探讨射孔工艺技术现状及发展趋势
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇探讨射孔工艺技术现状及发展趋势范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：增效射孔是国内外油田勘探开发普遍使用的一种完井方式。经过10几年的发展，已经逐渐趋于完善。大量的理论和实践表明，增效射孔对高质量打开油气层，提高油气井产能有重要影响。文主要介绍了石油射孔技术的发展现状，并分析了几种增效射孔技术的优缺点。各种复合射孔技术得到了广泛的应用，但在实际操作中仍然存在不少问题，通过分析我国增效射孔技术与先进水平的差距，提出了增效射孔技术今后发展方向的一些建议，实现油气井较大幅度和较长周期的增产目的。
前言：油气井射孔是石油勘探与开发中的一项关键技术，也是油气井完井作业系统工程之一。迄今为止，射孔完井技术的发展经历了准确打开油气层，保护油气层和进一步解放油气层的三个阶段。在解放油气层的过程中，有很多复杂的情况制约的产油量，为提高油产量，世界各国都在寻找新的射孔技术来代替传统的常规射孔技术，于是多种复合射孔技术应运而生。复合射孔技术是将射孔与高能气体压裂合二为一，实现射孔和高能气体压裂一次下井作业，可提高射孔效率、压裂效率和油气井产能，是射孔技术的重要进步。
1. 复合射孔技术的存在的问题
目前虽然各种复合射孔技术得到了广泛的应用，但在实际操作中仍然存在不少问题，尤其在国内主要的问题和难点有药剂的安全性问题、能量的释放问题、检测手段不完善和理论不健全等，这些与国际上仍存在不小的差距。
高能复合射孔器应用的压裂药均是从各种发射药发展起来的，发射药的通用成分之一是硝化棉冲击波感度很高，在冲击波作用下易发生爆炸。由于枪内装添药量较多，一旦爆炸，将会引起枪身碎裂，造成枪身掉卡或油层套管破坏等重大事故。
射孔枪的枪身材料，能否经受得射孔和火药燃烧产生的高压是保证井下作业是否安全的问题，因此枪身强度至关重要。为了保证作业安全可靠除了通过计算选择合适强度的枪身管材外还必须在地面进行强度试验。为了更好的保护枪身，有的在枪身上预制通孔（泄压孔），再用垫片封堵，这种办法虽然能起到保护枪身的作用，但是对封堵工艺要求较高，存在封堵不严或在运输过程中垫片脱落的问题。现在大多是采用在枪身上预制成倍于射孔孔密的盲孔，只要盲孔厚度能够满足枪体承压的要求就可。但是盲孔的存在势必减弱枪身的承压能力。
2. 复合射孔技术的研究现状
2.1 一体式复合射孔技术
一体式复合射孔技术是为克服分体式复合射孔技术存在的缺点而开发的新型复合射孔技术。它将射孔弹与火药有机地组合在同一枪体内，当射孔弹引爆后点燃火药，在很短的时间内产生很高的气体压力，这些高压气体通过射孔孔眼对地层进行高速加载，对近井地带造缝、解除地层堵塞，从而提高地层的导流能力，达到增产、增注的目的。由于火药和射孔弹同时放置于射孔枪内，为避免火药燃烧时枪体内压力上升过快，造成炸枪的现象发生，一方面使用低燃速火药，另一方面使用特种射孔枪。射孔枪具备如下特点：枪体耐压高，枪身材料通常选用32CrMnSiA或32CrMo4优质合金钢；每发射孔弹后面枪体上加工有泄压孔，泄压孔通常采用台阶孔，使用钢芯胶垫密封，其密封可靠、结构合理、当射孔弹爆炸后泄压孔全部打开起泄压作用。其优点是火药装药与射孔段在同一层位，火药产生的高压气体正对射孔孔道做功，效率高、作业效果好。不足之处是装药量少，产气量较低，使用带泄压孔的特殊射孔枪，偶尔发生炸枪事故。
2.2 外套式复合射孔技术
外套式复合射孔器是将压裂火药制成套筒状，套在射孔枪的外部，在射孔枪点火射孔之后（微秒级），射孔弹爆炸产生的高温高压射流将压裂火药套筒点燃，燃烧产生大量高温高压气体沿射孔孔眼进入地层。优点是火药产生的气体正对地层，不受泄压孔道的限制，效果良好；缺点是套管内空间有限，有些枪型无法使用；对火药的加工、力学和安定安全性能要求较高，保证井下不变形，施工略显复杂。应用数量有限。
2.3 分体式复合射孔技术
该技术是根据井下不同的地质条件，在射孔枪的两端，选择加装高能气体发生器，首先引爆射孔器射孔，然后点燃火药，实现先射孔后压裂的目的。其技术特点是施工过程中火药的装药量调整范围较大，可实现较长时间的高能气体压裂的目的，不会因装药量大导致炸枪，可使用常规射孔枪。缺点是由于火药装药与射孔段不在同一层，气体利用效率较低，施工时管柱上串易造成事故。
3. 射孔技术的发展方向
3.1 机理研究
目前机理研究水平与工艺发展速度相比明显滞后，在一定程度上影响了使用的有效性。随着对增效射孔认识的逐渐深入和相关技术的发展，对作用机理的研究已成为可能。机理研究应从以下几方面入手。
（1）建立井筒模型，模拟射后初试井筒状态，边界参数为射后孔眼（孔径、孔深、孔密）、地层（地层物性，岩石力学特性）、套管、压井液柱。
（2）建立在井筒条件下产生有效裂缝（套管、水泥环承受能力之内）时气体压力曲线（加载速率、峰值压力、加载时间）与以上参数的相互关系。每项井筒条件参数的变化都影响气体压力曲线的变化，其中影响最大是孔眼条件和地层条件。可以在实验室内通过岩石的物性和力学实验获得这些数据，建立关系方程式。
3.2 工艺研究
近几年增效射孔工艺研究的发展速度很快，一些生产厂家和研究机构相继推出了各种结构的增效射孔器，有些已经广泛使用，有些正在研究试用阶段。目前应该不断提高完善已有的工艺水平，使其向操作简单，安全可靠，效果良好，成本低廉方向发展，同时加快增效射孔与其他工艺的有机结合，例如与射孔测试联作工艺或酸化工艺结合等。
结语：
前面已经讨论了各种射孔技术的优缺点，我认为射孔弹发展的总方向应该是高穿深、高孔密、大孔位、无污染，抓住了这一点，就是抓住了射孔弹设计的核心。目前我国在射孔弹设计研究工作方面发展很快，但由于所参考的文献有限，在这里只是结合自己的认识，对未来射孔弹的研究提出设想供参考。
参考文献：
[1] 兵器工业西安213所.油气井用射孔与爆破技术[Z]. 2006.
[2] 王艳萍.复合射孔器火药装药燃烧特性的试验研究[A].射孔年会会议交流论文[C ]，2003.