射孔新技术

国内外射孔新技术与发展趋势摘要：射孔技术作为完井工程的重要组成部分和试油技术的主要环节，是利用高能炸药爆炸形成射流射穿油气井管壁、水泥环和部分地层，建立油气层和井筒之间油气流通道的一种技术。

关键词：射孔新技术；射孔器；射孔基本原理；射孔枪全球经济的不断发展，石油日趋成为我们日常生活生产、经济发展中所必不可少的能源，对石油需求量的日益增加也就成为必然。

因此，加强对油田的探勘和开发就显得尤为重要。

其中，射孔技术是油田探勘和开发的重要环节。

随着科学技术的不断发展，射孔技术也得到了前所未有的发展和跨越。

1 射孔工艺技术的发展1.1射孔弹向深穿透、超深穿透系列发展油田开发初期主要使用有枪身的57-103射孔弹和无枪身的文胜二型射孔弹两种射孔弹。

1980-1983年基本上使用57-103、4S-4、WS-600三种射孔弹作业，1984-1989年，普遍使用73弹和51型过油管射孔。

九十年代初，油田引进了89型深穿透射孔弹，穿透深度较深，一般可达到300mm～400mm，在一定程度上提高了油井的开采能力，在卞扬会战的后期充分发挥了深穿透的威力，很快取代了73型射孔弹。

随即相继开发应用了以102型、127型为主的深穿透射孔技术，1999年又引进了超深穿透1米弹，在老区挖潜和新区勘探开发中充分发挥了作用。

1.2射孔方式由单一化向多样化发展油田射孔施工方式由会战初期单一的电缆传输射孔向油管传输射孔（TCP）为代表的多种方式发展。

电缆传输射孔工艺以其施工简便，速度较快，投入较少，经济实用等优点在油田射孔中得到普遍应用。

因此油田于1987年引进安全可靠、施工成功率高、适应性强的油管传输射孔技术，1993年11月又引进实现负压、射孔、测试、防污染四位一体，安全、快速射孔的射孔—测试联作射孔技术。

后来又引进高能复合射孔技术、水平井射孔技术，另外对小井眼射孔技术进行了研发。

1.3射孔深度定位向更简捷、更高效化发展以往射孔深度定位我们主要采用自然伽玛与同位素定位法、放磁并测定位法、电缆标记法。

油井射孔技术的现状与展望1概述射孔作业是石油钻井行业的关键环节之一，经过理论和现场实践验证，射孔作业在提高油气井的油气产量方面发挥着重要作用。

目前，国内外的射孔技术一般可分为以下几类：1.1以提高油气产能为重点的高效射孔，如聚能射孔、复合射孔等。

该类射孔技术重点关注如何高效打通地下油气通道，从而提高油井产能，该类射孔技术目前正朝着大爆量、超深穿透、多级火药、气体压裂增效的方向发展；1.2以保护储层、提高射孔完井效果为重点的射孔技术，主要包括负压射孔、动态负压射孔、超正压射孔和定向射孔；1.3以提高作业效率为重点的一体化作业流程，包括以提高测试结果可靠性为目的射孔与测试结合、射孔与酸化结合、射孔与压裂结合；1.4以提高作业安全和效率为目标的作业流程，包括管柱安全设计、作业优化设计、智能导向射孔、射孔监测诊断。

射孔技术的开发及相应的作业工艺改变了原有的单纯通过射孔打开套管的采收方式，为油田高效开发增添了新的技术途径。

2射孔技术现状2.1深穿透聚能射孔最初采用子弹射孔法穿透套管和水泥环，连接目标区和套管。

但是，子弹可以穿透的深度非常有限，经常不能形成有效的弹孔。

从业者通过借鉴反装甲武器的穿透能力，发明了深穿透聚能射孔技术。

这种射孔技术具有莫霍普特效应，具有良好的破岩能力，可以显著提高射孔深度。

近年来，随着非常规油气资源的深入开发，对射孔的要求越来越高，世界各国的油服企业均加大了深穿透聚能射孔技术的研究攻关力度，射孔的平均穿透深度也得到了大幅增加。

最具代表性的型号是美国GEO Dynamics公司研制的4039RaZor HMX射孔弹，对混凝土目标的平均穿透深度可达1600mm左右；美国Owen研发的射孔弹，对混凝土目标的平均穿透深度可达1340mm 左右。

四川射孔药厂研制的SDP48HMX39-1射孔药对混凝土靶材的平均穿透深度达到1540mm左右，大庆射孔弹厂研制的射孔弹对混凝土靶材的平均穿透深度达到1350mm左右，国内相关厂家的产品性能已经接近国际先进水平。

0前言在钻井、完井、增产措施、生产和注入等各个作业过程中，由于入井液体中固相的侵入或生产、注入等引起的地层内微粒的运移、物质沉淀等多种原因，进行油田生产的油气水井的近井地带都存在不同程度的地层伤害。

水力深穿透射孔技术利用高压水射流钻孔的方式形成清洁孔道，借助对喷管、喷嘴的送进实现深穿透，孔深能达到2m，孔径能达到20mm 以上，孔道的流通能力能为常规射孔的10-20倍。

通过近20年来相关研究人员和现场作业人员的研究和应用表明，水力深穿透射孔对于油田增产增注、低渗透油田近井地带改造具有重要的意义。

1水力深穿透射孔技术的国外发展情况国外早在20世纪40年代已应用水力喷射技术进行油水井射孔，最早的水力射孔主要以喷嘴固定和套管对称割缝等形式来实现，它们都有一个共同的缺点：喷嘴在井下不能径向移动延伸，射出的孔眼径向距离短，孔道尺寸形状不规则，对油井套管和固井水泥环都有不同程度的伤害，射孔达不到预期增产增注的目的和效果。

该技术在十多年的发展过程中，进行了多次技术升级和产品更新换代，但其模式主要为两种：①套管冲孔+高压水力喷射切割岩石射孔；②套管钻孔开窗+水力地层径向钻孔射孔。

这两种模式在作业的过程中都是利用油管传输动力液，在地面控制压力的变化，进而控制井下射孔工具的动作，从而实现深穿透射孔的目标。

2水力深穿透射孔新技术2.1PeneDRILLPeneDRILL 钻进式射孔系统由Penetrators Canada Inc.（加拿大射孔器有限公司）开发，并已获得专利。

Penedrill 工具在加拿大、美国和阿曼等国家的油田现场已经应用了数百口井，见到了良好的油井增产和水井增注效果，平均增产增注1～3倍，最高可达10倍以上，尤其在致密的低渗透油藏应用效果更好。

该工具由油管输送下入井中，首先在套管上钻一个26mm 的孔，然后再向地层钻一个直径17mm、长2m 的孔。

钻一个孔需要10～20分钟的时间，一次下井可以钻多个孔，钻孔的数量由井深、岩性、流体类型决定，一般情况下每次下井可钻4～8个孔。

2021.09科学技术创新新型射孔技术的改进和对比试验冯大龙(中海石油(中国)有限公司上海分公司,上海200000)1概述后效射孔技术是对常规射孔技术的改进,旨在解决常规射孔存在的诸多问题,如破除射孔压实带,恢复改善原始地层渗透性;射孔孔道前端裂缝完全释放,造缝性良好,增加油气渗流面积;孔道内做功,能量分布均匀,安全可靠对井筒环境无影响;对孔道内冲刷充分,孔道更加清洁;非爆物品易于运输。

该技术核心理念是云雾爆轰,一次点火,分仓作功。

作用原理是,通过电缆或油管传输方式随射孔枪送至射孔层段,起爆后聚能射孔弹炸药首先以微妙级的时间在井筒与地层之间形成射孔孔道,与此同时金属射流产生强大的涡流场引力,将后效体曳入至射孔孔道内,在局部热作用下,后效体微粒被云雾离子化,瞬间释放出具有一定质量的动能波与应力波,推动物质运动,到达孔道末端的应力波与后进入孔道的应力波相互作用碰撞,产生各个方向的作用应力,以微秒量级瞬间作用于孔道内,造成微裂隙,解除孔道周围常规射孔弹造成的污染压实带,同时孔道末端能量释放产生大量微裂缝,从而有效地改善了油气层的渗透性和导流能力,降低油气流阻力,使油气井得到大幅度增产。

2后效体实验开展了针对东海油田致密油气田开发的硬地层射孔弹与后效射孔技术的配伍性验证实验,实验分别进行了89枪型后效硬地层穿靶和127枪型后效硬地层穿靶测试。

2.189型超强靶射孔器混凝土靶实验H S36H M X 30-1型硬地层射孔弹装配3.5i n 射孔枪、5.5i n 套管29ppf 、套管钢级N 80,射孔枪相位4相位、孔密5s pf 、射孔枪在套管中居中放置。

实验用超强混凝土靶的直径为79i n ,混凝土靶样块抗压强度为12000ps i ,靶龄为111天,实验前持续零度以下超过45天。

实验采用1-5发加装后效体,附1-8发同样条件不加装后效体,9-16发不加装后效体(采用海洋油田常规孔密双面固定的较小炸高模式)。

石油工程中的油井射孔技术资料石油工程中的油井射孔技术石油工程是利用各种技术手段从地下储层开采石油的过程。

而射孔技术则是石油工程中非常重要的一项技术，它能够有效地增加油井的产能和提高采收率。

本文将对石油工程中的油井射孔技术进行详细的介绍和解析。

一、油井射孔技术的概述油井射孔技术是在油井完井后利用特殊的射孔工具在油井套管和地层之间打通一定尺度的孔眼，以实现高效的油气生产或水的注入。

射孔技术可以用于新钻井、旧井维修和改造等操作中。

通过射孔，可以增加油井与油藏的有效接触面积，改善油井产能，提高油井的采收率。

二、射孔技术的分类射孔技术根据不同的分类标准可以分为多种类型，主要包括“火药射孔”、“射孔弹”、“液体射孔”等。

1. 火药射孔：这是一种古老的射孔方法，通过引爆火药炸药使射孔器在油井套管内爆炸，形成孔眼。

火药射孔技术存在较大的安全隐患，因此在现代石油工程中已经较少采用。

2. 射孔弹：射孔弹是一种利用压力释放原理进行射孔的装置。

它通过射孔弹器在套管内形成高压区域，当射孔器受到压力时，内部物质将瞬间释放，产生足够的冲击力以形成孔眼。

3. 液体射孔：液体射孔技术是指利用高压液体射入套管，使套管在地层中形成孔眼。

这种技术可以在射孔孔道中形成较大的动能，有效提高射孔效果。

三、射孔技术的操作流程射孔技术的操作流程一般包括井下准备、射孔方案设计、射孔施工和射孔质量评价等环节。

1. 井下准备：在进行射孔前，需要进行井下设备的准备工作，包括检查井下设备状态，准备射孔工具等。

确保井下设备运行正常，为射孔施工奠定基础。

2. 射孔方案设计：根据不同的井型和需求，制定合理的射孔方案。

射孔方案设计包括确定射孔区域、射孔密度和射孔深度等参数，以确保射孔施工的准确性和有效性。

3. 射孔施工：按照射孔方案进行实际施工。

根据具体情况选择适当的射孔工具，并进行井下操作。

射孔施工需要注意安全、准确和高效。

4. 射孔质量评价：射孔施工完成后，需要进行射孔质量的评价。

定方位射孔技术研究及应用定方位射孔技术是一种利用激光或其他方法精确控制钻孔位置和方位的技术，主要应用于石油工业的井筒射孔、煤矿工业的煤层采煤等领域。

它可以在不引起环境污染和破坏周围岩体的情况下，进行高效的穿透和破碎作业，提高工作效率和资源利用率。

以下将对定方位射孔技术的研究和应用进行探讨。

首先，我国在定方位射孔技术方面已经取得了一系列的创新成果。

例如，新开发的激光定方位射孔技术可以实现高精度控制钻孔位置和方位，提高钻孔质量和作业效率。

此外，还有基于雷达测距原理的定向穿透技术，可以实现在煤炭等非金属岩石中进行精确的定向穿透，降低工作难度和安全风险。

这些创新成果的应用，不仅提高了石油和煤矿等行业的生产效率，还为我国工程技术的发展提供了实用的解决方案。

其次，定方位射孔技术的应用领域很广泛。

在石油工业中，井筒射孔可以提高油井的产能，增加油气的产出量。

采用定方位射孔技术可以有针对性地对井筒进行射孔，提高射孔质量，增加产油层的开采效果。

在煤矿工业中，定方位射孔技术可以应用于煤层采煤。

由于煤层的倾角、厚度和粘结性各不相同，传统的采煤方法存在效率低、资源浪费等问题。

定方位射孔技术可以准确控制钻孔方向和位置，提高煤层的开采率和矿石的利用率。

此外，定方位射孔技术还可以应用于建筑工程、地质勘探和水利工程等领域，提高工程施工的效率和质量。

定方位射孔技术的研究还存在一些挑战和问题。

首先，射孔的精度要求高，技术难度大。

在进行精细控制和定向穿透时，要克服大地环境的影响和随机因素的干扰，确保射孔方向和位置的准确性。

其次，射孔时存在强烈的震动和噪音，容易导致周围环境的破坏和危害，需要采取措施减少对环境的影响。

另外，定方位射孔技术的自动化程度还有待提高，只有加强自动化控制和数据处理，才能更好地实现定位和方位控制的精确性。

综上所述，定方位射孔技术在石油工业和煤矿工业等领域具有重要的应用价值。

我国在定方位射孔技术方面已经取得了一系列的研究成果，这些成果的应用不仅提高了生产效率，还为其他工程领域提供了实用的解决方案。

国外射孔技术介绍陈锋2013年9月利用机械、化学或者其它能量打开套管、水泥环和地层，沟通油、气流通道的井下作业称为射孔。

射孔的最终目的是为产层与井筒之间建立可靠、有效的通道，从而获得最大的产出、注入效果。

射孔是目前使用最广泛的完井方法,射孔建立起井筒与目的层之间的油气通道,被誉为油气勘探开发过程中的“临门一脚”。

射孔作为一种完井方式，创造油气流动通道——为生产而射孔 射孔为提高油气井的完善程度，实现油气增产——为增产而射孔 射孔越来越多作为油气储层改造前重要环节——为改造而射孔射孔完井是目前国内外使用最广泛的完井方法，射孔工艺技术已经在：油气资源的发现、提高低渗透储量的采收率、难采储量的动用程度、新旧井的增产水平、降低成本增强效益，都显示出越来越重要的作用。

油气井射孔148年历史第一阶段（1865-1947年）——射孔发展的混沌时期1）“炸药爆炸式射孔”，即采用锡爆炸器引爆在井底填充的炸药；2）“单刀套管锯”，即刀片在套管上开孔。

1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔，机械切孔器用钻杆下井，然后打开切刀，当切刀绕销钉旋转时，靠钻杆的上提力切入套管壁。

这种穿孔法速度慢、成本高，水泥环超过25mm 厚时效果不佳。

机械切割射孔器1926年，SidMine首先发明了子弹射孔方法，美国兰威尔公司（现在西方阿特拉斯公司）获得专利。

于 1932年首次用于油井套管射孔，在美国加利福尼亚州洛杉矶MONTEBELLO 油田一口800m 深的井，用了8天时间，下井11次，共发射80枚子弹。

该射孔方法比机械切孔方法进一步，广泛使用了二十多年，目前国外仍有应用。

子弹射孔器第二阶段（1948-1980年）——以聚能射孔为主要特征的发展阶段1）1948年美国Welex公司开发出最早的聚能射孔器并用于油井射孔中；2）1960年以来，伴随着聚能射孔的发展，国际上在“深穿透高孔密”方针指导下，迅速在器材、工艺、测试方法等方面取得了长足进展；3）1970年由美国学者首先提出将负压与射孔相结合，经过十年的努力，直到1980年才使负压射孔在世界各国得到完善推广。

随着我国石油化工行业的不断发展，对于工程技术的需求也在不断提高。

为了满足市场需求，推动行业进步，石化工程施工领域不断涌现出一系列新技术。

以下是一些近年来在石化工程施工中应用较为广泛的新技术：一、多级射孔工艺多级射孔工艺是针对油气田开发过程中，为提高单井产量而研发的一项新技术。

该技术通过在油层中射出多个孔眼，实现油气资源的充分释放。

中石化江汉工程测录井公司近期发展了这一特色新技术，通过组建专业施工队伍，实现了多级射孔工艺的规模化发展。

目前，该技术已实现完全国产化，并获得多项国家专利和软件著作权，达到国际领先水平。

二、全过程套管钻井技术全过程套管钻井技术是一种将钻进与下套管作业二合一的钻井技术，可有效降低复杂事故发生概率，提高钻井施工安全系数。

中国石化胜利石油工程公司渤海钻井40619队成功采用该技术施工斜井，刷新了该技术施工的纪录。

该技术由高级专家吴仲华带领团队研发，成功研制了可钻式钻头和超级钻头，为我国老油田焕发新活力提供了有力支持。

三、水平井大规模缝网压裂技术针对川渝天然气基地深层致密砂岩气藏，中国石化勘探分公司创新形成了水平井大规模缝网压裂施工思路。

该技术实行“一段一策”技术管理，攻关形成了新的压裂技术，大幅提升了测试产能。

元坝气田作为全球首个超深高含硫生物礁大气田，累产气超300亿立方米，累计减排二氧化碳当量4000万吨。

该技术的成功应用，为保障我国能源安全提供了有力保障。

四、超深高温高效定向技术和超深大位移技术中国石化深地一号跃进3-3XC井在塔里木盆地获得油气突破，刷新了亚洲陆上最深井纪录。

该井采用超深高温高效定向技术和超深大位移技术，使钻头能在7200米深的地下准确找到油气，并实现水平井由短距离到长距离、由长周期到短周期的跨越。

这一技术的成功应用，为我国深层、超深层油气资源勘探开发提供了重要技术和装备储备。

五、工程设计与施工新技术郑州国际会展中心工程在设计、施工和管理等多方面采用了新工艺、新材料、新技术，攻克了许多难题。

射孔新技术在川西致密气藏勘探开发中的应用秦建军徐勇（中石化西南石油局测井公司）摘要针对川西坳陷碎屑岩领域天然气储层普遍具有岩性致密、非均质性强、地层破裂压力高的特点，开展的复合射孔、超正压酸化压裂射孔以及定方位射孔等射孔新技术，突破了常规聚能射孔的局限性，有效降低了地层破裂压力和射孔作业对地层带来的压实损害，改善了近井地层的渗流条件，提高了射孔井的油气产能。

本文结合川西致密气藏的工程地质特点，阐述上述几种射孔新技术的原理，并对其在川西致密气藏勘探开发中应用情况进行了分析。

关键词：复合射孔超正压射孔定方位射孔天然气藏应用0 前言四川盆地西部陆相碎屑岩地层主要由第四系、白垩系、侏罗系和三叠系组成，主要储集层集中分布在侏罗系和三叠系，纵向上从500余米至6000余米的深度内均有天然气层分布，横向上在面积约42000km2的范围内，致密碎屑岩气藏星罗棋布。

地层岩性致密化程度由浅至深一般呈现出常规、准致密、致密和超致密的趋势，平均孔隙度从大于10％逐渐下降到小于5％，平均渗透率从大于1％降低至小于0.1％。

地层一般呈现高异常压力，地压系数在1.2～2.0左右，平均地层破裂压力梯度2～3MPa/100m左右,中至深层裂缝控气作用渐趋增强，单井自然产能低，射孔压裂投产是气井主要投产方式。

在川西致密气藏的长期勘探开发中，常规聚能射孔发挥了重要作用，随着技术的不断发展，射孔弹打靶深度已达1080mm,地层条件下射孔穿深达到700mm左右，能够穿过污染带进入地层，形成地层和井筒之间的有效渗流通道，在中浅层天然气勘探开发中取得良好效果。

但聚能射孔器也有局限性，一是容易对地层造成压实污染，由于聚能射孔弹的挤压成孔作用在射孔孔道周围形成一个压实区域，区域平均厚度1.2～1.3cm，孔隙度下降13～22％，渗透率下降72～78％，可见射孔压实带的形成，增大了地层流体流向孔眼的流动阻力，从而降低了油气井的产能，而且随着射孔弹药量的增加压实伤害加重。

射孔螺旋布孔方式射孔螺旋布孔方式是一种在地下注水井中应用的技术，用于增强油井的产能。

本文将详细介绍射孔螺旋布孔方式的原理和应用。

射孔螺旋布孔方式是一种通过旋转射孔工具在油井套管壁上制造孔洞的技术。

这种方式可以将射孔孔洞均匀地分布在套管周围，从而增加了井壁与油层的接触面积，提高了油井的产能。

射孔螺旋布孔方式的原理是利用旋转射孔工具在套管内部进行旋转运动，并将锐利的射孔刀具推入套管壁，形成孔洞。

这种方式可以有效地控制射孔深度和孔洞的分布密度，从而实现对油井产能的精确调控。

射孔螺旋布孔方式的应用非常广泛。

首先，它可以用于增强油井的产能。

通过布置更多的射孔孔洞，可以增加井壁与油层的接触面积，提高油井的生产能力。

其次，射孔螺旋布孔方式也可以用于改善油井的注水效果。

通过在注水井中布置射孔孔洞，可以增加注水井与油井之间的水流通道，提高注水效果，促进油藏的开发和改造。

此外，射孔螺旋布孔方式还可以用于油井的修井作业。

通过在油井中制造新的射孔孔洞，可以修复因堵塞或损坏而导致的油井产能下降问题，恢复油井的正常生产。

射孔螺旋布孔方式相比传统的射孔方式具有很多优势。

首先，它可以实现孔洞的均匀分布，避免了传统射孔方式中容易出现的孔洞堆积或稀疏的问题。

其次，射孔螺旋布孔方式可以精确控制射孔深度，避免了过深或过浅的射孔现象。

此外，射孔螺旋布孔方式还可以实现对射孔孔洞的数量和间距的精确调控，以适应不同油井的需求。

最重要的是，射孔螺旋布孔方式可以减少射孔过程中的振动和冲击，降低了对井壁的损伤，延长了井筒的使用寿命。

射孔螺旋布孔方式的实施过程需要经过详细的规划和设计。

首先，需要确定射孔孔洞的数量和分布密度。

这取决于油井的具体情况和需要。

然后，需要选择合适的射孔工具和射孔参数，以确保射孔孔洞的质量和精度。

最后，需要进行射孔施工和质量控制，确保射孔孔洞的位置和深度符合设计要求。

射孔螺旋布孔方式是一种应用广泛的油井增产技术。

通过布置更多的射孔孔洞，可以增加井壁与油层的接触面积，提高油井的产能。