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[摘 要]复合射孔起爆瞬间产生巨大能量对井下测试工具如RTTS 封隔器、压力计、测试阀造成失效或损坏，致使复合射孔-测试联作施工在印尼jambi油田一直未能得到真正的实现。本文作者针对这种现象，对测试管柱加以改善，使得复合射孔-测试联作施工变成了可能。
[关键词] 复合射孔 测试 DST 联作
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-325-01
1 测试联作的意义
完井测试作业一般是在射孔后重新下管柱，射孔后压井起管柱再下测试管柱过程中，会使压井液进入射孔孔道渗入地层，造成对油气层的伤害，从而影响地层评价的真实性。因此，为了能够真正了解到地层的原始数据，射孔测试联作便显得尤为重要。
2复合射孔及测试联作
复合射孔-测试联作的整体管柱可以一次施工完成射孔、高能气体压裂改造地层和地层测试几道工序，大大地节省了施工时间，因此各油田及各市场都希望能得到复合射孔测试联作的施工，从而来了解地层原始性能及参数。
3 复合射孔-测试联作施工目前在印尼jambi油田的情况
大庆试油试采公司2003年将该技术成功引入印尼市场以来，但由于复合射孔起爆瞬间产生的巨大能量及冲击对测试工具的损坏及失效，使得复合射孔-测试联作未能实现真正意义上的联作，只是简单的用封隔器配合进行射孔和测试。
4 复合射孔-测试联作常见的问题
4.1 复合射孔对测试工具的影响
在印尼jambi油田最初的复合射孔-测试联作中，曾一度使用RD循环阀及OMNI多次循环阀阀作为循环阀，以在封隔器解封之前进行压井循环。但在多口井的复合射孔测试过程中，RD安全循环阀破裂盘被击穿，该工具球阀关闭，而RD安全循环阀的循环孔却没有被开启。事后分析其主要原因就是：复合射孔期间油管和环空在井口都被关闭，射孔后高能气体压裂在环空中产生的瞬时高压压值极高，该高压击穿RD安全循环阀的破裂盘，使RD安全循环阀的球阀关闭。但又由于该高压只产生在射孔后的瞬时，在压力击穿破裂盘剪切心轴下移使球阀关闭后，该压力已不足以使剪切心轴继续向下运动而露出循环孔。
4.2复合射孔对封隔器的影响
RTTS封隔器水力锚的密封圈在常规联作施工中基本不会损坏，因为只有极少数特别高压高产的井会出现井底流动压力高于套压的情况，这种情况下水力锚才会起作用涨开。在复合射孔—测试联作中，RTTS封隔器水力锚的密封圈被损坏的现象非常普遍，因为每一次射孔枪起爆过程中，水力锚都受力外涨，而起爆过后又因弹簧的作用迅速回位。复合射孔产生的起爆瞬时高压很容易刺坏水力锚本体密封面，造成密封圈损坏而失去密封。
5复合射孔瞬间的压力对测试工具的影响分析
5.1 动态高压对测试工具的影响
复合射孔产生的动态高压在管柱中形成强的应力波，应力波在管串中传播时，由于复杂的界面条件，产生不同时差的入射波和反射波，使管柱产生轴向和径向的强烈震动，这种震动会损坏测试仪器和封隔器。
5.2动态高压在井筒中的分布规律
复合射孔爆燃气体首先在井筒中产生动态的高压环境，压力的一部分释放到地层进行做功外，同时也沿井筒轴由由高压区向低压区及井口方向传播。由于液体中压力的突变过程，在井液中将形成强冲击波，冲击波的起始波头压力为复合射孔爆燃压力峰值，也是在复杂井筒环境下传播过程中始终保持最高，并随传播距离的加大而逐渐衰减。见图1
6工艺上的改进
6.1 合理的装药量的设计
目前在印尼jambi油田进行复合射孔，普遍采用满弹—即复合药片与射孔弹间隔排列，而并没有针对地层的特点而优选复合药片的用量。所以复合射孔产生的峰值压力可能远高于地层的破裂压力，在对地层造成微裂缝的同时，可能也对井筒本身及井下工具造成危害。目前DST工具配合复合射孔使用出现的问题绝大多数都是因为复合射孔的峰值压力造成的。根据地层的特点确定复合射孔，尤其是复合射孔-测试联作工艺中的合理装药量，将成为一个迫切需要解决的问题。
6.2 合理的进行测试管柱设计
由于复合射孔后产生的强大的高压及强冲击波，对整体的测试管柱有过高的压力冲击，致使测试工具及压力计受到影响或损坏。为了保护测试阀及其它工具，需要对测试管柱进行合理的设计，主要从减震，吸能降压，减少冲击波等方面入手，确保整体管柱有个合理的施工环境，保证测试工具正常工作。
6.2.1减震吸能工具的设计与使用
6.2.1.1伸缩式缓冲器
伸缩式缓冲器由上接头、缓冲外筒，浮动活塞，连接接头，缓冲心轴，下接头组成。下井时心轴处于拉伸状态，井液自动进入内腔，形成液体垫。受复合射孔动态高压的作用，缓冲器心轴可以沿轴向方向压缩2.0m，将液体通过特殊设计的阻尼孔挤出腔体，能够缓冲瞬间产生的封隔器下方体积变化和轴向应力波引起的封隔器和压力计的轴向冲击和位移，缓解射孔枪瞬间上窜产生的冲击力，防止管柱在高速冲击下产生弯曲或其它零部件损坏。
6.2.1.2径向减震器
徑向减震器是利用橡胶的阻尼减震特性，在阻隔和衰减爆燃压力向封隔器方向传播的同时，将冲击波和应力波的能量部分转换为机械能。径向减震器具有三个方面的功能：Ⅰ.能够衰减射孔系统所引起的管柱横向震动，通过橡胶件与套管接触，避免管柱与井壁套管的直接碰撞，减缓管柱的径向冲击震动；Ⅱ.通过阻尼孔设计，衰减冲击波能量，减少对封隔器的直接冲击；Ⅲ.在DST测试时井内液体可通过轴向阻尼器的内腔进入DST内，实现测试。
6.2.1.3纵向减震器
纵向液压减震器，是以弹簧减震工具为基础，在弹簧腔体上设计阻尼孔，使工具的弹簧腔与环空沟通，在射孔系统上窜时，弹簧腔体积减小，腔内液体向环空排放，在通过阻尼孔时，产生较大的摩擦阻力，吸收冲击能量，进一步减弱射孔系统对测试工具、仪器的纵向冲击震动。
6.2.2减震吸能效果理论分析
管串中应力波的缓冲减震效果由实验可知：油管中75MPa的应力波经过装置的一半降到37.5MPa，完全通过装置之后下降到18.2MPa。其缓冲减震效果得到75.8%。为了保证DST测试装置的安全最大化，在缓冲减振装置之后，又增加了弹簧缓冲机构，彻底将管串中的轴向应力波衰减到DST装置抗冲击指标的底线
6.3复合射孔-测试联作的管柱设计
根据吸能减振的工具组的特性及效果，可以将该仪器组应用在复合射孔-测试联作管柱的射孔枪与RTTS封隔器之间，使得复合射孔枪与测试工具有大于等于30米的距离，在这段距离内，可以有效地进行吸能减震，使得复合射孔后的高压及动态冲击波及波力效应有效的得以减弱，达到测试工具工作的环境。为了更好的进行吸能减震，根据实际工作要求可以任意地进行对吸能减震工具的组合，已达到更好效果。见图2
7结束语
复合射孔与测试联作工艺技术经过多井次的实际应用，表明该工艺技术施工简单，管柱起下顺利，测试仪器能够正常工作，满足完井测试要求；工具设计合理，能够有效抑制复合射孔动态高压对封隔器和测试仪器的影响作用。
参考文献：
[1]《APR测试工具用户手册》——美国. 哈里伯顿公司，2000年
[2]《通源复合射孔测试联作技术研究》——西安通源公司，2010年
作者简介：
侯云明，男，1983年7月。从事油田射孔施工，具有丰富的射孔施工经验。目前在试油试采分公司市场开发中心印尼项目部，任射孔队队长。
[关键词] 复合射孔 测试 DST 联作
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-325-01
1 测试联作的意义
完井测试作业一般是在射孔后重新下管柱，射孔后压井起管柱再下测试管柱过程中，会使压井液进入射孔孔道渗入地层，造成对油气层的伤害，从而影响地层评价的真实性。因此，为了能够真正了解到地层的原始数据，射孔测试联作便显得尤为重要。
2复合射孔及测试联作
复合射孔-测试联作的整体管柱可以一次施工完成射孔、高能气体压裂改造地层和地层测试几道工序，大大地节省了施工时间，因此各油田及各市场都希望能得到复合射孔测试联作的施工，从而来了解地层原始性能及参数。
3 复合射孔-测试联作施工目前在印尼jambi油田的情况
大庆试油试采公司2003年将该技术成功引入印尼市场以来，但由于复合射孔起爆瞬间产生的巨大能量及冲击对测试工具的损坏及失效，使得复合射孔-测试联作未能实现真正意义上的联作，只是简单的用封隔器配合进行射孔和测试。
4 复合射孔-测试联作常见的问题
4.1 复合射孔对测试工具的影响
在印尼jambi油田最初的复合射孔-测试联作中，曾一度使用RD循环阀及OMNI多次循环阀阀作为循环阀，以在封隔器解封之前进行压井循环。但在多口井的复合射孔测试过程中，RD安全循环阀破裂盘被击穿，该工具球阀关闭，而RD安全循环阀的循环孔却没有被开启。事后分析其主要原因就是：复合射孔期间油管和环空在井口都被关闭，射孔后高能气体压裂在环空中产生的瞬时高压压值极高，该高压击穿RD安全循环阀的破裂盘，使RD安全循环阀的球阀关闭。但又由于该高压只产生在射孔后的瞬时，在压力击穿破裂盘剪切心轴下移使球阀关闭后，该压力已不足以使剪切心轴继续向下运动而露出循环孔。
4.2复合射孔对封隔器的影响
RTTS封隔器水力锚的密封圈在常规联作施工中基本不会损坏，因为只有极少数特别高压高产的井会出现井底流动压力高于套压的情况，这种情况下水力锚才会起作用涨开。在复合射孔—测试联作中，RTTS封隔器水力锚的密封圈被损坏的现象非常普遍，因为每一次射孔枪起爆过程中，水力锚都受力外涨，而起爆过后又因弹簧的作用迅速回位。复合射孔产生的起爆瞬时高压很容易刺坏水力锚本体密封面，造成密封圈损坏而失去密封。
5复合射孔瞬间的压力对测试工具的影响分析
5.1 动态高压对测试工具的影响
复合射孔产生的动态高压在管柱中形成强的应力波，应力波在管串中传播时，由于复杂的界面条件，产生不同时差的入射波和反射波，使管柱产生轴向和径向的强烈震动，这种震动会损坏测试仪器和封隔器。
5.2动态高压在井筒中的分布规律
复合射孔爆燃气体首先在井筒中产生动态的高压环境，压力的一部分释放到地层进行做功外，同时也沿井筒轴由由高压区向低压区及井口方向传播。由于液体中压力的突变过程，在井液中将形成强冲击波，冲击波的起始波头压力为复合射孔爆燃压力峰值，也是在复杂井筒环境下传播过程中始终保持最高，并随传播距离的加大而逐渐衰减。见图1
6工艺上的改进
6.1 合理的装药量的设计
目前在印尼jambi油田进行复合射孔，普遍采用满弹—即复合药片与射孔弹间隔排列，而并没有针对地层的特点而优选复合药片的用量。所以复合射孔产生的峰值压力可能远高于地层的破裂压力，在对地层造成微裂缝的同时，可能也对井筒本身及井下工具造成危害。目前DST工具配合复合射孔使用出现的问题绝大多数都是因为复合射孔的峰值压力造成的。根据地层的特点确定复合射孔，尤其是复合射孔-测试联作工艺中的合理装药量，将成为一个迫切需要解决的问题。
6.2 合理的进行测试管柱设计
由于复合射孔后产生的强大的高压及强冲击波，对整体的测试管柱有过高的压力冲击，致使测试工具及压力计受到影响或损坏。为了保护测试阀及其它工具，需要对测试管柱进行合理的设计，主要从减震，吸能降压，减少冲击波等方面入手，确保整体管柱有个合理的施工环境，保证测试工具正常工作。
6.2.1减震吸能工具的设计与使用
6.2.1.1伸缩式缓冲器
伸缩式缓冲器由上接头、缓冲外筒，浮动活塞，连接接头，缓冲心轴，下接头组成。下井时心轴处于拉伸状态，井液自动进入内腔，形成液体垫。受复合射孔动态高压的作用，缓冲器心轴可以沿轴向方向压缩2.0m，将液体通过特殊设计的阻尼孔挤出腔体，能够缓冲瞬间产生的封隔器下方体积变化和轴向应力波引起的封隔器和压力计的轴向冲击和位移，缓解射孔枪瞬间上窜产生的冲击力，防止管柱在高速冲击下产生弯曲或其它零部件损坏。
6.2.1.2径向减震器
徑向减震器是利用橡胶的阻尼减震特性，在阻隔和衰减爆燃压力向封隔器方向传播的同时，将冲击波和应力波的能量部分转换为机械能。径向减震器具有三个方面的功能：Ⅰ.能够衰减射孔系统所引起的管柱横向震动，通过橡胶件与套管接触，避免管柱与井壁套管的直接碰撞，减缓管柱的径向冲击震动；Ⅱ.通过阻尼孔设计，衰减冲击波能量，减少对封隔器的直接冲击；Ⅲ.在DST测试时井内液体可通过轴向阻尼器的内腔进入DST内，实现测试。
6.2.1.3纵向减震器
纵向液压减震器，是以弹簧减震工具为基础，在弹簧腔体上设计阻尼孔，使工具的弹簧腔与环空沟通，在射孔系统上窜时，弹簧腔体积减小，腔内液体向环空排放，在通过阻尼孔时，产生较大的摩擦阻力，吸收冲击能量，进一步减弱射孔系统对测试工具、仪器的纵向冲击震动。
6.2.2减震吸能效果理论分析
管串中应力波的缓冲减震效果由实验可知：油管中75MPa的应力波经过装置的一半降到37.5MPa，完全通过装置之后下降到18.2MPa。其缓冲减震效果得到75.8%。为了保证DST测试装置的安全最大化，在缓冲减振装置之后，又增加了弹簧缓冲机构，彻底将管串中的轴向应力波衰减到DST装置抗冲击指标的底线
6.3复合射孔-测试联作的管柱设计
根据吸能减振的工具组的特性及效果，可以将该仪器组应用在复合射孔-测试联作管柱的射孔枪与RTTS封隔器之间，使得复合射孔枪与测试工具有大于等于30米的距离，在这段距离内，可以有效地进行吸能减震，使得复合射孔后的高压及动态冲击波及波力效应有效的得以减弱，达到测试工具工作的环境。为了更好的进行吸能减震，根据实际工作要求可以任意地进行对吸能减震工具的组合，已达到更好效果。见图2
7结束语
复合射孔与测试联作工艺技术经过多井次的实际应用，表明该工艺技术施工简单，管柱起下顺利，测试仪器能够正常工作，满足完井测试要求；工具设计合理，能够有效抑制复合射孔动态高压对封隔器和测试仪器的影响作用。
参考文献：
[1]《APR测试工具用户手册》——美国. 哈里伯顿公司，2000年
[2]《通源复合射孔测试联作技术研究》——西安通源公司，2010年
作者简介：
侯云明，男，1983年7月。从事油田射孔施工，具有丰富的射孔施工经验。目前在试油试采分公司市场开发中心印尼项目部，任射孔队队长。