本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)射孔，涉及一種定向井避光纖射孔裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、通過在套管外敷光纜連同套管一同下入裸眼井中、固井后永久保留在井中的作業(yè)方式稱為套管外永置式光纖監(jiān)測(cè)，沿井筒布設(shè)的鎧裝特制的光纜連接機(jī)動(dòng)的地面設(shè)備可實(shí)現(xiàn)沿井筒全尺度、全方位采集井下信息，根據(jù)需求全天候或分時(shí)段連續(xù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層參數(shù)和生產(chǎn)剖面變化情況，為油氣田開發(fā)提供依據(jù)，低成本、安全、高效、智能的優(yōu)點(diǎn)使其成為具有前景的智能地球物理技術(shù)。但是，如何確保在不損傷光纜的情況下實(shí)施射孔安全打開儲(chǔ)層成為了套管外永置式光纖監(jiān)測(cè)亟需解決的難題，尤其在定向井中避光纖射孔的需求更為迫切。因此，有人提出了利用聲學(xué)原理，在鎧裝光纜旁邊安放一個(gè)由電池驅(qū)動(dòng)的聲音發(fā)生器，在電池的驅(qū)動(dòng)下定時(shí)發(fā)出聲音信號(hào)，然后將鎧裝光纜的首端連接到放置在井口的分布式光纖聲波傳感(das)調(diào)制解調(diào)儀器上，通過測(cè)量沿井下鎧裝光纜分布的聲波信號(hào)，通過計(jì)算井下聲音發(fā)生器在井下的深度位置和地理方位，可以基本上確定安放在井下聲音發(fā)生器旁邊的鎧裝光纜在井下的具體深度位置和地理方位，由此設(shè)計(jì)射孔槍實(shí)施避射，但聲波信號(hào)易受到干擾，且僅為避光纖射孔提供方位指引，并未完整清晰闡述避射孔方法。還有人提出將外壁設(shè)有磁性標(biāo)記座的管柱設(shè)于井內(nèi)，同時(shí)將光纜沿著管柱的長(zhǎng)度方向固定在磁性標(biāo)記座上，固井后使用定位裝置伸入管柱內(nèi)并沿其移動(dòng)，檢測(cè)并記錄磁性標(biāo)記座的位置信息以得到光纜走向分布圖，從而下放射孔裝置并參照光纜走向分布圖避開目標(biāo)管段的光纜進(jìn)行射孔作業(yè)，防止損壞光纜。所述的預(yù)防管柱光纜射孔損傷的方法需要提前在管柱外壁設(shè)置磁性標(biāo)記座，使用的定位裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，依次檢測(cè)和記錄磁性標(biāo)記座工序耗時(shí)且繁瑣，檢測(cè)結(jié)果受柱軸結(jié)構(gòu)和傳感器工作狀態(tài)影響較大，后續(xù)射孔作業(yè)受多種因素影響，避光纖射孔可靠性低，射斷光纖的風(fēng)險(xiǎn)較大。

2、同時(shí)有人提出通過在金屬套管外布設(shè)特殊鎧裝光纜，在井口處給連續(xù)金屬細(xì)管加載交流電，井口地面測(cè)井車通過鎧裝測(cè)井電纜控制井下三分量電磁感應(yīng)探測(cè)儀，通過陀螺儀和三分量感應(yīng)磁場(chǎng)傳感器探測(cè)沿特殊鎧裝光纜分布的感應(yīng)磁場(chǎng)，從而確定金屬套管外鎧裝光纜沿套管延伸的具體深度位置和地理方位，以保證在直井、斜井和水平井的金屬套管外側(cè)安裝的永久性特殊鎧裝光纜不會(huì)在射孔時(shí)被射孔彈射斷。所述的電磁感應(yīng)的套管外鎧裝光纜定向系統(tǒng)主要是將帶有導(dǎo)電金屬細(xì)管的特殊鎧裝光纜布設(shè)井下，通過井口向光纜供電，下入電磁感應(yīng)探測(cè)儀器測(cè)量供電后的光纜地理方位和深度位置，為射孔槍調(diào)整射流方向提供依據(jù)從而實(shí)現(xiàn)避光纖射孔，其需要特殊的鎧裝光纜，在下入套管時(shí)就需要進(jìn)行提前布設(shè)，且需要在井口對(duì)光纜進(jìn)行供電和下入儀器探測(cè)，工序相對(duì)繁瑣，感應(yīng)磁場(chǎng)信號(hào)易受到干擾，且提供的方法中并未對(duì)后續(xù)避光纖射孔作業(yè)方法進(jìn)行完整闡述，可靠性缺乏有效的驗(yàn)證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中避光纖射孔可靠性低，射斷光纖的風(fēng)險(xiǎn)較大，同時(shí)工序繁瑣，感應(yīng)磁場(chǎng)信號(hào)易受到干擾，且并未對(duì)后續(xù)避光纖射孔作業(yè)方法進(jìn)行完整闡述的問題，提供一種定向井避光纖射孔裝置及方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種定向井避光纖射孔裝置，包括：光纜保護(hù)器、光纜、mot磁性定向測(cè)井儀、陀螺測(cè)斜儀、定位導(dǎo)向捕撈裝置、支撐定位裝置、零相位單翼射孔槍、定向井套管和馬籠頭；

4、光纜保護(hù)器將光纜固定在定向井套管的外壁上，定向井套管套設(shè)在定向井的外部；支撐定位裝置錨定在定向井套管的內(nèi)壁上；定位導(dǎo)向捕撈裝置設(shè)置在支撐定位裝置上，零相位單翼射孔槍的尾端連接定位導(dǎo)向捕撈裝置；定位導(dǎo)向捕撈裝置、零相位單翼射孔槍和馬籠頭構(gòu)建整體槍串；

5、mot磁性定向測(cè)井儀放置在定向井的內(nèi)部測(cè)量光纜保護(hù)器的方位，對(duì)光纜的繞曲扭轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)量；陀螺測(cè)斜儀放置在支撐定位裝置上，并測(cè)量支撐定位裝置的定位鍵槽重力工具面角數(shù)據(jù)，驗(yàn)證支撐定位裝置的平穩(wěn)性；零相位單翼射孔槍對(duì)定向井進(jìn)行射孔，零相位單翼射孔槍內(nèi)部的炮眼射流方位朝向固定方位。

6、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

7、進(jìn)一步的，馬籠頭外接上起電纜，上起電纜在零相位單翼射孔槍進(jìn)行射孔后，起出整體槍串。

8、進(jìn)一步的，在零相位單翼射孔槍對(duì)定向井進(jìn)行射孔后，通過磁定位裝置檢查已射孔井段深度是否準(zhǔn)確，同時(shí)使用光時(shí)域反射儀和光纖采集系統(tǒng)連接套管外敷的永置式光纜，確定光纖長(zhǎng)度、損耗是否符合完好性要求。

9、進(jìn)一步的，陀螺測(cè)斜儀與支撐定位裝置進(jìn)行對(duì)接座鍵時(shí)，需要重復(fù)不少于三次，數(shù)據(jù)偏差不超過5°，確保陀螺測(cè)斜儀與支撐定位裝置完全對(duì)鍵。

10、進(jìn)一步的，零相位單翼射孔槍射孔的位置為射孔段，射孔段為炮眼對(duì)應(yīng)的目的深度。

11、進(jìn)一步的，炮眼沿零相位單翼射孔槍軸向線狀排列，炮眼間相位差為0°；零相位單翼射孔槍射流方向背向光纜方位實(shí)施射孔，背向角度選擇應(yīng)與光纜方位夾角呈135～225°。

12、進(jìn)一步的，mot磁性定向測(cè)井工具通過定向接收器測(cè)量得到光纜保護(hù)器的金屬質(zhì)量高計(jì)數(shù)率，通過雙軸加速度計(jì)讀取此時(shí)的重力工具面，進(jìn)而確定光纜保護(hù)器的重力工具面角，得到光纜方位。

13、一種定向井避光纖射孔方法，包括：

14、步驟1：基于光時(shí)域反射儀和光纖采集系統(tǒng)連接預(yù)射孔的定向井套管外敷的永置式光纜，確定光纖長(zhǎng)度、損耗是否符合完好性要求；

15、步驟2：基于電纜傳輸方式將mot磁性定向測(cè)井工具下井測(cè)量光纜保護(hù)器方位，在覆蓋全部設(shè)計(jì)射孔段范圍段內(nèi)點(diǎn)測(cè)采集數(shù)據(jù)，起出mot磁性定向測(cè)井工具，處理解釋數(shù)據(jù)后得到光纜重力工具面角；

16、步驟3：基于電纜傳輸方式通過校深點(diǎn)火投放工具在井筒中下入支撐定位裝置，根據(jù)零長(zhǎng)計(jì)算點(diǎn)火深度，調(diào)整支撐定位裝置深度后點(diǎn)火釋放，將其錨定在設(shè)計(jì)深度，起出校深點(diǎn)火投放工具；

17、步驟4：將帶有導(dǎo)向定位裝置的陀螺測(cè)斜儀下入井筒，緩慢將陀螺測(cè)斜儀尾端插入支撐定位裝置的上端，確保導(dǎo)向定位裝置與支撐定位裝置的定位鍵槽座鍵穩(wěn)固，測(cè)取支撐定位體的定位鍵槽重力工具面角數(shù)據(jù)，起出陀螺測(cè)斜儀；

18、步驟5：將定位導(dǎo)向捕撈裝置連接在零相位單翼射孔槍尾端，在地面使用羅盤調(diào)整炮眼射流方位，依據(jù)陀螺測(cè)斜儀測(cè)得的支撐定位裝置定位鍵槽重力工具面角數(shù)據(jù)和光纜重力工具面角數(shù)據(jù)確定調(diào)整的射流角度，確保調(diào)整后槍串在入井與支撐定位裝置的定位鍵槽座鍵后、射孔槍炮眼方向呈135～225°背對(duì)光纜；

19、步驟6：將帶有定位導(dǎo)向捕撈裝置的零相位單翼射孔槍下入井筒中，將零相位單翼射孔槍插入支撐定位裝置的上端，確保導(dǎo)向定位裝置與支撐定位裝置的定位鍵槽座鍵穩(wěn)固，在地面通過點(diǎn)火裝置點(diǎn)火起爆零相位單翼射孔槍，起出零相位單翼射孔槍；

20、步驟7：下入磁定位裝置檢查已射孔井段深度是否準(zhǔn)確，同時(shí)使用光時(shí)域反射儀和光纖采集系統(tǒng)連接套管外敷的永置式光纜，確定光纖長(zhǎng)度、損耗是否符合完好性要求。

21、進(jìn)一步的，陀螺測(cè)斜儀與支撐定位裝置進(jìn)行對(duì)接座鍵時(shí)，需要重復(fù)不少于三次，數(shù)據(jù)偏差不超過5°，確保陀螺測(cè)斜儀與支撐定位裝置完全對(duì)鍵。

22、進(jìn)一步的，炮眼沿零相位單翼射孔槍軸向線狀排列，炮眼間相位差為0°。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

24、本發(fā)明將mot磁性定向測(cè)井工具下入套管中測(cè)量套管外光纜保護(hù)器獲取光纖重力工具面角，使用零相位單翼射孔槍結(jié)合陀螺重力定向射孔工藝實(shí)施避射作業(yè)，確保光纖在射孔過程中不受到損傷，其可靠性高，簡(jiǎn)單高效安全，能夠?qū)崿F(xiàn)定向井精準(zhǔn)避光纖射孔。

25、進(jìn)一步的，本發(fā)明通過利用重力工具面角原理和導(dǎo)向定位機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定向井避光纖射孔的方法，使用mot磁性定向測(cè)井工具、陀螺測(cè)斜儀、支撐定位裝置、導(dǎo)向定位裝置、定位導(dǎo)向捕撈組合按照特定的實(shí)施步驟進(jìn)行避光纖射孔，對(duì)光纜無(wú)特殊要求，不受射孔槍外徑、長(zhǎng)度、下井次數(shù)等因素影響，可實(shí)現(xiàn)定向井精準(zhǔn)避光纖射孔，具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將該工藝與套管外永置式光纖監(jiān)測(cè)研究相結(jié)合，在助力智慧油田建設(shè)方面具有良好的推廣前景，還可為水平井等避光纖射孔作業(yè)提供技術(shù)思路。