水平井定向分簇射孔技術(shù)及其應(yīng)用

陳華彬 唐　凱 陳　鋒 陳建波 李奔馳 任國(guó)輝

中國(guó)石油川慶鉆探工程公司測(cè)井公司

水平井定向分簇射孔技術(shù)及其應(yīng)用

陳華彬 唐凱 陳鋒 陳建波 李奔馳 任國(guó)輝

中國(guó)石油川慶鉆探工程公司測(cè)井公司

陳華彬等.水平井定向分簇射孔技術(shù)及其應(yīng)用. 天然氣工業(yè)，2016，36（7）：33-39.

定向分簇射孔技術(shù)整合了分簇射孔與定向射孔的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決了一系列技術(shù)難題。為了使該技術(shù)取得更好的油氣開發(fā)效果，研究了射孔器自身重力偏心、電子選發(fā)模塊的編碼與地面程序控制相匹配、軸向居中觸點(diǎn)信號(hào)傳輸以及射孔后簇間密封隔離等工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電纜輸送水平井射孔器自重定向、動(dòng)態(tài)傳輸信號(hào)、可靠尋址與選發(fā)射孔以及射孔后簇間密封等功能，完成了射孔管串一次下井射孔與橋塞聯(lián)作或多簇射孔作業(yè)，形成一套水平井電纜輸送定向分簇射孔技術(shù)。應(yīng)用于頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規(guī)氣藏生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的效果表明：定向準(zhǔn)確，選發(fā)射孔可靠，簇間密封良好，技術(shù)效果明顯。定向分簇射孔技術(shù)攻克了井眼軌跡偏移主力產(chǎn)層的射孔難題，具有明確的目標(biāo)性和方向性，有力支撐后續(xù)儲(chǔ)層改造，促使壓裂液最大限度地作用于主力產(chǎn)層，更好地配合制造儲(chǔ)層復(fù)雜縫網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非常規(guī)氣藏的優(yōu)質(zhì)高效開發(fā)。

水平井 分簇射孔 定向射孔 電纜傳輸 密封 動(dòng)態(tài)導(dǎo)電 壓裂（巖石）頁(yè)巖氣

1　技術(shù)背景

頁(yè)巖氣［1-3］、煤層氣［4-5］等非常規(guī)氣藏勘探開發(fā)在國(guó)內(nèi)得到了大力發(fā)展，成為國(guó)家能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分，非常規(guī)氣藏勘探開發(fā)絕大部分采用水平井工程技術(shù)以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、長(zhǎng)壽命的目的。分段壓裂改造［6］是非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的一項(xiàng)必要技術(shù)手段，目的使儲(chǔ)層形成網(wǎng)狀縫充分溝通油氣，達(dá)到油氣井開發(fā)效果最優(yōu)化，分簇射孔成為配套分段壓裂改造射孔完井的一項(xiàng)首選工藝。但在水平井鉆探過程中，鉆井井眼軌跡時(shí)有穿越儲(chǔ)層上方或下方，為了取得更好的油氣井開發(fā)效果，除了分簇射孔之外，還需要考慮射孔方向性，使得后續(xù)改造作業(yè)發(fā)力于有效儲(chǔ)層［7］。

分簇射孔［8］給國(guó)內(nèi)射孔工藝技術(shù)帶來了革命性發(fā)展，它采用復(fù)合橋塞［9］對(duì)油氣井?dāng)M改造目的層分段，每段分成若干簇，電纜輸送一次下井將射孔管串和復(fù)合橋塞輸送至目的層位，依次完成橋塞坐封和多簇射孔作業(yè)［10-11］，為后續(xù)分段壓裂改造創(chuàng)造條件的射孔工藝技術(shù)，解決了多級(jí)點(diǎn)火控制、易鉆復(fù)合橋塞分段、選發(fā)射孔、水平井泵送［12］、高壓井口防噴等工藝，沒有具備定向射孔特征。

定向射孔［13］是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，主要應(yīng)用于沿最大水平主應(yīng)力直井定向射孔和水平井射孔。在直井采用主動(dòng)定向［14］，如電纜配旋轉(zhuǎn)短節(jié)；在水平井［15］則采用被動(dòng)定向，如射孔器材偏心設(shè)計(jì)或配重設(shè)計(jì)。

定向分簇射孔整合了分簇射孔［16］與定向射孔技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決了以下技術(shù)難題：①定向分簇射孔“動(dòng)態(tài)的定向與靜態(tài)的分簇選發(fā)”；②某簇射孔槍射孔后剩余射孔槍的正常密封及尋址等；③動(dòng)態(tài)情況下信號(hào)、導(dǎo)電功能，以及射孔器始終自重偏心等。

2　工藝與特點(diǎn)

水平井定向分簇射孔技術(shù)方案需要結(jié)合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工藝優(yōu)化方面內(nèi)容，其目的是解決分簇選發(fā)、射孔任意相位定向、器材定向過程中信號(hào)傳輸及供電、射孔后未射孔器材的密封等難題。

2.1分簇選發(fā)工藝

由于電子式分簇射孔工藝采用電子選發(fā)器（圖1）和電雷管結(jié)合的方式，在非定向射孔方式中，裝配好的器材不會(huì)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)，電子選發(fā)器和雷管裝配在接頭內(nèi)，目的是保證接線、接地可靠。而水平井定向分簇射孔中的射孔器材是隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的，則需要將電子選發(fā)器和雷管一起封裝在射孔槍內(nèi)隨射孔器材一起轉(zhuǎn)動(dòng)，保證電子尋址、導(dǎo)電的可靠。

圖1　電子式選發(fā)器

2.2密封與絕緣工藝

分簇射孔器材下井過程中，在射孔前槍內(nèi)的器材要保證絕對(duì)的密封，其中一簇射孔器材射孔工作后，還要保證其他未射孔的器材密封、絕緣可靠。定向分簇射孔從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上解決密封難題，槍管采用密封圈與接頭的密封方式，簇與簇之間的接頭采用絕緣引線柱與密封圈的方式，確保射孔后器材密封性能和供電絕緣性能（圖2）。

圖2　密封設(shè)計(jì)樣品

2.3定向結(jié)構(gòu)工藝

定向分簇射孔器材利用自重定向原理，彈架內(nèi)增加偏心配重配以滾珠軸承的方式，使射孔器材的重心始終偏于一邊，根據(jù)生產(chǎn)需要布置射孔彈射流發(fā)射方向，導(dǎo)爆索采用外繞彈架方式與槍管保持合理間隙，在水平井中無論射孔槍管如何轉(zhuǎn)動(dòng)，射孔定向始終不變（圖3）。

2.4動(dòng)態(tài)導(dǎo)電工藝

定向分簇射孔器材下井過程中，射孔器材是隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的，設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)成為關(guān)鍵（圖4）。在水平井段中，電子選發(fā)器在器材動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)接地要好，絕緣、導(dǎo)電、尋址均需要正常。在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)了射孔器材轉(zhuǎn)動(dòng)配中間接頭固定的軸向端面導(dǎo)電、側(cè)向滑環(huán)導(dǎo)電和側(cè)環(huán)端面導(dǎo)電3種方案，都進(jìn)行了動(dòng)態(tài)導(dǎo)電功能性試驗(yàn)，3種方案均有各自的工藝優(yōu)勢(shì)，都能夠保證射孔器材轉(zhuǎn)動(dòng)過程中簇件的信號(hào)正常連通，簇間密封功能。

圖3　定向原理示意圖

圖4　動(dòng)態(tài)傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)示意圖

2.5測(cè)試定向分簇射孔器

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)，研制了軸向端面導(dǎo)、側(cè)向滑環(huán)導(dǎo)電和側(cè)環(huán)端面導(dǎo)電的多套定向分簇射孔器（圖5），進(jìn)行了功能性試驗(yàn)，定向分簇射孔器的動(dòng)態(tài)導(dǎo)電、密封、絕緣、選發(fā)、尋址等功能均正常。試制了射孔參數(shù)相位0°、孔密16孔/m的73型、83型、89型、102型射孔槍，配套了對(duì)應(yīng)的先鋒射孔彈進(jìn)行水中功能性試驗(yàn)，射孔器材表現(xiàn)正常。

圖5　定向器材樣品

2.6定向分簇射孔技術(shù)特點(diǎn)

定向分簇射孔技術(shù)作為頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣勘探開發(fā)水平井工程的一項(xiàng)配套技術(shù)，有力支撐儲(chǔ)層改造壓裂作業(yè)，引導(dǎo)壓裂液發(fā)力于主力產(chǎn)層，適用于油氣鉆探過程中井眼軌跡偏離了儲(chǔ)層的定向射孔，主要工藝特征表現(xiàn)為：①應(yīng)用電纜傳輸方式，配套電子式選發(fā)器和雷管，地面可控選發(fā)射孔；②器材轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，可以360°相位任意定向；③優(yōu)化射孔器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用超深穿透的先鋒射孔彈技術(shù)，一方面提高射孔彈穿孔性能，另一方面保證射孔槍性能良好，防止射孔遇卡事件［17］；④分簇射孔器密封、絕緣、接地、動(dòng)態(tài)導(dǎo)電等性能良好；⑤器材性能指標(biāo)達(dá)到了工作溫度150 ℃、工作壓力105 MPa。

3　定向分簇射孔仿真

為了研究定向分簇射孔對(duì)于降低壓裂泵壓是否能起到作用，利用有限元軟件建立3種定向分簇射孔模型和常規(guī)螺旋射孔模型（表1）。使用流體結(jié)構(gòu)耦合分析技術(shù)仿真分析了定向分簇射孔后，在壓裂泵壓的作用下地層巖石產(chǎn)生的最大應(yīng)力。并和螺旋射孔后的地層巖石產(chǎn)生的最大應(yīng)力進(jìn)行比較。巖石所產(chǎn)生的最大應(yīng)力越大，巖石就越容易破裂，所需要的壓裂泵壓就越?。?8-19］。因此通過有限元仿真分析比較定向分簇射孔和螺旋射孔后地層巖石最大應(yīng)力，可以看出定向分簇射孔可降低壓裂泵壓，且壓裂液更集中地作用于勘探主力產(chǎn)層。

表1　定向分簇射孔模型表

建模時(shí)以89射孔器的穿深孔徑數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)建立射孔孔道，其中穿深為450 mm，孔徑為8.5 mm。對(duì)于地層巖石采用頁(yè)巖的物理性質(zhì)，物理參數(shù)如下：密度為2 600 kg/m3，楊氏模量為45 900 MPa，泊松比為0.25，抗拉強(qiáng)度為2.94 MPa，抗壓強(qiáng)度為265.75 MPa。頁(yè)巖模型厚990 mm，外徑1 200 mm，內(nèi)徑140 mm。對(duì)4種射孔模型的頁(yè)巖均采用六面體網(wǎng)格劃分。之后使用FLUENT對(duì)井眼和射孔孔道內(nèi)的液體進(jìn)行流體力學(xué)仿真。將結(jié)果導(dǎo)入靜力學(xué)分析模塊，加載后進(jìn)行流體結(jié)構(gòu)耦合?？梢缘玫揭后w在井眼和射孔孔道流動(dòng)時(shí)對(duì)井眼和孔道表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)，如圖6～9所示。其中定向A模型的產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)為62.70 MPa，定向B模型的最大壓強(qiáng)為56.05 MPa，定向C模型的最大壓強(qiáng)為59.38 MPa，螺旋模型的最大壓強(qiáng)為44.32 MPa。3種定向射孔壓裂時(shí)液體對(duì)井眼和射孔孔道產(chǎn)生的壓強(qiáng)明顯大于常規(guī)螺旋射孔。

圖6　定向A井眼表面流體應(yīng)力分布圖

在流體載荷的基礎(chǔ)上，在井眼表面和射孔孔道表面加載100 MPa壓力，側(cè)面加載50 MPa圍壓。同時(shí)在頁(yè)巖模型上下端施加固定約束后，分別對(duì)這4種模型進(jìn)行流體結(jié)構(gòu)耦合后的靜力學(xué)求解。求解結(jié)果如表2所示。在井壓和圍壓相同的情況下，由于3種定向射孔液體對(duì)井眼和射孔孔道產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于常規(guī)螺旋射孔，因此最后3種定向射孔模型井眼表面和射孔孔道表面所產(chǎn)生的應(yīng)力也明顯大于常規(guī)螺旋射孔模型井眼表面和射孔孔道表面所產(chǎn)生的應(yīng)力。其中定向A模型，也就是0°相位定向分簇射孔模型產(chǎn)生的應(yīng)力最大；其他兩種定向模型產(chǎn)生的應(yīng)力相當(dāng)；常規(guī)螺旋射孔產(chǎn)生的應(yīng)力最小。對(duì)于壓裂來說，應(yīng)力越大意味著破裂壓力越低。因此從理論上來說，定向分簇射孔還能在一定程度上降低壓裂時(shí)地層破裂壓力。

表2　井眼表面和射孔孔道表面應(yīng)力表

圖8　定向C井眼表面流體應(yīng)力分布圖

4　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

圖9　螺旋射孔井眼表面流體應(yīng)力分布圖

定向分簇射孔技術(shù)在四川油氣田頁(yè)巖氣、山西煤層氣、蘇里格致密氣等非常規(guī)油氣及致密氣的勘探開發(fā)中得到了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，定向分簇射孔應(yīng)用完成7口頁(yè)巖氣井54簇、3口煤層氣48簇、1口致密氣12簇的定向射孔，定向準(zhǔn)確，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，作業(yè)效果較好，如煤層氣施工降低了泵壓等。

4.1案例1：xx204H1-2井

xx204H1-2井是頁(yè)巖氣示范區(qū)1口重點(diǎn)勘探井，完鉆層位為志留系龍馬溪組，完鉆井深5 422 m，射孔井段總跨度長(zhǎng)1 562.3 m。分為17段，每段長(zhǎng)60～105 m，每段3簇射孔。在11、12、13段井眼軌跡穿行于優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層下部，在第11、13段應(yīng)用定向分簇射孔進(jìn)行試驗(yàn)性應(yīng)用對(duì)比，相位為0°/30°斜朝上、 150°斜朝上/180°等4個(gè)相位，槍型為89型，孔密16孔/m，采用SDP39HMX25-4先鋒射孔彈。

定向分簇射孔現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，分簇、定向、密封、絕緣等功能正常，起出射孔槍后，簇間槍管孔眼定向達(dá)到預(yù)期效果（圖10）。

后續(xù)儲(chǔ)層改造作業(yè)，儲(chǔ)層吸液、泵壓、排量性能運(yùn)行良好，微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，裂縫沿主力產(chǎn)層發(fā)展，破裂點(diǎn)數(shù)更大更多更遠(yuǎn)（圖11）。

圖10　xx204H1-2井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果圖

圖11　xx204H1-2井非定向與定向的后續(xù)改造與監(jiān)測(cè)效果對(duì)比圖

4.2案例二：xx1C1井

xx1C1井是川渝地區(qū)布置的1口頁(yè)巖氣預(yù)探井，人工井深4 708 m，完鉆層位為奧陶系五峰組。水平井段分12段壓裂改造，在8、9段井眼軌上翹于儲(chǔ)層，應(yīng)用定向分簇射孔進(jìn)行作業(yè)，相位為水平朝下30°、垂直朝下90°等3個(gè)相位，槍型為89型，孔密16孔/m，采用SDP39HMX25-4先鋒射孔彈。定向分簇射孔現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，簇間槍管孔眼定向一致性效果良好（圖12）。

圖12　xx1C1井定向效果圖

后續(xù)儲(chǔ)層壓裂作業(yè)，儲(chǔ)層吸液、泵壓、排量性能運(yùn)行良好，相同排量情況下，泵壓降低明顯（圖13）。

5　結(jié)論與建議

水平井電纜傳輸定向分簇射孔技術(shù)采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用選發(fā)控制分簇、重心偏移射孔定向等技術(shù)，解決了水平井電纜傳輸射孔作業(yè)時(shí)的分簇密封功能、定向射孔功能以及隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)電功能等難題，試制了定向分簇射孔器，進(jìn)行了功能性試驗(yàn)。

在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層進(jìn)行了定向分簇射孔技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，驗(yàn)證了定向分簇射孔各項(xiàng)功能正常工作，為儲(chǔ)層壓裂改造［16］提供了技術(shù)支撐。

1）該技術(shù)成為非常規(guī)油氣開發(fā)水平井工程的一項(xiàng)配套技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)水平井鉆井過程中井眼穿在儲(chǔ)層上方或儲(chǔ)層下方進(jìn)行有目的的定向射孔。

2）數(shù)值仿真分析顯示射孔孔道及表面存在應(yīng)力集中，有利于降低射孔起裂壓力，更好地服務(wù)儲(chǔ)層改造。

3）具有較強(qiáng)的方向性，能夠較好地實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣藏水平井中進(jìn)行定向、分簇功能，使后續(xù)壓裂液更好地作用于主力產(chǎn)層，在頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣藏應(yīng)用過程中得到了驗(yàn)證。

圖13　xx1C1井第7段（非定向）、8段（定向）改造效果圖

［1］ Franc P. The development of selective perforating systems： One of the keys to the success of economic shale perforating［C］//paper CIPS-14-008 presented at the 2014 China International Perforating Symposium， 16 October 2014， Sanya， China.

［2］ 桑宇， 楊勝來， 郭小哲， 陳浩. 一種已壓裂頁(yè)巖氣水平井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)新方法［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版， 2015， 37（3）：17-24.

Sang Yu， Yang Shenglai， Guo Xiaozhe， Chen Hao. A new productivity prediction method for fractured horizontal wells in shale gas reservoirs［J］. Journal of Southwest Petroleum University： Science & Technology Edition， 2015， 37（3）： 17-24.

［3］ 殷誠(chéng)， 高世葵， 董大忠， 朱文麗， 王欣蕊.頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素［J］. 天然氣工業(yè)， 2015， 35（4）： 117-125.

Yin Cheng， Gao Shikui， Dong Dazhong， Zhu Wenli， Wang Xinrui. Influencing factors for the development of shale gas industry［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35 （4）： 117-125.

［4］ 龔才喜， 梁海波， 古冉. 煤層氣水平井充氣欠平衡鉆井注氣工藝研究 ［J］. 石油鉆采工藝， 2013， 35（2）：13-15.

Gong Caixi， Liang Haibo， Gu Ran. Study on gas injection technique of aerated underbalanced drilling for CBM horizontal wells［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2013， 35（2）：13-15.

［5］ 穆福元， 仲偉志， 趙先良， 車長(zhǎng)波， 陳艷鵬， 朱杰， 等. 中國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思考［J］. 天然氣工業(yè)， 2015， 35（6）：110-116.

Mu Fuyuan， Zhong Weizhi， Zhao Xianliang， Che Changbo， Chen Yanpeng， Zhu Jie， et al. Strategies for the development of CBM gas industry in China［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35（6）： 110-116.

［6］ Tang M. The impact of perforating on hydraulic fracture initiation in highly stressed tough rock-a case study［C］//paper CIPS-14-002 presented at the 2014 China International Perforating Symposium， 16 October 2014， Sanya， China.

［7］ 任勇， 葉登勝， 李劍秋， 蔣海. 易鉆橋塞射孔聯(lián)作技術(shù)在水平井分段壓裂中的實(shí)踐 ［J］. 石油鉆采工藝， 2013， 35（2）： 90-93.

Ren Yong， Ye Dengsheng， Li Jianqiu， Jiang Hai. Application of drillable bridge plug and clustering perforationin staged fracturing for horizontal well［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2013， 35（2）：90-93.

［8］ Chen Feng， Ou Yueqiang， Tang Kai， Yan Yang. Selective perforating process parameter optimization［C］//paper CIPS-14-004 presented at the 2014 China International Perforating Symposium， 16 October 2014， Sanya， China.

［9］ 白田增， 吳德， 康如坤， 楊麗娟， 劉建中， 何玉斌. 泵送式復(fù)合橋塞鉆磨工藝研究與應(yīng)用［J］. 石油鉆采工藝， 2014， 36（1）： 123-125.

Bai Tianzeng， Wu De， Kang Rukun， Yang Lijuan， Liu Jianzhong，He Yubin. Research and application of drilling technique of pumping type composite bridge plug［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2014， 36（1）： 123-125.

［10］ Smith D， Starr P. Method to pump bridge/frac plugs at reduced fluid rate［C］//SPE International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control， 13-15 February 2008， Lafayette，Louisiana， USA. DOI： http：//dx.doi.org/10.2118/112377-MS.

［11］ Cipolla CL， Warpinskin NR， Mayerhofer MJ， Lolon E， Vincent MC. The relationship between fracture complexity， reservoir properties， and fracture treatment design［C］//SPE Annual Technical Conference and Exhibition， 21-24 September 2008， Denver，Colorado， USA.

［12］ 焦國(guó)盈， 裴蘋汀， 唐凱， 王海. 水平井泵送射孔影響因素分析［J］. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2014， 16（1）： 71-73.

Jiao Guoying， Pei Pingting， Tang Kai， Wang Hai. Analysis of influencing factors of pumping perforation in horizontal well［J］. Journal of Chongqing University of Science and Technology：Natural Sciences Edition， 2014， 16（1）： 71-73.

［13］ 袁吉誠(chéng)， 陳鋒. 水平井重力定向射孔方式研究［J］. 測(cè)井技術(shù)，1999， 23（1）： 57-61.

Yuan Jicheng， Chen Feng. On oriented gravity perforating modes in horizontal well［J］. Well Logging Technology， 1999，23（1）： 57-61.

［14］ 胡廣軍， 彭原平， 周緒國(guó). 垂直井定向射孔技術(shù)［J］. 新疆石油科技，2007， 17（4）： 10-12. Hu Guangjun， Peng Yuanping， Zhou Xuguo. Vertical well oriented perforating technology［J］. Xinjiang Petroleum Science & Technology， 2007， 17（4）：10-12.

［15］ 陳鋒， 姜德義， 唐凱. 水平井射孔工藝技術(shù)及在羅家11H井實(shí)踐［J］. 天然氣工業(yè)， 2005， 25（10）： 52-54.

Chen Feng， Jiang Deyi， Tang Kai. Practice of horizontal well perforating technology in well Luojia 11H［J］. Natural Gas Industry，2005， 25（10）： 52-54.

［16］ 馬新華， 賈愛林， 譚健， 何東博. 中國(guó)致密砂巖氣開發(fā)工程技術(shù)與實(shí)踐［J］. 石油勘探與開發(fā)， 2012， 39（5）： 572-579.

Ma Xinhua， Jia Ailin， Tan Jian， He Dongbo. Tight sand gas development technologies and practices in China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2012， 39（5）： 572-579.

［17］ 唐凱， 陳華彬， 陳鋒， 羅苗壯， 王海. 磨溪?dú)馓锼骄淇卓屧蚍治黾胺婪洞胧跩］. 石油鉆采工藝， 2009， 31（6）： 110-115.

Tang Kai， Chen Huabin， Chen Feng， Luo Miaozhuang， Wang Hai. Causeanalysis and precautions of horizontal well perforator sticking in Moxi Gas Field［J］. Oil Drilling & Production Technology， 2009， 31（6）： 110-115.

［18］ 郭建春， 周鑫浩， 鄧燕. 頁(yè)巖氣水平井組拉鏈壓裂過程中地應(yīng)力的分布規(guī)律［J］. 天然氣工業(yè)， 2015， 35（7）： 44-48.

Guo Jianchun， Zhou Xinhao， Deng Yan. Distribution rules of earth stress during zipper fracturing of shale gas horizontal cluster wells［J］. Natural Gas Industry， 2015， 35（7）： 44-48.

［19］ 鄢雪梅， 王欣， 張合文， 王永輝， 段瑤瑤.頁(yè)巖氣藏壓裂數(shù)值模擬敏感參數(shù)分析［J］. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版，2015， 37（6）： 127-132.

Yan Xuemei， Wang Xin， Zhang Hewen， Wang Yonghui， Duan Yaoyao. Analysis of sensitive parameter in numerical simulation of shale gas reservoir with hydraulic fractures［J］. Journal of Southwest Petroleum University： Science & Technology Edition，2015， 37（6）： 127-132.

（修改回稿日期 2016-05-10 編 輯 韓曉渝）

Oriented cluster perforating technology and its application in horizontal wells

Chen Huabin， Tang Kai， Chen Feng， Chen Jianbo， Li Benchi， Ren Guohui
（Well Logging Company， PetroChina Chuanqing Drilling Engineering Co.， Ltd.， Chongqing 400021， China）
NATUR. GAS IND. VOLUME 36， ISSUE 7， pp.33-39， 7/25/2016. （ISSN 1000-0976； In Chinese）

An oriented cluster perforating technology， which integrates both advantages of cluster and oriented perforating， will help solve a series of technical complexities in horizontal well drilling. For realizing its better application in oil and gas development， a series of technologies were developed， including perforator self-weight eccentricity， matching of the electronic selective module codes with the surface program control， axial centralized contact signal transmission， and post-perforation intercluster sealing insulation. In this way，the following functions could be realized， such as cable-transmission horizontal well perforator self-weight orientation， dynamic signal transmission， reliable addressing & selective perforation and post-perforation intercluster sealing. The combined perforation and bridge plug or the multi-cluster perforation can be fulfilled in one trip of perforation string. As a result， the horizontal-well oriented cluster perforating technology based on cable conveying was developed. This technology was successfully applied in unconventional gas reservoir exploitation， such as shale gas and coalbed methane， with accurate orientation， reliable selective perforation and satisfactory inter-cluster sealing. The horizontal-well oriented cluster perforating technology benefits the orientation of horizontal well drilling with a definite target and direction， which provides a powerful support for the subsequent reservoir stimulation. It also promotes the fracturing fluid to sweep the principal pay zones to the maximum extent. Moreover， it is conducive to the formation of complex fracture networks in the reservoirs， making quality and efficient development of unconventional gas reservoirs possible.

Horizontal well； Cluster perforating； Oriented perforating； Cable conveying； Sealing； Dynamic conductivity； Fracturing（rocks）； Shale gas

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.07.005

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“頁(yè)巖氣儲(chǔ)層增產(chǎn)改造技術(shù)”（編號(hào)： 2012ZX05018-004）。

陳華彬，1982年生，高級(jí)工程師；從事射孔工藝技術(shù)研究工作。地址： （400021）重慶市渝北區(qū)紅石路152號(hào)。ORCID：0000-0002-2671-8892。E-mail： chb4019@sina.com