采用电缆传输实现精确定向射孔的方法技术

采用电缆传输实现精确定向射孔的方法，应用于油田套管井完井时定方位射孔。步骤包括：定位装置下井坐封；陀螺测斜仪下井测量定位装置内上部导向键的准确方位；射孔枪下井准确定向、射孔；定位装置及射孔枪的起出。最终完成电缆传输实现精确定向射孔施工。效果是：实现了全井最大井斜角超过15°、射孔段井斜角小于30°井的定向射孔；射孔施工周期由油管传输定向射孔的30小时减至目前的8小时，提高施工效率；电缆传输代替油管传输，降低了劳动强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田完井
，特别是一种套管井完井时定方位射孔的方法，是用于井斜角在15 30°之间的油井实现定向射孔的方法。
技术介绍
现有定向射孔工艺有二种全井最大井斜角小于15°时，通过油管传输、陀螺测斜仪测方位、地面转动油管等实现定向射孔；油层段井斜角大于30°以上时，通过油管传输、偏心配重块定向等实现定向射孔。直井定向射孔技术比较成熟，原理是通过陀螺测斜仪测量井下射孔枪方向，通过地面转动油管带动射孔枪转到设计方位。主要是步骤①油管传输方法下入射孔枪；②伽玛射线和磁性定位器校深，调节至设计深度；③陀螺测斜仪测量井下射孔枪方位；④如果与设计方位有差距，在井口转动油管调节射孔枪方向；⑤陀螺测斜仪再次测量井下射孔枪方位；⑥如果与设计方位仍有差距，继续转动油管调节；如果与设计方位相符，引爆射孔； ⑦上提油管起出射孔枪。该定向射孔方法存在两个缺点①井口转动油管阻力较大，最大井斜角超过15°后不能应用；②油管传输工艺过于复杂，施工周期长、经济效益差。目前，斜井定向射孔有一种偏心配重块定方位射孔技术，它是利用重力作用下偏心配重块的方向垂直向下的原理定位，依此为基准通过井斜角、井斜方位等参数计算，地面调节好射孔枪与偏心配重块的夹角，下入井中射孔枪方向刚好是设计方位。主要步骤①获取射孔井段的井斜角、方位等参数；②根据设计要求，地面调节射孔枪方向与偏心配重块方向夹角；③油管传输下井；④伽玛+磁性定位器校深，调节至设计深度；⑤引爆射孔；⑥起出射孔枪。该定向射孔方法存在两个缺点①井筒半径小，偏靠器提供的扭矩较小，井斜角 30°以下，射孔枪连续长度IOm以上则无法实现定位；②油管传输工艺过于复杂，施工周期长、经济效益差。中国专利公开号CN101749000A，提供了 “一种聚能子弹爆破射孔工艺方法”。将全通径射孔枪和井下定位器用油管传输至油气井井下目的层，利用全通径射孔枪起爆射孔后，采用电缆过油管射孔方式将爆破子弹射孔枪从油管内送至全通径射孔枪内，通过井下特殊定位装置及地面仪器的检测完成子弹与射孔孔道的精确定位，并起爆爆破子弹射孔枪，二次爆破子弹打入对应的已射开射孔孔道，通过子弹的延时装置，子弹到达孔道末端后引爆，使地层产生更多更长的裂缝，从而达到提高油气井产量的目的。该方法仍然利用油管传输全通径射孔枪和井下定位器。长庆油田开展体积压裂试验，需要定向射孔技术配合。长庆定向射孔井一般油层段井斜角10°以下，但全井最大井斜角一般在10 35°，且射孔枪连续长度一般12 20m,目前的转动油管定向射孔、偏心配重块定向射孔均不能满足长庆油田定向射孔的需求。因此，需要开展新型定向射孔工艺研究
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，采用电缆传输定向射孔，实现全井最大井斜角超过15°、射孔段井斜角小于30°的井进行定向射孔。本专利技术采用的技术方案是步骤1、定位装置下井坐封在定位装置连接串的上部连接主电缆，将定位装置连接串送入井下；定位装置连接串的结构自上而下是主电缆连接鱼雷连接附射孔电缆连接马龙头连接磁性定位器连接投放工具连接挤压套筒连接定位装置。当定位装置7到达设计射孔位置(深度)时，利用磁性定位器依据《磁定位测井解释成果表》数据，跟踪测量井下射孔段上部的短套管接箍长度，以此判断确定深度，再测量确定射孔段底部的第一个接箍做为标准接箍，以此标准接箍为基准，考虑定位装置连接串的零长计算出上提数，当定位装置连接串上提并跟踪测量到上提数回零时停车，这时通电点燃投放工具中的火药柱，火药柱燃烧产生的高压气体推动投放工具的液压缸，由动力转换接头实现中心活塞杆向上抽拉力和活塞筒包括挤压套筒向下产生的挤压力。此上抽和下挤压力迫使定位装置的中心管向上运行而锁紧套向下运行，上、下楔体压缩弹簧靠拢，使卡瓦向外张出锚定在套管内壁上，起到定位支撑作用。此时锁紧套内的锯齿扣行行到锁舌的中部，起到锁紧作用。当投放工具抽拉力高达50 80KN时，定位装置的丢手活塞剪切销被剪断，这时完成定位装置的坐封全过程。坐封后从井内取出包括挤压套筒6的以上部分。定位装置承载负荷5 8吨。步骤2、陀螺测斜仪下井测量定位装置内上部导向键的准确方位在测量方位仪器连接串的上部连接测井电缆，将测量方位仪器连接串送入井下； 测量方位仪器连接串的结构自上而下是主电缆连接鱼雷下端连接马龙头，鱼雷与马龙头之间有电缆连通；在马龙头的下端连接磁性定位器，磁性定位器的下端连接电子短节，电子短节的下端连接陀螺测斜仪，陀螺测斜仪的下端连接减震器，减震器的下端连接导向定位头。最后在马龙头与磁性定位器以及减震器的下端与导向定位头外壳之间安装扶正器，紧固好顶丝。陀螺测斜仪下井测量定位装置内的导向键方位。根据射孔设计要求方位，得出方位差值。此差值最后在地面调节射孔枪外盲孔与炮尾下接的导向槽的夹角(即方位差值)，从井内取出测量方位仪器连接串。步骤3、射孔枪下井准确定向、射孔在射孔枪连接串的上部连接测井电缆，将射孔仪器连接串送入井下；测量方位管柱的结构自上而下是主电缆连接鱼雷下端连接马龙头，鱼雷与马龙头之间有电缆连通；在马龙头的下端连接磁性定位器，磁性定位器的下端连接转换接头，转换接头的下端连接炮头，炮头下端连接定位射孔枪，定位射孔枪的下端连接炮尾，炮尾下端连接定位导向捕捞头。井下定向射孔深度确定是通过磁性定位器测量套管接箍深度进行校正深度，缓慢把定向射孔枪下放到位插入定位装置上部，此时的射孔枪深度即为设计要求的射孔深度。井下定向射孔方位确定缓慢把定向射孔枪下放到位插入定位装置上部时，定位射孔枪下端的定位导向捕捞头即进入定位装置，此时导向槽与定位装置导向键对接后，捕捞头已进入定位装置的打捞头，定位射孔枪的射孔弹方位为设计要求方位相对应。然后，给井下射孔枪通电点火起爆定向射孔弹穿孔，射穿套管进入地层一定深度。步骤4、定位装置及射孔枪的起出定位射孔枪尾部的导向槽底部带有一个提钩，射孔枪入井坐到定位装置后，提钩插入定位装置打捞头中。定向射孔起爆时，枪身瞬间产生震动和上窜，定位装置在提钩的作用下解封。射孔后上提或下放定位射孔枪时，定位装置随定位射孔枪一起上行或下行。当射孔枪串下过射孔段上提测量完“射孔检查验证曲线”后，定位装置随射孔仪器连接串一起起出井筒。最终完成电缆传输实现精确定向射孔施工。定位装置7的结构定位装置包括本体、扩张单元、锁紧单元、释放单元，其特征是锁紧单元、扩张单元、释放单元依次套接在本体外，锁紧单元与释放单元之间通过斜面与扩张单元活动连接。所述的本体是由扶正管、丢手活塞、导向键、锁舌、锁舌套、中心管构成，扶正管的上部内侧通过销钉销接有丢手活塞，扶正管的中部开有导向键，扶正管的下部外侧螺纹连接有锁舌套，锁舌套内固定有锁舌，锁舌套底部通过螺纹连接有中心管。所述的丢手活塞与扶正管之间通过四个剪切销连接。所述的锁紧单元是由锁紧套和上楔体构成，上楔体的上端固定连接有锁紧套，上楔体下端有斜面。所述的锁紧套与本体的锁舌套的接触端有锯齿状卡槽，锁舌套的锁舌对应锯齿状卡槽的位置。所述的释放单元是由打捞头、下楔体、下心轴、托环、下堵头、锁爪构成，下楔体的上端有斜面，下楔体的下端固定连接有托环，托环内侧有凹槽，托环底部通过内螺纹连接有下堵头，本体的中心管下端有锁爪，锁爪的下端外侧有凸起，本体的扶正管下部内侧置有打捞头，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种采用电缆传输实现精确定向射孔的方法，其特征在于：步骤１、定位装置下井坐封：在定位装置连接串的上部连接主电缆，将定位装置连接串送入井下；定位装置连接串的结构自上而下是：主电缆连接鱼雷（１）连接附射孔电缆（２）连接马龙头（３）连接磁性定位器（４）连接投放工具（５）连接挤压套筒（６）连接定位装置（７）；当定位装置（７）到达设计射孔深度位置时，利用磁性定位器（４）依据《磁定位测井解释成果表》数据，跟踪测量井下射孔段上部的短套管接箍长度，以此判断确定深度，再测量确定射孔段底部的第一个接箍做为标准接箍，以此标准接箍为基准，考虑定位装置连接串的零长计算出上提数，当定位装置连接串上提并跟踪测量到上提数回零时停车，这时通电点燃投放工具中的火药柱，火药柱燃烧产生的高压气体推动投放工具（５）的液压缸，由动力转换接头实现中心活塞杆向上抽拉力和活塞筒包括挤压套筒（６）向下产生的挤压力；此上抽和下挤压力迫使定位装置（７）的中心管向上运行而锁紧套向下运行，上、下楔体压缩弹簧靠拢，使卡瓦向外张出锚定在套管内壁上，起到定位支撑作用；此时锁紧套内的锯齿扣行行到锁舌的中部，起到锁紧作用；当投放工具抽拉力高达５０～８０ＫＮ时，定位装置的丢手活塞剪切销被剪断，这时完成定位装置的坐封全过程；坐封后从井内取出包括挤压套筒（６）的以上部分；定位装置（７）承载负荷５～８吨；步骤２、陀螺测斜仪下井测量定位装置内上部导向键的准确方位：在测量方位仪器连接串的上部连接测井电缆，将测量方位仪器连接串送入井下；测量方位仪器连接串的结构自上而下是：主电缆连接鱼雷（１）下端连接马龙头（３），鱼雷（１）与马龙头（３）之间有电缆（２）连通；在马龙头（３）的下端连接磁性定位器（４），磁性定位器（４）的下端连接电子短节（８），电子短节（８）的下端连接陀螺测斜仪（９），陀螺测斜仪（９）的下端连接减震器（１０），减震器（１０）的下端连接导向定位头（１１）；最后在马龙头（３）与磁性定位器（４）以及减震器（１０）的下端与导向定位头（１１）外壳之间安装扶正器（１２），紧固好顶丝；陀螺测斜仪（９）下井测量定位装置（７）内的导向键方位；根据射孔设计要求方位，得出方位差值；此差值最后在地面调节射孔枪外盲孔与炮尾下接的导向槽的夹角，从井内取出测量方位仪器连接串；步骤３、射孔枪下井准确定向、射孔：在射孔枪连接串的上部连接测井电缆，将射孔仪器连接串送入井下；测量方位管柱的结构自上而下是：主电缆连接鱼雷（１）下端连接马龙头（３），鱼雷（１）与马龙头（３）之间有电缆（２）连通；在马龙头（３）的下端连接磁性定位器（４），磁性定位器（４）的下端连接转换接头（１３），转换接头（１３）的下端连接炮头（１４），炮头（１４）下端连接定位射孔枪（１５），定位射孔枪（１５）的下端连接炮尾（１６），炮尾（１６）下端连接定位导向捕捞头（１７）；井下定向射孔深度确定：是通过磁性定位器测量套管接箍深度进行校正深度，缓慢把定向射孔枪下放到位插入定位装置上部，此时的射孔枪深度即为设计要求的射孔深度；井下定向射孔方位确定：缓慢把定向射孔枪（１５）下放到位插入定位装置（７）上部时，定位射孔枪（１５）下端的定位导向捕捞头（１７）即进入定位装置（７），此时导向槽与定位装置（７）导向键对接后，捕捞头（１７）已进入定位装置（７）的打捞头，定位射孔枪（１５）的射孔弹方位为设计要求方位相对应；然后，给井下射孔枪通电点火起爆定向射孔弹穿孔，射穿套管进入地层一定深度；步骤４、定位装置及射孔枪的起出：定位射孔枪（１５）尾部的导向槽底部带有一个提钩，射孔枪入井坐到定位装置后，提钩插入定位装置打捞头中；定向射孔起爆时，枪身瞬间产生震动和上窜，定位装置在提钩的作用下解封；射孔后上提或下放定位射孔枪（１５）时，定位装置（７）随定位射孔枪（１５）一起上行或下行；当射孔枪串下过射孔段上提测量完“射孔检查验证曲线”后，定位装置（７）随射孔仪器连接串一起起出井筒；最终完成电缆传输实现精确定向射孔施工。...

【技术特征摘要】
1. 一种采用电缆传输实现精确定向射孔的方法，其特征在于 步骤1、定位装置下井坐封在定位装置连接串的上部连接主电缆，将定位装置连接串送入井下；定位装置连接串的结构自上而下是主电缆连接鱼雷(1)连接附射孔电缆( 连接马龙头C3)连接磁性定位器(4)连接投放工具( 连接挤压套筒(6)连接定位装置(7)；当定位装置(7)到达设计射孔深度位置时，利用磁性定位器⑷依据《磁定位测井解释成果表》数据，跟踪测量井下射孔段上部的短套管接箍长度，以此判断确定深度，再测量确定射孔段底部的第一个接箍做为标准接箍，以此标准接箍为基准，考虑定位装置连接串的零长计算出上提数，当定位装置连接串上提并跟踪测量到上提数回零时停车，这时通电点燃投放工具中的火药柱，火药柱燃烧产生的高压气体推动投放工具(5)的液压缸，由动力转换接头实现中心活塞杆向上抽拉力和活塞筒包括挤压套筒(6)向下产生的挤压力；此上抽和下挤压力迫使定位装置(7)的中心管向上运行而锁紧套向下运行，上、下楔体压缩弹簧靠拢，使卡瓦向外张出锚定在套管内壁上，起到定位支撑作用；此时锁紧套内的锯齿扣行行到锁舌的中部，起到锁紧作用；当投放工具抽拉力高达50 80KN时，定位装置的丢手活塞剪切销被剪断，这时完成定位装置的坐封全过程；坐封后从井内取出包括挤压套筒(6)的以上部分；定位装置(7)承载负荷5 8吨； 步骤2、陀螺测斜仪下井测量定位装置内上部导向键的准确方位 在测量方位仪器连接串的上部连接测井电缆，将测量方位仪器连接串送入井下；测量方位仪器连接串的结构自上而下是主电缆连接鱼雷⑴下端连接马龙头(3)，鱼雷⑴与马龙头(3)之间有电缆(2)连通；在马龙头(3)的下端连接磁性定位器G)，磁性定位器的下端连接电子短节(8)， 电子短节(8)的下端连接陀螺测斜仪(9)，陀螺测斜仪(9)的下端连接减震器(10)，减震器 (10)的下端连接导向定位头(11)；最后在马龙头(3)与磁性定位器⑷以及减震器(10) 的下端与导向定位头(11)外壳之间安装扶正器(12)，紧固好顶丝；陀螺测斜仪(9)下井测量定位装置(7)内的导向键方位；根据射孔设计要求方位，得出方位差值；此差值最后在地面调节射孔枪外盲孔与炮尾下接的导向槽的夹角，从井内取出测量方位仪器连接串；步骤3、射孔枪下井准确定向、射孔在射孔枪连接串的上部连接测井电缆，将射孔仪器连接串送入井下；测量方位管柱的结构自上而下是主电缆连接鱼雷(1)下端连接马龙头(3)，鱼雷(1)与马龙头C3)之间有电缆( 连通； 在马龙头(3)的下端连接磁性定位器G)，磁性定位器(4)的下端连接转换接头(13)，转换接头(1 的下端连接炮头(14)，炮头(14)下端连接定位射孔枪(15)，定位射孔枪(15)的下端连接炮尾(16)，炮尾(16)下端连接定位导向捕捞头(17)；井下定向射孔深度确定是通过磁性定位器测量套管接箍深度进行校正深度，缓慢把定向射孔枪下放到位插入定位装置上部，此时的射孔枪深度即为设计要求的射孔深度；井下定向射孔方位确定缓慢把定向射孔枪(1 下放到位插入定位装置(7)上部时， 定位射孔枪(1 下端的定位导向捕捞头(17)即进入定位装置(7)，此时导向槽与定位装置(7)导向键对接后，捕捞头(17)已进入定位装置(7)的打捞头，定位射孔枪(15)的射孔弹方位为设计要求方位相对应；然后，给井下射孔枪通...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐梅荣，赵振峰，李宪文，赵文，马兵，王晓东，杨晓刚，李转红，樊凤玲，王蓓，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11