连续油管过油管射孔在渤海某井的应用

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2024年4月6日发(作者：)

维普资讯

第３２卷第２期　

测井技术　

Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．２　

Ａｐｒ　２００８　

２００８年４月　

文章编号：１００４—１３３８（２００８）０２—０１３４—０４　

ＷＥＬＬ　Ｌ（）ＧＧＩＮＧ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　

连续油管过油管射孔在渤海某井的应用　

朱进初　，　吴治华　，王继贤　

（１．中海油服油田技术事业部，北京　

１０１１４９；　２．川南机械厂，四川泸州６４６００３）　

摘要：介绍了连续油管过油管射￣：Ｌ（ＣＴＣＰ）技术在渤海某井成功应用的情况。连续油管作业设备主要由驱动导向　

系统、防井喷系统、动力源、滚筒等组成。ＣＴＣＰ作业采用无枪身射孔枪，井口加压引爆；其技术关键是压力点火头　

与枪之间的可靠密封连接，引爆后的可靠传爆，点火头上端设置弱点接头，根据需要实施管柱安全保障和必要时弃　

枪的预案。作业结果表明，ＣＴＣＰ适合于大斜度井、水平井以及无井架井的射孔作业，全部作业过程不需要任何钻　

具，在施工期间可防止井喷，可实现负压射孔；在高压气井作业时其安全性高于过油管射孔和电缆射孔。这次　

ＣＴＣＰ作业为国内服务公司应用ＣＴＣＰ技术提供了参考。　

关键词：石油射孔；连续油管；定位；压力点火头；无枪身射孔；密封；传爆系统；弱点接头　

中图分类号：Ｐ６３１．８４文献标识码：Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｉｌｅｄ　Ｔｈｒｕ－ｔｕｂｉｎｇ　Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｂｏｈａｉ　Ｓｅａ　

ＺＨＵ　Ｊｉｎ－ｃｈｕ　，ＷＵ　Ｚｈｉ—ｈｕａ２，ＷＡＮＧ　Ｊｉ—ｘｉａｎｚ　

（１．ＷｅｌｌＴｅｃｈ—ＣｈｉｎａＯｉｌｉｆｄｄＳｅｒｖｉｏｅｓＬｉｍｉｔｅｄ，ｒ￣ｉｉｉｎｇ１０１１４９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｏｕｔｈｅｒｎＳｉｃｈｕａｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＰｌａｎｔ，Ｌｕｚｈｏｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６４６００３，Ｏ￣ｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｓ　ａ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｊｏｂ　ｏｆ　ｃｏｉｌｅｄ　ｔｕｂｉｎｇ　ｃｏｎｖｅｙ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ（ＣＴＣＰ）　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ａ　ｗｅｌｌ　ｏｆ　Ｂｏｈａｉ　Ｓｅａ．Ｔｈｅ　ＣＴＣＰ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｄｒｉｖｉｎｇ／ｇｕｉｄｉｎｇ　

ｓｙｓｔｅｍ，ｂｌｏｗｏｕｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ，ｄｒｕｍ，ｅｔｃ．．Ｔｈｅ　ＣＴＣＰ　ｊｏｂ　ｕｔｉｌｉｚｅｓ　ｂｏｄｙ－ｆｒｅｅ　

ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ　ｇｕｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｉｒｉｎｇ　ａｔ　ｓｕｒｆａｃｅ，ｉｔｓ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｒｅ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，　

ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　ｔｒａｉｎ，ｖｕｌｎｅｒａｂｌｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｉｒｉｎｇ　ｈｅａｄ　ｔｏ　ａｃ－　

ｔｕａｌｉｚｅ　ｐｉｐｅ　ｓａｆｅｇｕａｒｄ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｒ　ｔｏ　ｄｉｓｃａｒｄ　ｔｈｅ　ｇｕｎ　ｉｆ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｊｏｂ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　

ＣＴＣＰ　ｉｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｉｇｈｌｙ　ｄｅｖｉａｔｅｄ　ｗｅｌｌ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｗｅｌｌ　ａｎｄ　ｗｅｌｌ　ｗｉｔｈ　ｎｏ　ｄｅｒｒｉｃｋ；　

ｎｏ　ａｎｙ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｉｎ　ｉｔｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅａｌｉｚｅｄ；ｉｔｓ　

ｓａｆｅｔｙ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｇａｓ　ｗｅｌｌ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｕｂｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗｉｒｅｌｉｎｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ，　

Ｔｈｅ　ＣＴＣＰ　ｊｏｂ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｏｔｈｅｒ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｃｏｍｐａｎｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ，ｃｏｉｌｅｄ　ｔｕｂｅｉｎｇ，ｌｏｃａｔｉｎｇ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｆｉｒｉｎｇ　ｈｅａｄ，ｂｏｄｙ－ｆｒｅｅ　ｐｅｒ—　

ｆｏｒａｔｉｏｎ，ｓｅａｌｉｎｇ，ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　ｔｒａｉｎ，ｖｕｌｎｅｒａｂｌｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　

过油管射孔作业，可减少射孔碎屑，降低对储层的伤　

０　引　言　

过油管射孔可以在不动生产管柱及井口设备的　

情况下进行射孔作业，应用越来越广泛。现阶段过　

害，还可以采用连续油管的负压射孔，不必因井控而　

使用压井液。　

斯伦贝谢公司、壳牌公司等国外公司在连续油　

管的应用方面已经取得了很大的成就，包括使用连　

续油管钻井、测井、修井、射孔等。２００６年上半年　

Ｓｈｅｌｌ　Ｔｏｄｄ石油服务公司在新西兰的Ｎｅｗ　Ｐｌｙ一　

ｍｏｕｔｈ镇进行了３口井的连续油管射孔作业，这３　

口井是目前射孔跨度最长的水平井连续油管射孔作　

油管射孔多采用电缆输送，不能适用于所有井况，不　

能在大斜度井、水平井中使用，而且每次下放射孔枪　

的长度受到防喷管和电缆承重的限制。　

采用连续油管射孔可进行大斜度井和水平井的　

作者简介：朱进初男，１９５４年生，首席工程师，现从事射孔技术管理与研究工作。　

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第３２卷第２期　朱进初，等：连续油管过油管射孔在渤海某井的应用　・１３５・　

业，最深井深度大约７．４　ｋｍ，在５．７　ｋｍ垂直深度　

处造斜３．６　ｋｍ，射孔长度分别为７１０、６４５和７６５　ｍ　

（分２次射孔，分别为６７２　ｍ和９３　ｍ），都是在负压　

条件下进行的射孔作业，取得了良好的作业效果。　

２００７年，在渤海某油田Ｃ一１３井采用连续油管　

传输射孔作业，射孔目的是射开新的油层，射孔层长　

度达３６　ｍ。该井是一口开发生产井，２　ｉｎ生产管　

柱最小通径仅２．３１　ｉｎ，最大井斜度８１。，由于井斜度　

大，如果采用电缆传输射孔无法下到射孔深度，而采　

用ＴＣＰ传输射孔又无法通过生产管柱的最小内径，　

为了节省时问和作业费用，在不需要起生产管柱的　

前提下，采用连续油管过油管射孔工艺，一次下井射　

孔全部油层。　

１连续油管设备　

连续油管是一种液压驱动的修井设备，主要由　

驱动导向系统、滚筒、操作间、动力源、防喷系统等组　

成。最大承载主要有１７、３６　ｔ这２种，速率分别可　

达到２６、５２　ｍ／ｍｉｎ。液压泵压力可达到１７．２　ＭＰａ。　

常用的连续油管主要有ＱＴ－７００、ＱＴ－８００、ｃｙｍａｘ８０　

和ｃｙｍａｘｌ００等４类。图１是典型的连续油管作业　

设备。　

图ｌ连续油管作业设备　

１．１驱动导向系统（注入头）　

注人头是将连续油管下人井内或是将油管从井　

内提出的装置，其结构如图２所示。　

１．２防喷系统　

连续油管的防喷系统主要由防喷器、储能器、防　

喷管组成。图３为典型的防喷器组。　

防喷器利用平衡阀来平衡压力。在剪切闸板和　

油管悬挂闸板之间是１个低扭矩阀，它既可以作为　

油嘴用，也可以接泄压井管线，在紧急情况下还可以　

接压井管线进行压井作业。　

图２注入头　

图３防喷器组　

储能器分为活塞型和助推型２种。活塞型多设　

置在驱动装置上，在发动机失灵的情况下能控制外　

链挤压连续油管，防止连续油管松脱下滑；助推型多　

设置在操作问下方，与防喷器连接，在动力源失控情　

况下，提供能量关闭防喷器。　

１．３动力源　

动力源由柴油机、液压泵、液压油箱及液压控制　

系统组成。它能向连续油管的注人头、油管滚筒控　

制系统、操作问及防喷器控制系统提供液压动力。　

１．４滚筒　

滚筒的大小决定了所使用连续油管的尺寸和长　

度。滚筒的主轴是空心的，通过它可以泵送各种液　

体进入连续油管内部，连续油管末端的内侧与空心　

的滚筒支架连在一起，并直接与旋转接头相连。用　

循环泵将气体、液体通过此接头泵到井内，从而保证　

在连续油管下人或回收过程中能进行循环。图４为　

滚筒的结构图。　

２连续油管ｔｌ￣￣Ｌ关键技术　

２．１施工目的　

采用连续油管防喷设备，预防射孔作业期间井　

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・

１３６・　测井技术　２００８正　

校向器滚筒　

图４油管滚筒总成　

喷的发生，用连续油管将射孔枪一次输送至目的　

层，减少作业下井次数，提高作业效率，降低作业　

费用。　

２．２作业井的基本数据　

最大井斜／（。）　

７９～８１　

射孔井段／ｍ　

２　２６６～２　３０２　

射孔顶部ＴＶＤ深度／ｍ　

１　３７５（斜深：２　２６６）　

液体密度／（ｇ・ｃｍ　）　

１．Ｏ３　

井温／（℃）　

１４０（６Ｏ）　

油管尺寸／ｉｎ　

２　（内径：２．４４１）　

滑套最小通径／ｍｍ　

（５８．６）　

套管尺寸　

７　ｉｎ　２３　ｌｂ　ｆｉｔ　

（　非法定计量单位，１　ｆｔ一１２　ｉｎ一０．３０４　８　ｍ，下ｌ司　

＊＊非法定计量单位，１　ｌｂ一０．４５３　６　ｋｇ，下同）　

该井的斜度大，射孔跨度长，生产平台上没有钻　

机，仅有吊车。采用油管输送射孔和电缆射孔的难　

度极大，考虑采用连续油管射孔。　

２．３点火方式的选择　

鉴于在大斜度井中进行连续油管传输射孔，选　

择压力起爆方式是最安全可靠的起爆方法，点火方　

式为井口加压引爆。　

２．４连续油管传输射孔校深方法　

在连续油管的使用中，解决深度定位的方法是　

用连续油管将存储式ＧＲ／ＣＣＬ仪器下放至井下进　

行射孔深度测量，在估计的射孔枪顶部深度处做记　

号，然后进行上提测量。测量完成后，将存储式　

ＧＲ／ＣＣＬ仪器提出井口，通过计算机和软件回放测　

井数据，根据射孔深度计算出实际的深度调整量。　

２．５射孔枪选择　

连续油管可连接有枪身射孔枪和无枪身射孔　

枪。采用有枪身射孔枪与油管传输射孔中的连接方　

法相类似，但是采用过油管有枪身射孔枪射孔弹尺　

寸受限，难以达到理想的孔径和穿深。采用无枪身　

射孔枪可实现较大的孔径和穿深，但是压力点火头　

引爆无枪身射孔枪的工艺方法国内外却没有经验可　

借鉴，难以保证系统的安全及高可靠性。　

要满足使用要求采用无枪身射孔枪是必要的，　

压力点火头与无枪身射孔枪之间可靠的密封连接，　

引爆后可靠的传爆是成功的关键。　

２．６弱点选择　

为保障管柱安全，首先在点火头上端采用弱点　

接头，这样在下入管柱遇卡时可从弱点接头提断管　

柱弃枪提出连续油管，确保连续油管的安全。射孔　

后考虑射孔枪变形提出井口时可能卡在油管内，采　

用射孔后弃枪的方案，在循环阀与弱点接头之间接　

压力释放装置，在井口从连续油管内投球打压弃枪。　

作业使用压力开孔点火头，在起爆的同时开孔，　

开孔后实现连续油管内与井筒之间的连通，确保循　

环压井并取出射孔管柱。图５为该次作业的管串　

图。　

连续油管　

循环阀　

毒　

油管连接器　

目》　

Ｅ　

压力释放装置　

弱点接头　

ｉ　

｝　

压力点火头　

螺旋射孔枪　

图５射孔管柱图　

２．７射孔器材和设备　

（１）射孔枪：２　ｉｎ无枪身螺旋射孔枪，４０。，　

６ＳＰＦ；射孔弹：无枪身承压射孔弹，孔径８．３　ｍｍ，　

穿深大于３９０　ｍｍ；导爆索：ＨＭＸ，８Ｏ　ｇ，ＸＨＶ，ＬＳ；　

传爆管：双连接传爆管。　

（２）点火头：１％ｉｎ压力点火头，扣型与连续油　

管配合；在点火的同时开孔，实现连续油管与井筒之　

问的循环。由于结构的缩小，对剪切销精度和装置　

内运动件的要求更高。　

（３）弱点接头：５　９８５　ｌｂ±３００　ｌｂ，扣型与连续油　

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第３２卷第２期　朱进初，等：连续油管过油管射孔在渤海某井的应用　

管配合；遇卡时井口上提连续油管从弱点接头处提　

断。剪切销式结构，最大设计拉断力为连续油管拉　

力７５　。　

（４）快速释放装置：投球压力释放枪装置。　

（５）双循环接头：下井时，加低压循环，需要加　

压引爆射孔枪时，快加压，使循环接头孔关闭，给点　

火头加压。　

（６）连续油管：１　ｉｎ（３８　ｒａｍ）×０．１０９　８×　

１０　０００　ｆｔ，８０　ｋｐｓｉ（ｔ￣法定计量单位，１　ｐｓｉ一６　８９４．　

７６　Ｐａ，下同）。　

（７）油管连接器：可靠地将连续油管和工具连　

接，并保证密封。　

（８）循环阀：采用剪切销式结构，下入井中时处　

于常开状态，至预定位置加压关闭或接近预定位置　

时利用井内压力关闭。　

（９）定位装置、防喷装置：由Ｂ／Ｊ公司提供。　

２．８作业过程及结果　

（１）射孔枪的连接。该次作业射孔段长达３６　

ｍ，在井口连接无枪身射孔枪需注意双向传爆管的　

连接和密封。连接完射孔枪后依次连接密封枪头、　

压力点火头、弱点接头、压力释放装置、循环接头、连　

续油管。　

（２）连续油管管串下人井中。　

（３）射孔枪定位。连续油管携带射孔枪到达射　

孔位置下面１０　ｍ，按照测量好的首发弹距离连续油　

管头的长度，根据校深计算得出的调整量，缓慢上　

提，提到射孔深度停车。　

（４）加压起爆。定位后开始井口加压，首先快　

加压，压力上升缓慢。但加到３　０００　ｐｓｉ时，压力急　

剧上升增加，这时可推断出循环接头孔已关闭（循环　

接头孔在下井时是打开的），压力加到了点火头上，　

压力表指针继续快速增加。当压力达到３　７００　ｐｓｉ　

时（点火头最大剪切值是３　７２７　ｐｓｉ），压力表突然一　

摆，同时感觉到了平台的轻微震动，随后压力表指针　

迅速回０，由此可以判断点火头的剪切销已经剪断，　

点火头的循环孔也已打开，射孔成功。　

（５）释放射孔枪。射孔完成后，将钢球从连续　

油管内投入，地面继续加压到６　０００　ｐｓｉ，释放装置脱　

手，此时射孔枪已释放至井内。　

３施工难点　

（１）使用连续油管输送射孔枪至井下进行过油　

管射孔，射孔器所装配的火工品是裸露在井液中的，　

因此必须考虑火工品的承压和传爆系统的密封问　

题。在作业中使用的火工品都可承压９０　ＭＰａ以　

上，传爆管采用双向传爆管并用硅脂和胶套进行密　

封，这样才能确保起爆和传爆的可控性。　

（２）连续油管加压起爆问题。连续油管在输送　

射孔枪下井时，必须考虑连续油管内与环空（井筒）　

连通，否则在加压引爆射孔枪时，由于连续油管内有　

空气无法满足加压起爆的要求，同时也存在安全隐　

患。在管柱中连接一个循环阀来解决这一难题。　

（３）当加压起爆点火头后，确保撞击雷管输出　

的爆轰波能够引爆下一级的传爆管。作业采用专用　

的传爆组件。传爆组件是装在枪头里，上端端面紧　

靠撞击雷管输出端，密封圈是保证传爆组件上端的　

密封，而传爆组件下端是裸露在井筒的液体中。装　

配时，传爆组件上端插入压力点火头内，下端与导　

爆索连接并用胶套进行密封。一方面要保证传爆组　

件上端接可靠接收雷管输出爆轰波；另一方面要将　

爆轰能量输出给导爆索，从而引爆射孔弹。　

４结　论　

（１）连续油管传输射孔工艺技术经过现场的实　

际使用是可行的，从传输射孔枪到校深以及起爆、传　

爆和射孔不需要任何钻具。该工艺尤其适合于大斜　

度井、水平井以及无井架的生产井。　

（２）连续油管传输射孔，与ＴＣＰ和电缆射孔相　

比有它的特点和优越性。该工艺在施工期间可防止　

井喷，可实现负压射孔的目的。射孔后可以根据需　

要释放射孔枪，尤其是在高压气井作业，其安全性比　

ＴＣＰ和电缆射孔都高。　

（３）采用连续油管过油管射孔工艺，射孔后直　

接投产，大大节省作业时间，同时也减少了射孔对地　

层的二次污染，提高了作业效率。　

参考文献：　

［１］Ｂａｒｔｈｏｌｏｍｅｗ　Ｐ，Ｐｏｒｔｍａｎ　Ｌ，Ｆｒｏｓｔ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｎｅａｒ　Ａ　

Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒ　ｏｆ　Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ　Ｇｕｎｓ，ｉｎ　ａ　７　ｋｍ，Ｅｘｔｅｎｄ－　

ｅｄ－Ｒｅａｃｈ　Ｗｅｌｌ—Ｃｏｉｌｅｄ　Ｔｕｂｉｇｎ　Ｓｈｏｗｓ　Ｉｔｓ　Ｍｅｔｔｌｅ　ｉｎ　Ｎｅｗ　

Ｚｅａｌａｎｄ［Ｃ］ｆｆ　ＳＰＥ　１０１０６５．　

Ｅ２］海上油气田完井手册．海上油气田完井手册［Ｍ］．北　

京：石油工业出版社，１９９８：５１４—５２３．　

［３］马连山，孙丽萍．负压连续油管射孔在大位移井中的应　

用ＥＪ］．新疆石油科技信息，２０００，２１（１）．　

（ｇｏ稿日期：２００８—０１—０４本文编辑王小宁）　

本文标签： 射孔油管作业采用压力