性能指标 射孔弹药包括射孔弹、导爆索、传爆管和雷管。 射孔弹药分为一类炸药和二类炸药。 一类炸药：包括电雷管、撞击式雷管、传爆管等。 二类炸药：包括射孔弹、导爆索、切割弹等。 一类炸药的灵敏度很高，极易启爆，电雷管只需很小电流就能启爆，撞击式雷管在较小撞击力作用下就能启爆。 二类炸药的灵敏度和危险性低于一类炸药，但射孔弹和导爆索的用量大，爆炸威力强大。 射孔弹药都应防火、防高温、防碰撞、防雷电、防静电和防潮湿。射孔弹药按耐温等级目前一般分为常温炸药黑索金RDX、高温炸药奥克托金HMX和超高温炸药二硝基毗陡PYX等三种。RDX、HMX和PYX炸药的性能指标参考表6-2-1，炸药的工作温度和工作时间变化成线性关系，如图6-2-1所示，各种弹药的工作温度及工作时间各生产厂家都有具体规定，选用时必须注意。表6-2-1 射孔炸药性能 名称性能RDXHMXPYXHNSII化学分子式克分子量颜色密度，g/cm3熔点，生成能量，J/g爆炸压力，MPa爆炸速度，m/sC3 H6 N6 O6222.1白色18.402051423.434766.98750C4 H8 N8 O12296.2白色19.032851434.3239362.69110C17 H6 N6 O12621.3黄色17.484601032.924480.27200C14 H6 N6 O12450.1黄色17.383161019.3199817000 传爆管的一端装满炸药，另一端是空管。传爆管有高灵敏和普通型两种，高灵敏传爆管的管内有两种炸药，普通传爆管的管内只有一种炸药。 导爆索也分为RDX、HMX和PYX等三种。RDX导爆索有8.504g/m（40谷ft）、17. 008gm（80谷ft），HMX导爆索为17.0089m（80谷ft），而PYX导爆索为21.26gm（100谷ft）。传爆管和导爆索、射孔弹的相容配套使用如表6-2-2所示。 二、射孔弹的结构聚能式射孔弹的结构由外壳、炸药、起爆炸药和锥形衬套四部分组成。射孔弹分为深穿透射孔弹和大孔径射孔弹两种，大孔径射孔弹主要用于防砂射孔完井。如图6-2-2所示。表6-2-2 传爆管和导爆索及射孔弹的相容配套传爆管导爆索射孔弹C-63 (Lead Azide+RDX)C-63 (Lead Azide+RDX)C-63 (Lead Azide+RDX)C-80 (Lead Azide+HNS)C-80 (Lead Azide+HNS)C-80 (Lead Azide+HNS)HMX or DPYX Bi-directionalHMX or DPYX Bi-directionalHMX or DPYX Bi-directionalRDXHMXPYXRDXHMXPYXRDXHMXPYXRDXRDXRDXRDXRDXRDXRDXRDXRDX射孔弹外壳通常由锌、铝和低碳钢等材料制成，外壳的强度为炸药爆炸的能量形成聚能射流束提供保障。炸药则是根据射孔弹的工作温度要求选用RDX、HMX和PYX等类型的炸药。起爆炸药是同炸药相同温度类型的炸药，但起爆炸药的灵敏度比炸药更高，使传爆索燃烧时易于引爆起爆药，从而引爆射孔弹。 锥形衬套由粉沫金属的混合物挤压制成，常用的粉沫金属有铜、钨、锡、锌和铅等。粉沫金属的混合物既能保证有足够大的密度形成射流束，又能形成射流束顶端和未端之间的射流速度差。粉沫金属制成的锥形衬套，射孔后没有衬套残渣堵塞孔道。最早用固体金属制成锥形衬套，射孔后造成衬套残渣堵塞孔道。 锥形衬套的作用是在炸药爆炸后形成射流束，炸药爆炸产生的能量推动射流束以高压和高速的喷流穿透套管、水泥环和地层。射孔形成孔道的形态和质量由锥形衬套的材质和结构决定。衬套的材质决定其形成射流束的集束一致性和射孔后残渣的损害。材质既要求有足够大的密度形成集束射流，又要尽量消除射孔后的残余污染。 射孔弹的引爆射孔过程如图6-2-3所示。当引爆射孔枪时，导爆索以7000ms的速度和1510920109MPa的压力燃烧传爆，而导爆索的传爆使射孔弹的起爆药被引爆，同时引爆射孔弹的炸药。射孔弹炸药爆炸产生8000ms和30109MPa的冲击力，此冲击力作用于园锥形衬套并将其沿轴线方向往外推，由于射孔弹的炸药和衬套都是轴向对称的锥形结构，园锥衬套受爆炸力的对称推压形成轴向射流束（图6-2-3）。由于爆炸力的对称冲击，在园锥衬套顶端附近的轴向射流束上形成冲击力的汇集点，汇集点的压力剧增到100109MPa以上，而形成超高压的汇集点把衬套射流束分为两部分，一部分是高速向前移动的射流束束尖，另一部分是低速移动的射流束束尾，射流束的束尖约7000ms的速度，而束尾的只有约500ms的速度。由于射流束前端和未端的速度差，使射孔弹园锥衬套被拉伸成细长的射流束。射流束在炸药爆炸力汇集形成超高压的作用下，以7000ms的高速和100109MPa的冲击力穿透套管、水泥环和地层，形成射孔孔道。 三、射孔枪的类型 1射孔枪类型射孔枪按输送方式分为电缆射孔枪和油管输送射孔枪两大类型。按射孔方式可分为电缆套管射孔枪，过油管射孔枪、油管输送射孔枪。表6-2-3和表6-2-4分别为斯伦贝谢公司射孔枪的规格和部分射孔枪的试验数据。2射孔枪不同孔密和相位的布孔结构图6-2-4仅为射孔枪的孔密与相位布孔结构示意图，有各种各样不同的孔密与相位布孔结构，例如73mm枪19孔m（6孔ft）和60相位，114.3mm枪39孔m（12孔ft）和45相位，127mm枪39孔m和30、45相位，177.8mm枪39孔m和45、 72相位及46孔m和20相位等，可根据需要向有关厂家选购。 3射孔枪入井长度的限制 电缆射孔和过油管射孔作业中，电缆携带射孔枪下井的能力如表6-2-5所示。电缆弱点接头的拉力强度应大于或等于射孔枪在空气中重量的三倍。电缆套管射孔枪、过油管射孔枪和油管输送射孔枪，下入射孔枪的长度同射孔枪与套管或油管之间的间隙和井筒的狗腿度的制约关系如表6-2-6所示。前二者还受防喷管长度的限制。表6-2-3 各类枪的规格射孔枪类型枪直径,，mm孔密，孔m相位，电缆套管射孔枪72、79.4、85.7、101.6、114.3、120.6、127、152.4、177.813、16、1939、46120、90、60135/45、140/20过油管射孔枪34.9、42.9、54、72、85.713.190、180、90(45)、60油管输送射孔枪72、85.7、101.6、120.6127、152.4、177.813、19、2639、46120、90、72、6051.4、30、135/45、140/120表6-2-4 部分射孔枪的试验数据枪型孔密孔/ft弹药名称部件号1小时耐温药量gAPI RP43试验数据试验日期Section SectionCsgEHPENEHCFETTPOAP11/15in DS11/15in DS11/15in DS11/15in DS11/15in DS11/15in DS44444416A HD.RDX20A HD.RDX20A HD.RDX20J UJ.RDX20J UJ.HMX20J UJ.HNSH224509H224234H334539H448518H448519H4485203303304003304005001.83.23.23.23.23.241/241/241/241/241/241/20.210.270.210.200.210.185.757.246.8910.239.517.630.250.290.27-0.811.020.87-3.304.634.54-4.284.815.21-11.7408.8512.8401-92101-92101-9211.63 in EJ1.63in EJ11/16in EJ11/16in EJ11/16in HCAP11/16in Pivot4/64/64/64/64/61.63 in EJ .RDX1.63in EJ .HMX11/16 EJ .RDX11/16 EJ .HMX11/16in HCAPRDX11/16in UCAP.RDXH448360H448401H448220H448246H448403H4483153303653303653003308.08.08.08.08.022.041/241/241/241/241/241/20.280.250.260.250.310.3414.1315.4715.1115.549.8926.73-06-92106-92106-92106-92101-92105-92121/8in EJ21/8in EJ21/8in HCAP21/8in EJ21/8in EJ21/8in EJ4/64/64/64/64/64/621/8in.BH EJ.RDX21/8in.BH EJ.HMX21/8in.HCAP.RDX21/8in.EJ .RDX21/8in.EJ .HMX21/8in.EJ .HNSH448178H448415H429564H429563H448085H44864433036525033036542017.017.014.014.014.014.051/251/251/251/251/251/20.570.530.300.310.290.279.6911.8314.6321.8824.2117.05-11-92110-92105-8905-92105-92105-92121/8in DS21/8in DS21/8in DS21/8in Phase S21/8in DS21/8in DS44444425A HD.RDX25A UJ.HNS25A UJ.RDX25A UJ.RDX25A UJ.HMX38B1 HD.RDX H224470H334544H304920H304920H334542H2243533305003303304003306.56.56.56.56.514.041/241/241/241/241/241/20.320.280.320.260.310.3710.649.0912.8411.0912.7816.120.34-0.33-0.350.400.76-0.80-0.690.787.92-8.69-7.9810.638.83-9.50-8.3310.9809.7403-8905-8305-8810-8503-7433/8in Selectric33/8in PPG33/8in PPG33/8in PPG4in PPG4in PPG4in PPG4in PPG5in PP HJ .RDX33B HJ .RDX38A UJ.RDX38A UJ.HMX41A HJ .RDX41B HJ .RDX41B HJ .HMX41B P.RDX51B P.RDXH523105H247247H247776H304637H421504H523002H334534H247778H30404325033033040033033040033033010.015.015.015.022.022.022.022.032.041/241/241/241/251/251/251/251/270.370.330.350.300.360.400.400.550.7911.0519.4420.1820.1423.9922.5120.9713.7814.17-0.340.360.38-0.46-1.02-1.030.731.11-0.92-0.88-12.7712.0914.25-11.71-8.92-13.4412.6115.42-11.96-9.0406-9206-9206-8503-8407-8505-91108-8406-9206-8131/8in HEGS41/8in HEGS51/8in HEGS44434B HJ.RDX43C HP.RDX41B HJ.HMXH523005H523022H42960621021021016.024.022.741/2751/20.390.600.4516.079.3619.49-05-91101-9905-92127/8in HSD27/8in HSD27/8in HSD27/8in HSD27/8in HSD6666634J UJ.RDX34J UJ.HMX38A J.RDX38A J.HMX38A UJ.HNSH543099H543100H304750H304785H30497533040033040050015.215.015.015.016.541/241/241/241/251/20.300.320.340.320.2818.2920.4416.6619.1916.84-03-92108-91102-8701-8802-8833/8in HSD33/8in HSD33/8in HSD33/8in HSD33/8in HSD33/8in HSD33/8in HSD666666638A UJ.RDX38A UJ.HMX34B HJ .RDX41B HJ .RDX41B HJ .HMX41A HJ.HNX41B UP.RDXH304750H304785H429442H523001H304952H334096H30498133040033033040050030015.015.021.022.022.022.022.041/241/241/241/241/241/241/20.310.300.440.360.400.320.6319.0420.0518.3422.1223.5020.007.500.34-0.75-11.85-02-8501-8802-8905-92110-91104-91110-8541/2in HSD1234B HJ .RDXH42944233020.570.3917.93-10-921 四、孔径射孔孔径通常在531mm（0.21.23in）范围，孔径的大小由射孔弹的结构类型和所装药量决定。相同弹药量，深穿透型射孔弹的射孔孔径较小，大孔径型射孔弹的射孔孔径较大。大孔径型比深穿透型射孔弹的射孔孔径约大75。射孔弹的弹药量越多，射孔孔径越大。表6-2-5 电缆携带射孔枪入井的最大允许长度电缆射孔枪最大长度，ft电缆型号，in电缆射孔枪最大长度，ft电缆型号，inScallop gun（全尺寸）Enerjet（全尺寸0相位）Phased Enerjet（all sizes）Hyper Cap（all sizes）23/8inPPG4in PPG4550205040300.220.220.220.220.320.325inPPG31/8in和4inHEGS27/8in和33/8inHSD41/2in和5in HSD6in和7inHSD20406040200.460.320.320.460.46表6-2-6 射孔枪下入井的最大长度与井筒的关系最大长度，ft(D-d)狗腿度246810121416182022242628300.250.50.7511.251.51.7522.252.52.7533.253.53.7544.254.74.7521.930.937.843.748.953.557.861.865.669.172.575.778.881.884.687.490.192.795.215.521.926.830.934.537.840.943.746.448.951.253.555.757.859.561.863.765.667.312.617.821.925.228.230.933.435.737.839.941.843.745.547.248.950.552.053.555.010.915.518.921.924.426.828.930.932.834.536.237.839.440.942.343.745.046.447.69.813.816.919.521.923.925.927.629.330.932.433.935.236.637.839.140.341.542.68.912.615.517.819.921.923.625.226.828.229.630.932.233.434.535.736.837.838.98.311.714.316.518.520.221.923.424.826.127.428.629.830.932.033.034.135.036.07.710.913.415.517.318.920.421.923.224.425.626.827.928.929.930.931.932.833.77.310.312.614.616.317.819.320.621.923.024.225.226.327.328.229.130.030.931.76.99.812.013.815.516.918.319.520.721.922.923.924.925.926.827.628.529.330.16.69.311.413.214.716.117.418.619.820.821.922.823.824.725.526.427.228.028.76.38.910.912.614.115.516.717.818.919.921.920.922.723.624.425.226.026.827.56.18.610.512.113.614.816.017.118.219.220.12121.922.723.524.225.025.726.45.88.310.111.713.114.315.516.517.518.519.420.221.121.922.623.424.124.825.55.68.09.811.312.613.814.016.016.917.818.719.520.321.121.922.623.323.924.6D井筒内径，ind枪外径，in 射孔孔径的选择与完井工艺有重要的关系。防砂完井要求大孔径，砾石充填的容量大，孔道的流动面积大，减少油气流动的阻力和速度，有利于提高产能和减少出砂。对常规完井和增产完井，射孔孔径是较次要的影响因素，而在其他条件相同的情况下，射孔孔径越大，生产的产能越大，如图6-2-5所示。影响孔径的另一因素是射孔枪与套管之间的间隙，当射孔枪处于套管的中心位置引爆射孔时，射孔的孔径最大；而当射孔枪靠近套管一边的位置引爆射孔时，孔径最小；当射孔枪处于套管中心和靠边之间的位置引爆射孔时，孔径则介于两者之间，如图6-2-6所示。由此可见，射孔枪处于井筒中心位置射孔效果最好，在射孔作业中，采取适当措施使射孔枪处于井筒中心位置是很有必要的。 五、孔密和相位 如前所述射孔枪的孔密和相位有多种。孔密和相位对完井产能的影响由图6-2-7可知，随着孔密的增大和相位的减小，完井产能增高。当射孔密度为13孔m（4孔ft）、相位为90和射孔穿透深度达152mm时，在无钻井液污染和射孔污染的理想条件下，完井产能可达到裸眼完井的效果。 在完井作业中，不同完井工艺方法对射孔孔密和相位的要求不同，防砂完井要求大孔径和高孔密，常规完井则要求高孔密和深穿透。增产完井却要求高孔密和低相位。由此可见，高孔密是各种完井方法都要求的重要条件。而在酸化压裂的增产完井作业中，高孔密和低相位射孔，可使井筒周围更均匀的注入酸液，提高酸化效果；井筒周围均匀密集地形成射孔孔道，水力压裂沿着射孔孔道产生裂缝，可提高压裂效果和产能。 射孔相位的选择不仅对完井工艺方法和产能有影响，而且对套管射孔后的强度也有影响，由图6-2-8可知，射孔相位为13545时套管强度保持在较高的比值范围内，达原套管强度的80以上，这对油气井的生产寿命有重要影响。 六、射孔穿透深度 射孔穿透深度是射孔孔道的长度。射孔穿透深度由射孔弹结构类型和弹药量决定。深穿透型大药量的射孔弹，其穿透深度长，穿透深度一般在146813rnm的范围内，弹药量增加穿透深度随其增加。不同完井工艺方法和地层物性对射孔穿透深度的要求不同。常规完井和严重污染的地层要求深穿透，高渗透地层、裂缝性地层和钻井液污染程度大的地层，也要求深穿透射孔，使井筒与高渗透地层、裂缝性地层之间建立畅通的流动通道，减小阻力，提高产能。 同一类型射孔弹的穿透深度与地层的抗压强度和孔隙度有关，如果知道地层的抗压强度和孔隙度，对于每种射孔弹的穿透深度，可以通过API标准试验（即在贝雷砂岩靶BereaTarget）的深度校正到实际的地层深度。 七、完井工艺对孔径、孔密和孔深的要求不同地层物性类型和完井工艺方式对射孔的孔径、孔密、相位和孔深的要求不同。根据实际地层物性和完井工艺要求，优选出合理的孔径、孔密、相位和孔深等参数组合。如表6-2-7所示，疏松砂层的防砂完井，射孔参数的选择一般首先考虑孔径，其次是孔密，再者是相位，最后是孔深。表6-2-7 完井工艺方式对射孔参数的选择 完井方式射孔参数防砂完井常规完井增产措施完井污染地层完井孔密21或222孔径13或434相位33或423孔深41或241 表中1，2，3，4表示参数的重要程度，数字根表为最重要。孔密、相位都为什么，表示两者都同等重要。 各种物性类型地层在完井工艺中对射孔参数的组合结构选择可参考表6-2-8的顺序。 表6-2-8 地层类型对射孔参数的选择 地层类型射孔参数均质地层非均质地层页岩地层裂缝性地层低渗透地层井筒污染严重地层孔密211312孔径434434相位343223孔深122141八、不同油气藏类型对射孔参数的选择 1孔隙性油藏 （1）孔深孔密的影响孔深孔密对油井产能的影响如图6-2-9所示，高孔密和深穿透是提高产能的重要手段之一，尤其要重视射孔深度穿透地层污染损害区。当油层的各向异性不严重时（0.5KzKr1.0）若无法穿透地层污染损害区时，则孔深比孔密更重要。当油层的各向异性严重时(KzKr0.5)，无论孔深能否穿透地层污染损害区，都应采用高孔密。如图6-1-10所示： （2）布孔相位角的影响 布孔相位角对油井产能的影响如图6-2-11所示，当地层各向异性不严重时（0.7KzKr1.0）按产能从高到低的顺序，相位角依次为90、120、60、 45、180、0”。当地层各向异性中等时（0.3KzKr0.7），产能最高的为120相位，最差的为0相位。当各向异性严重时(KzKr0.2)，按产能比高低依次为180、120、90、60、45、0。 因此在各向异性严重时，应采用180和120的高相位射孔。而在各向异性不严重时，应采用90、60或45的低相位射孔。 （3）孔径的影响 射孔孔径的大小对产能的影响不大，只要保证孔径在10min以上，可获得较好的产能。 2孔隙性气藏 （1）孔深孔密的影响 如图6-2-12所示，当孔深不能穿透钻井污染区时，随孔深的增加气井的产能比升高，当射孔孔深穿透钻井污染区时，孔深对气井的产 能比影响较小，但孔密对气井产能比的影响，无论是否穿透钻井污染区，孔密增大，产能比大幅度增加。囚此，气井用高孔密射孔比油井更重要。 （2）孔径的影响如图形6-2-13所示，无论射穿钻井污染区是否，孔径增大，气片的产能比增加，因此，气井的射孔应选择大孔径。（3）相位角的影响相位角对气井产能的影响，与地层各向异性、是否穿透钻井污染区和生产压差有关。当地层的各向异性严重时，相位角降低，产能比增大，应选用9060、0的低相位角射孔。当生产压差增大时，由于紊流效应的影响，产能比减小。当射孔不能穿透钻井污染区时，若地层层的各向异性不严重