常用的射孔器材有聚能式射孔器、复合射孔器、水力喷砂射孔器等。
射孔器
用于完成射孔工作的设备、装置及其组合。
- 英文名称
- perforater
- 所属学科
- 石油与天然气工程
利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温高压高速的聚能射流来射穿套管、固井水泥环及地层,从而完成射孔作业的射孔器。它是最常用的射孔器材。按结构分为有枪身射孔器和无枪身射孔器两类,核心组成部分是聚能射孔弹。
正在发展中的新型射孔器。复合射孔器分为两类:两种射孔器的复合;射孔和燃气压裂的复合,即射孔-压裂复合射孔器。又称射孔-燃气压裂一体化弹。
射孔和燃气压裂的复合是将聚能射孔完井和继后的高能气体压裂两种作业合二为一,利用炸药和火药的燃速差来实现先射孔后压裂的作业方式。在聚能射孔弹射孔后,压裂弹随着燃烧,利用燃气脉冲加载来碎解被压实的孔壁,消除射孔孔眼近井地层污染;压开致密岩层,使孔道周围产生辐射状的裂缝,从而提高地层渗透性能,实现油井增产增注的目的。
射孔-压裂复合射孔器又分为:①一体式射孔器。在同一支枪体内先装入聚能射孔弹,然后在弹的四周间隙内填满发射药或推进剂。导爆索引爆聚能弹的同时引燃发射药(或推进剂),若干毫秒后,聚能弹先行发射并实现穿孔,再继后若干毫秒,火药燃烧产生的强大燃气压力借助刚射穿的孔实现对地层的燃气压裂。但在装药量、射孔孔密等方面受到限制,设计、操作不当时,还会使火药由燃烧变为爆轰,出现井下事故。②分离式射孔器。实质上是弹与火药的分离。聚能弹周围不充填发射药或推进剂,而是将它们装在同一支枪身中聚能弹串和一端(非对称式)或两端(对称式),既利于射孔密度的调整,又便于实现火药的高质量装药和稳定燃烧,并可根据需要加大火药的装药量。
20世纪60年代初以来,水力喷砂射孔工艺逐步成熟,美、俄等国相继用它在水力压裂的地层、聚能射孔效率不高并且地质和技术条件复杂的地层进行射孔,以及在一些特殊条件下使用。这种方法是借助于含有分选好的石英或其他磨料的高压液流进行井下射孔。液流通过喷嘴的速度约150~250米/秒,流量约1~6升/秒,枪外径约80~230毫米,枪身用油管下入井中,井口泵为2~8台大功率泵。该技术在俄罗斯使用较多,约占其射孔作业的5%。