油气田射孔器材检测技术的发展

油气田射孔器材检测技术的发展

陈胜智

中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司    河南濮阳   457000   

摘要：射孔器材作为我国油田建设和生产中的重要组成部分，对我国油气井产能和寿命等问题的解决起着重要作用。近年来，随着我国科学技术的不断发展，检测技术的不断进步，检测设备也在不断地更新换代，对此，本文就射孔器材检测的问题进行了具体分析，以期进一步的发展。

关键词：检测技术；射孔器材；油气井

引言

在我国的油气勘探开发中，射孔作业是完井时的关键步骤，直接影响着油气井的产能和寿命。当前石油产业使用着多种油气田射孔器材，并且严格的监控射孔器材的质量，对射孔器材的材质进行检测，为器材的研发提供动力，并且将石油市场的制度进行一定的规范，使石油产业在规定的范围内发展，严格的考核射孔器材质量，防止由于引进了不合格的器材，而影响石油产业的发展，保障油气田有较高的产率。

1早期检测方法

1987年之前，国内还没有射孔器材的统一检验方法和产品标准。射孔器材生产厂家都是在产品出场时自己进行外观的检查和地面穿钢靶的试验，这就导致了产品质量的参差不齐，大量不合格的射孔器材流入市场，造成了油气井套管破裂和井壁严重破坏，给油气田的勘探开发造成了很多损失。

2 APIRP43流动实验室推荐的评价油井射孔器标准程序

1987年后在API RP43《推荐的评价射孔器的标准程序》基础上建立了射孔器材地面穿混凝土靶性能检测标准。该检测标准有直观性和操作简便的优点。检测方法是用两种性能稳定的89型射孔枪进行不同强度混凝土靶试验，混凝土按照《油气田射孔弹（器）检测混凝土靶制作工艺》相关要求将水泥、河沙、水以1：2.5：0.45的质量比制成，在试验前将混凝土靶的湿度保持在100%。在不同的时间，每5发射孔弹为一组进行混凝土靶的打靶试验，同时并按照G170标准对其进行抗压测试，这样就可以得到不同混凝土靶强度下的穿孔深度，并通过计算机对实验数据进行拟合可以将穿深与强度之间的复杂关系表示为线性关系，用于射孔器材穿孔深度的校正，统一射孔器材的检测标准。

为了获得最大的产能还要进行射孔孔眼损害大小的测试即射孔孔眼流动性测试。检测设备分为三个部分，一是模拟岩心围压的压力容器，二是模拟井眼至射孔器压力的压力容器，三是为岩心提供孔隙间压力的流动系统。射孔前先测量出岩心平行于层面的渗透率和垂直于层面的渗透率，射孔后再分别测量计算出轴向流动渗透率与径向流动渗透率就可以对产品检验结果进行评价了。

3 GB/T 20488-2006

2007年开始执行的《油气井用射孔器材性能测试方法》。新增加了射孔器高温常压钢靶射孔试验、射孔器模拟井射孔试验、射孔弹应力条件下贝雷砂岩靶射孔试验、模拟井底条件下射孔孔眼流动特性试验、地面穿钢靶射孔试验和射孔枪的耐温耐压试验。

射孔器高温常压钢靶射孔试验：在常压条件下将射孔器加热到给定的温度后，进行钢靶射孔试验，并与常温常压条件下钢靶射孔试验（基准试验）进行性能对比。高温常压试验加热时应使用连续流动介质将热量均匀的传给射孔器，加热到预定温度后点火。以对比高温常压下和常温常压条件下平均穿孔深度、穿孔孔径等数值。

射孔器模拟井试验：试验套管与承压套管连接后，下入模拟井中预定深度，开泵循环加温，使试验温度达50℃~60℃。下入射孔器后对井筒加压，达到额定压力后引爆射孔器。泵泄压后分别起出试验套管靶和承压套管，检查承压套管上的穿孔数量、孔径、裂缝长度、套管外径胀大数值、内毛刺高度。检查射孔器的枪头枪尾中间接头，强身有无裂纹、盲孔对位情况及外径胀大数值。

贝雷砂岩靶试验：由贝雷砂岩制成的试验靶，其孔隙度为19%-21%，将射孔器紧固在岩心靶上，保证射孔器与靶面间隙合适，射孔弹与靶面垂直并对准靶板中心。加压使容器达到20.7MPa引爆射孔器，测量靶板外部到射孔孔道末端的距离。

模拟井底条件下射孔孔眼流动性试验：在模拟现场特定井底条件下对开采的岩石或井中的取心进行试验，射孔前对整个岩心平行于层面的渗透率和垂直于层面的渗透率进行测量，将射孔器放入模拟井筒容器内，使围压加至31MPa、孔隙压力加至10.3MPa、井筒压力加至6.9MPa后引爆发射，测算出岩心流动效率和射孔孔眼周围损伤带渗透率已评价射孔孔眼流动特性。

射孔弹地面穿钢靶试验：将45钢靶平放在靶台上，射孔弹采用单向连炮方式，将射孔弹安装到试验支架上，并放置在炸高定位架上，引爆射孔弹分别测量穿孔孔径和穿孔孔深。

射孔枪耐温耐压试验：通过对密闭系统加热，使系统中介质升温，当温度达到预订值后，对系统加压，在预定温度、压力条件下对射孔枪进行试验。试验温度和压力均为工作指标的1.05倍，时间为密封件恒温、恒压最长额定时间。泄压降温后，取出试样，检查射孔枪有无渗漏、枪体有无变形。

如今又增加了油气井复合射孔器检测系统，可以模拟井下套管空间，测试复合射孔器产生的高能气体压力和持续时间。油气井用雷管、导爆索检测系统也得到了完善，可以对雷管静电感度、抗工频及轴向输出压力和导爆索耐热性能、收缩率、耐压耐寒性能、抗拉性能及横向输出压力进行检测。

结束语

综上所述，我国在开发石油产业过程中研发出了很多射孔器材技术，这些技术都非常适合油气的开发，在应用的过程中能够大大的提升石油的产率，还能确保油气开采的安全性。将来在我国油气开采行业的发展过程中可能会有越来越高的难度，所以必须要及时地更新，油气田的射孔水平的提高使我国油气田的开发技术越来越强大，我国在油气开发中有长远的目光，一定会不断地创新开发新技术，使我国油气产业的发展越来越好。

参考文献

[1]李希忱. 油气田射孔器材检测技术简介[J]. 爆破器材, 1998, 000(005):5-9.

[2]李冰. 浅析油气田射孔器材检测技术的发展与作用[J]. 石化技术, 2015(03):190-191.

[3].GB/T 20488-2006 油气井聚能射孔器材性能试验方法.