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复合射孔-测试联作在印尼jambi油田的发展[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）17-325-011 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。
试油作业现场有关数据的计算及技术要求一、通井、洗井通井深度=通井规+变扣接头+油管+方入+油补距洗井深度=通井深度－方入+调整短节+油管挂洗井排量=洗井水量/洗井时间(l/min)洗井液量=2倍井容＝（每米套管容积－1）/1000·洗井深度(m) 二、射孔<一>发射率计算1、常规射孔实射孔数/实布孔数×100% 低于95%补射2、传输联作总实射孔数/总实布孔数×100%=总发射率单层实射孔数/单层实布孔数X100%=单层发射率<二>深度计算1、常规电缆射孔深度(m)L=（D+△h+L1）-HD——标箍深度△h——校正值L1——零长 H——油层顶部L﹥0上提 L﹤0下放2、油管传输射孔深度计算1）一次校深L=H1+△h+L2-HL﹥0管柱向上调整，L﹤0管柱向下调整2）二次校深L=[（J-L1）+△h+L2]-HL﹥0管柱向上调整，L﹤0管柱向下调整 3、测射联作L=H1+△h+△H+L2-HL﹥0管柱向上调整，L﹤0管柱向下调整L——管柱调整值H1——校深短节下接箍深度△h——校正值△H——封隔器坐封时的下滑距L2——总零长J——套管测量记号深度L1——记号至油管短节下接箍长度三、试油求产有关数据计算<一>常规试油一般井管鞋下至油层顶界以上5－15米；水平井下至造斜点以上5－10米（d58mm管鞋）；裸眼井完成在套管鞋以上5－15m。
1、常规试油管柱深度计算：管鞋+变扣+油管+油补距=深度2、常规抽汲计量：m3每抽次抽出量﹤油管容积（3.02l或4.54l）/1000×沉没度（m）理论班产量=抽次*每次抽出量产水量=（量高-放水后高）×计量罐底面积（m2）产油量=（放水后高-底高）×计量罐底面积（m2）3、现场化验计算：1000×35.45×N·V1）、Cl-=————————V水N ——AgNO3当量浓度0.05Cl-——氯离子含量 mg/l用量 mlV ——AgNO3V水——取样水量ml3.65· N·V2）H+= ——————（现场使用盐酸时）V水H+ ——残酸浓度N ——NaOH当量浓度V ——NaOH用量 mlV水——取样水量ml<二>测试试油1、测试试油管柱深度计算：（m）工具长度+反循环+油管+管挂+油补距-方余2、加液垫高度计算H= MFE深度-（负压值×102）= MFE以上工具长度+液面以下油管长度3、加垫液量的计算垫高×油管内容积（3.02l/m或4.54l/m）4、回收高度、回收量的计算H=见液面时井内油管长度+ MFE以上工具长度V=回收高度×油管内容积5、纯回收高度的计算H=回收高度-加垫高度6、洗井深度的计算H=油补距＋油管挂＋反循环接头＋见液面后反循环接头以上油管长度7、测试器卡片有关计算平均流压=二次（流动始压+流动终压）÷2折日产=二次（流动终压-流动始压）×102×3.02÷流动时间min×1440<三>油水量计算1、累计油量计算V=抽汲（放喷）油量+洗井回收油量2、累计水量计算井筒容积＝油层底界以上套管容积－油管本体所占体积（D73mm按1升/米计算、D89mm按1.67升/米计算）洗井回收水量=井筒容积-洗井前灌井筒液量 - 回收油量累计水量＝抽出(放喷)水量+洗井回收量-油层底界以上井筒容积 - 加入量3、常规试油油水层产量折算（适合环行空间未被原油完全置换时，否则不予折算）洗井返出油量m3洗井返出油折算日产量=——————————————×1440射孔点火至洗井结束时间min实际日产油量=抽汲日产油量 + 洗井返出油折算日产量实际日产水量=抽汲日产水量 - 洗井返出油折算日产量环行空间油量＝（洗井深度－抽汲液面深度）*每米环行空间体积（l/m） <四>测液面求产1440·△H·VQ = ——————△tQ——日产液量 m3/d△H——液面上升高度 mV——每米套管容积m3/m△t——测液面时间 min四、注灰数据计算灰浆用量(m3)= （1.2－1.5）倍*0.785d2·HV·ρ1（ρ2-ρ）干灰量G=————————或G=1.465·V·(ρ2-1)（ρ1-ρ）G清水用量Q=V - ———ρ1d——井筒直径 m H――灰塞厚度 mρ1——干灰比重 3.15ρ2——灰浆比重（1.80－1.85）ρ——清水比重 1.0顶替量V1= 灰塞顶部深度×油管内容积根据现场实际经验1m3灰浆用水600l水（或0.6倍灰浆量）；1袋灰用水25l 配成灰浆40l。
油管输送射孔与地层测试器联合作业一、概述油管输送射孔（TCP）与地层测试器联合作业工艺术（以下简称联作），是将TCP器材与测试器组合在一根管柱上，一次下井可同时完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。
它能提供最真实的地层评价机会，获到动态条件下地层和流体的各种特性参数。
我国80年代后期从国外引进了该项技术，进入90年代以来，联作工艺已在我国各大油田普遍推广起来。
测试器的类型较多，因而能组成的联作管柱型式及施工方法也就很多。
目前使用最多的是Johnston的MFE地层测试器，以后又引进的常规PCT测试器、全通径PCT测试器和APR全通径测试器等，联作激发起爆方式由最初的压差启动、绳索控制起爆方式增加到旁通传压起爆方式和使用全通径测试工具的投棒起爆方式；地层测试的顺序也由从下到上逐层测试发展到既可从下到上也可从上到下进行测试。
目前，联作技术正朝大斜度井、高温高压井等特殊条件井的联作方向发展，今后新型测试器和新的联作方法必将不断出现。
二、联作工艺的优越性1、地层测试的方法及目的1）地层测试的方法地层测试又称DST，它包括钻井过程中进行的测试（又称中途测试）和射孔完井后对油气层进行的测试（又称完井测试）。
完井测试的方法有两种，一种是先进行电缆常规射孔，然后下测管柱进行测试。
另一种就是联作工艺地层测试。
2）地层测试的目的通过对取得的测试资料和回收的地层流体进行数据处理和分析就可以对测试地层进行定定量的评价。
可获得地层的温度、原始压力、平均有效渗透率、井壁平均堵塞比、测试半径、井储系数、流动系数、表皮系数、污染压降、压力衰竭和边界异常等30余项地层和流体的特性参数。
根据这些参数，我们就可以预测产油量、产气量和产水量，可以判断测试层有无开采价值，如何开采以及有无必要采取增产措施，能帮助我们及时、准确地认识新油藏，加快勘探步伐，扩大勘探成果，科学指导增产措施。
2、联作工艺的优越性（1）联作工艺的最大优越性是在负压条件下射孔后立即进行测试，因而能提供最真实的地层评价机会，而其测试方法是在压井条件下作业，会使压井液或钻井液滤液沿射孔孔道向地层深处渗入，造成对油气层的伤害。
油管输送射孔与地层测试器联合作业一、概述油管输送射孔（TCP）与地层测试器联合作业工艺术（以下简称联作），是将TCP器材与测试器组合在一根管柱上，一次下井可同时完成油管输送负压射孔和地层测试两项作业。
它能提供最真实的地层评价机会，获到动态条件下地层和流体的各种特性参数。
我国80年代后期从国外引进了该项技术，进入90年代以来，联作工艺已在我国各大油田普遍推广起来。
测试器的类型较多，因而能组成的联作管柱型式及施工方法也就很多。
目前使用最多的是Johnston的MFE地层测试器，以后又引进的常规PCT测试器、全通径PCT测试器和APR全通径测试器等，联作激发起爆方式由最初的压差启动、绳索控制起爆方式增加到旁通传压起爆方式和使用全通径测试工具的投棒起爆方式；地层测试的顺序也由从下到上逐层测试发展到既可从下到上也可从上到下进行测试。
目前，联作技术正朝大斜度井、高温高压井等特殊条件井的联作方向发展，今后新型测试器和新的联作方法必将不断出现。
二、联作工艺的优越性1、地层测试的方法及目的1）地层测试的方法地层测试又称DST，它包括钻井过程中进行的测试（又称中途测试）和射孔完井后对油气层进行的测试（又称完井测试）。
完井测试的方法有两种，一种是先进行电缆常规射孔，然后下测管柱进行测试。
另一种就是联作工艺地层测试。
2）地层测试的目的通过对取得的测试资料和回收的地层流体进行数据处理和分析就可以对测试地层进行定定量的评价。
可获得地层的温度、原始压力、平均有效渗透率、井壁平均堵塞比、测试半径、井储系数、流动系数、表皮系数、污染压降、压力衰竭和边界异常等30余项地层和流体的特性参数。
根据这些参数，我们就可以预测产油量、产气量和产水量，可以判断测试层有无开采价值，如何开采以及有无必要采取增产措施，能帮助我们及时、准确地认识新油藏，加快勘探步伐，扩大勘探成果，科学指导增产措施。
2、联作工艺的优越性（1）联作工艺的最大优越性是在负压条件下射孔后立即进行测试，因而能提供最真实的地层评价机会，而其测试方法是在压井条件下作业，会使压井液或钻井液滤液沿射孔孔道向地层深处渗入，造成对油气层的伤害。
一趟管柱分层射孔试油联作技术刘志英;王芝尧;董拥军;王书华;高文涛【摘要】In order to achieve perforation and formation testing at in multiple layers ,or to do perfora-tion and formation testing at in the same layer twice in one trip run ,a string combining layered perforation and formation testing functions has been developed .Its core idea is to add a pressure relief device ,two lev-els of shock absorbing device to the conventional perforation string ,and to change the secondary initiation method from conventional mechanical ignition to electric initiation .In addition ,the combined operation mode with perforating string connected inseries and APR full size tester was adopted .The pressure relief device and shock absorbing device in perforating string has solved the problem perforation at the exit of detonation pressure and strong vibration impact to secondary blasting gun string device and electric initia-tiong ensures blast reliabilitying .The application of the combined string in 3 wells was successful ,with per-forating emission rate of 100% ,and testing results were consistent with well logging interpretation ,then reservoir was brought into production .The application showed this technology with simplified downhole tools and wellhead unit ,could make field operation easier ,and lower the cost of downhole operation and perforation by 27% ;enhance the accuracy of layered formation test and shorten the testing cycle ,and im-prove success rate of formation testing by 37% .%为了实现一趟管柱对多个层位分别进行移位射孔、试油，或利用一趟管柱对同一层位进行二次射孔、试油，研究试验了一趟管柱分层射孔试油联作技术。
完井测试是指利用带有测试工具的管柱，在射孔后井筒中获取地层流体以及测试资料，并对流体和测试资料进行数据分析后，对油层进行定性或定量评价的一种方法。
能够通过测试获得的各项地层和流体参数预测油气井的产液量（包括产油量、产气量和产水量），帮助人们判断测试层有无开采价值或者如何采取科学的方法进行开采以及需要采取怎样的措施以提高油气井的产量[1]。
但是，完井测试作业一般是在射孔后重新下管柱进行的，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。
通源石油：射孔测试联作是将射孔器与测试工具联接成管柱，一次下井同时完成射孔和测试两项作业的一项工艺技术。
采用射孔测试联作，不仅能够降低作业成本和作业风险，而且避免了射孔后再次压井下管柱对地层造成的二次污染，提高油井录取资料的准确性，使油井开发评价更具有真实性[1]。
目前，射孔测试联作工艺技术在国内内陆和海上油田已经得到广泛应用，形成了一整套的测试工具、作业规范和数据处理方法，技术成熟。
而对于复合射孔，由于射孔的同时伴随火药爆燃所产生的高温高压气体的冲击作用，会对测试管柱（包括封隔器和测试仪器）造成损伤，因此，长期以来，复合射孔一直未能实现与测试联作，特别是在当今复合射孔技术在油气田开发上已经得到了广泛的应用，年作业量占到总射孔量的30%以上，研究开发复合射孔与测试联作工艺技术显得尤为重要。
通源石油：复合射孔与测试联作工艺技术是利用现有成熟的复合射孔产品技术以及地层测试技术，将两项技术有机地结合起来，一次下井作业，实现射孔压裂后无需起管柱，直接进行测试的一项新工艺技术。
本文通过对复合射孔井筒压力分布规律的理论和试验研究，设计开发了一套能够有效衰减井筒轴向压力和径向震动的组合工具，经现场应用，该套工具能够有效保护封隔器和测试仪器不受损伤，测试仪器工作正常，解决了长期以来复合射孔与测试未能实现联作的问题。
该工艺技术的突破，不仅使作业成本得到大幅度的降低，同时也降低了作业风险，对提高油井录取资料的准确度以及油井开发评价的真实性起到积极的作用。
通源石油动态高压对测试管柱的影响分析1.1 动态高压对测试工具的影响复合射孔动态高压对测试管柱的冲击影响主要表现在以下两个方面：通源石油：（1）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。
通源石油：（2）动态高压在井液中形成沿井筒内轴向传播的强冲击波，波后则会形成毫秒级的（几毫秒到几十毫秒）准静态高压[2]，强冲击波和准静态高压直接作用于封隔器，当超过封隔器的许用压力值时，可能造成封隔器失效或损坏。
1.2 动态高压在井筒中的分布规律通源石油：（1）动态高压在井筒环空中的初始压力复合射孔在射孔段附近区域形成的p—t曲线形态见图1。
该曲线是利用井下p—t测试仪在某油田一口井复合射孔作业时实测所得，射孔器为通源公司F127－16DP38复合射孔器，射孔段长为15.2m。
曲线形态表征了复合射孔器爆燃压力在井液中形成的压力峰值大小、压力上升速度以及压力的自然衰减规律。
对于不同的复合射孔器和不同的井筒条件，其压力峰值、压力持续时间都有所差异，但其压力的生成以及压力的自然衰减规律都是一样的[2]。
一般情况下，复合射孔产生的动态高压在井液中形成的初始压力峰值一般在50MPa～100MPa以内，有效压力作用时间在8ms～20ms左右。
公式（2）表征了复合射孔动态高压在射孔段附近0.82m处峰值压力为100MPa时沿井筒轴向距离R的自然衰减规律。
从图2可以直观地看出，当压力传播超过200m远时的压力峰值仍高于40MPa，在射孔段附近几十米的范围压力会更高，所以使用封隔器和测试仪器就会有问题，必须设计一组能够起到吸能减震作用的工具，使冲击波在距射孔段以上几十米内能够迅速衰减到封隔器许用压力以下。
通源石油：对测试管柱安全性要求2.1 对测试管柱安全性要求通源石油：（1）测试管柱中的封隔器在整个作业过程中，能够可靠座封和解封，满足测试状态要求，管串起下顺利。
通源石油：（2）射孔压裂后联接在管柱上的测试仪器（敏感压力计系统，管串密封系统等）在井下能够正常工作。
通源石油：（3）联接在管柱上的其它井下工具工作正常。
2.2 减震吸能工具设计2.2.1对工具的设计要求（1）能将复合射孔产生的动态高压气体封闭在射孔段内通过吸能装置大幅度衰减，使压力传播到达封隔器时，压力峰值能够衰减到测试仪器和封隔器以及下部桥塞的允许耐压指标。
（2）通过工具后能够大幅度衰减射孔枪串的轴向和径向的冲击震动（即应力波），以防止冲击震动引起管柱、仪器和封隔器的损坏。
2.2.2工具设计设计开发了由伸缩式缓冲器、径向减震器和纵向减震器等组成的一组减震吸能工具。
通源石油：（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。
通源石油：（2）径向减震器径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。
通源石油：（3）纵向减震工具纵向液压减震器，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。
以上三种工具的组合使用，可在射孔段以上30m以内抑制复合射孔动态高压在井筒轴向的传播，保证封隔器和测试仪的正常工作。
2.3减震吸能效果理论分析通过数值模拟分析，证明该套组合工具具有明显的减震吸能效果。
通源石油：（1）井液中冲击波的削波效果井液中冲击波的削波效果见图6。
初始冲击波压力峰值经过保护装置之后，85MPa的峰值经过了半个阻尼装置，压力就削减到50MPa；完全经过装置之后，压力峰值削减到7.8MPa，阻尼削波效果达到94.2％。
该缓冲阻尼装置的削波效果非常显著。
通源石油：（2）管串中应力波的缓冲减震效果管串中应力波的缓冲减震效果见图7。
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。
通源石油：复合射孔与测试联作工艺技术应用情况应用情况2007年首次在中海油渤海钻井平台的一口井成功实施了复合射孔与测试联作，射孔器采用通源F178-40DP28复合射孔器，射孔段长为16m。
表2为中海油渤海钻井平台的一口井复合射孔测试作业日报表。
2007～2008年间曾先后在青海、渤海和新疆等油田进行了10余口井的复合射孔与测试联作，均取得了成功。
结论（1）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；（2）系统工具设计合理，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。
伸缩式缓冲器、径向减震器和纵向减震器三者可通过不同的数量和不同的串联形式任意组合使用，确保测试管柱的安全性，各项工具能够重复使用；（3）该工艺技术的研究成功，解决了长期以来复合射孔与地层测试未能实现联作的问题，填补了在油井射孔联作工艺方面的一项空白。
相信在以后的实际应用中，通过技术的不断改进，在促进油气井测试水平的同时，也会产生巨大的经济效益。
射孔技术测井二分公司主要内容第一部分射孔工艺技术第二部分射孔对产能的影响第三部分射孔工艺及器材优化设计第一部分射孔工艺技术射孔工艺技术▼前言▼双复射孔及深穿透射孔技术▼大孔径、高孔密射孔技术▼负压射孔技术▼侧钻井射孔技术前言射孔在油田勘探开发中的作用射孔是目前主要的完井方法之一。
其目的是射穿套管、水泥环和地层内一定的深度，建立井筒与目的层之间的通道，进行试油或求产。
射孔是通过射孔弹的聚能原理来完成的,射孔弹被引爆后产生高温高压金属射流挤压套管、水泥环和地层,当射流压力超过地层岩石的屈服强度,就会在地层内形成孔道。
射孔作为石油勘探开发中的重要环节，被原石油部部长康世恩形象地称为石油勘探开发的“临门一脚”。
射孔技术发展情况-----射孔技术在胜利油田历经40多年的发展，由最初的粗放型发展向着多品种、多系列、高技术的方向发展，射孔功能也由单纯打开油气层向油气改造、合理开采的方向发展。
作为射孔工艺技术中的关键器材----射孔弹，也由从最早的仿苏58-65弹、57-103弹、文胜Ⅰ、文胜Ⅱ无枪身弹发展到目前广泛应用的51、60型、63型、68型、73型、89型、102型、108型、114型、127型、140型射孔弹。
特别是自20世纪90年代开始，胜利测井公司进行了水平井定向射孔技术、复合射孔技术、大孔径防砂等射孔新技术的研究，取得了丰硕的成果并成功应用于实际生产，取得了良好的效果。
下面就对近年来应用的射孔新技术进行介绍。
电缆输送射孔技术电缆输送射孔（WRP）就是用电缆将有枪身或无枪身射孔器通过套管或油管内输送至井下，用射孔深度控制技术进行定位，对准目的层，地面仪器向射孔器起爆装置供电，引爆射孔器，射穿套管、水泥环、目的层，建立油气水流通通道的一种射孔工艺。
电缆输送射孔井下系统结构电缆输送有枪身射孔井下系统由射孔马笼头、磁定位、连接器、电雷管、射孔弹、导爆索、射孔枪、弹架、枪头、枪尾、密封件组成，其中爆炸物品封装在密闭耐压的射孔枪内。
无枪身射孔器的射孔弹装在一个用金属（或塑料）材料制成的密封式弹壳内，然后固定在特制的钢架（钢筋或钢板）上。
金属弹壳承受井液压力。
射孔测试联作技术油气井常用火工品火工品是爆破器材中起爆、传爆、点火及传火的爆炸元件及其组合件的总称。
★油气井用火工品按耐热性能分类普通型：耐温120℃48h （黑索金RDX）高温型：耐温160℃48h （奥克托金HMX）超高温型：耐温200℃48h （六硝基芪HNS、皮威克斯PYX ）★聚能射孔弹聚能射孔弹是根据聚能效应原理设计的。
