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多级射孔“射”开页岩气库大门

日期:2019-09-04    来源:中国石化新闻网

国际燃气网

2019
09/04
16:05

关键词: 工业气流 多级射孔技术 页岩气田

   “在焦页189-8HF井,我们利用先进的多级射孔技术,使该井测试获得62.78万方/日的高产工业气流,无阻流量达117.57万方/日,创气田开发以来测试日产量最高纪录!”8月29日,江汉石油工程测录井公司射孔中心副主任叶亮说这话感觉“倍有面儿”。
  近年来,测录井公司多级射孔中心依靠先进的泵送桥塞多级射孔技术,成功“射”开页岩气气库大门。截至目前,该中心累计刷新了20多项国内施工纪录,获得国家专利7项,多次创造射孔一次成功率、发射率均为100%的佳绩。
  添装备精操作让“枪法”更准
  多级射孔技术是页岩气分段压裂试气施工中的关键核心技术之一。通俗地说,就是在密闭的井筒中,采取多级点火引爆方式,利用与桥塞相连的射孔枪工具串,对每段套管进行多枪次射孔,在井筒内壁射出密密麻麻的细小圆孔,射开套管和地层,打通页岩气逸出通道。
  相比常规射孔,多级射孔更难,常规射孔是下一次电缆,射孔枪打一枪,而多级射孔是下一次电缆,射孔枪打多枪,第一级射孔枪点火引爆后,通过地面控制作系统,实现第二级、第三级射孔枪连续引爆,相当于子弹连续“击发”,这就要求在地面控制系统、地下桥塞、多级射孔枪、导爆索、雷管等50多种工具串连接上、引爆操作上要非常精准,不能有丝毫偏差,对技术和管理的要求都非常严苛。
  测录井公司不惧挑战,优选射孔队到涪陵页岩气田施工。技术人员针对地层压力、地层结构、岩性参数的不同,选择不同的射孔弹型号、布孔方式、孔密等,确保在打通地层的同时,对储层的伤害最小。
  他们还有一套“秘密武器”——自主研发了系列化、模块化的多级起爆、射孔安全装置及专用点火控制面板等国产化系列装备,开发了耐压达到140兆帕、耐温达到175℃的整套工具和器材,并建立了深层页岩气泵送控制射孔系统地上与地下一体化显示平台,实现了泵送施工、射孔执行等远程信号实时传输,让射孔作业全程“现场直播”,提高操作的精准度和可靠性。他们精心研究完井资料,利用磁定位仪等多种校深工具,精准确定射孔的深度、方位、角度等。制定一整套的质量控制体系和泵送控制程序,对泵送排量、泵送压力、电缆移运速率、电缆张力等参数进行严格规定,每射一枪都要进行仔细地校准纠偏,避免人为操作上的失误。
  补射”+“电子选发”技术提高施工效率和可靠性
  多级射孔枪在进行多次射孔作业后,射孔枪工具串处于疲劳状态,特别是防爆接头容易震松,导致不能成功引爆。
  技术人员针对这一情况,将防爆接头活塞芯轴材料由黄铜改为钢材,提高了其抗震性能,还研发了首枪点火冗余系统,在防爆接头上安装两个雷管,既使前一个雷管不能按预期引爆,另一个雷管也能“替补”引爆。
  “好像为多级射孔枪上了‘双保险’,一枪不响,能补射一枪,大幅提高施工成功率。”叶亮形象地比喻道。
  技术人员在安装双雷管的基础上,根据近年来“密切割”压裂施工工艺的变化,大力实施技术改进,着力研发“5簇以上电子选发系统”。
  他们用电子选发分簇点火控制技术取代以前的压控式点火控制技术,通过不断改进原电子选发系统的软件和硬件,增加电子选发系统的簇数上限,增加了系统的自检功能,缩短了每个模块的点火时间,提高了施工的可靠性和施工效率。
  “5簇以上电子选发技术不但可以实现‘一枪多射’,而且可自动选择起爆点,准确控制起爆时机,把多级射孔操作由‘手动档’变 为‘自动档’,真正做到指哪打哪。”叶亮乐得嘴巴咧到了后脑勺。
  在焦页4-3HF井,技术人员利用电子选发技术,完成“1桥9簇”的射孔施工,即在井下点火一次,连续射击了9枪,创造当时涪陵气田一趟入井完成簇数最多纪录。
  在威206-H2井,技术人员再接再励,创造了国内多级射孔施工一次入井射孔“一桥11簇”的最高纪录。
  目前,多级射孔中心研发的电子选发技术,最大可实现“一桥20簇”的通信检测和点火起爆,大幅提高了工作效率。
  攻克大斜度射孔技术难关,减少打捞成本
  在涪陵页岩气田一口井施工中,技术人员遇到了瓶颈,该井最大井斜为102.5°,整个水平段斜度在100°左右,由于井斜太大,桥塞坐封后枪串下滑,导致电缆打扭缠绕工具串,导致点火时炸断电缆,工具串及部分电缆落井,造成井下“落鱼”事故,需要用连续油管进行打捞,花费大量的人力和财力。
  技术人员如同霜打的茄子,蔫了。
  “随着开发的深入,现在页岩气井井斜大于100°的水平井越来越多,必须攻克大斜度射孔施工的难关!”技术人员达成一致共识。
  他们针对大斜度水平井在泵送桥塞——射孔联作施工中难度大的特点,深入分析施工难点,积极研究计算射孔枪下滑速度、距离及滑行状态的方法,研发了“悬浮坐封-拖动射孔”的工艺,同时,制定严格的操作规程和有针对性的应对措施,严格控制桥塞丢手后的电缆上提时机和上提速度,确保了工艺成功率。
  焦页85-3HF井况复杂,整个井筒蜿蜿蜒蜒,如长蚯蚓般,最大井斜为108°,技术人员采用“悬浮坐封、拖动射孔”技术顺利完成该井施工。
  中石油长宁威远地区的YS108H24-4井最大井斜为108.66°,是多级射孔中心遇到的最大井斜井,技术人员针对该井使用投球式可溶桥塞压裂施工模式,不断进行模拟计算,充分论证调整合适的保持排量,采用“悬浮坐封、拖动射孔”技术,完成该井施工,刷新了该中心最大井斜施工纪录。
  今年以来,多级射孔中心完成了18多口大斜度井的施工,工艺成功率达100%,省下了500多万元的连续油管打捞费用。
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