2、复合射孔技(ji)术

复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合射(she)(she)(she)(she)孔(kong)技(ji)术(shu)通(tong)(tong)过(guo)复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合推进(jin)(jin)剂来提(ti)供二次射(she)(she)(she)(she)孔(kong)能(neng)(neng)源。聚(ju)能(neng)(neng)射(she)(she)(she)(she)孔(kong)弹(dan)在储层(ceng)(ceng)与套管之(zhi)(zhi)间形(xing)成(cheng)连接通(tong)(tong)道的(de)(de)同时，复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合推进(jin)(jin)剂被点(dian)燃产生高温高压气体，气体通(tong)(tong)过(guo)射(she)(she)(she)(she)孔(kong)枪上的(de)(de)排放(fang)孔(kong)释放(fang)，立即(ji)流入射(she)(she)(she)(she)孔(kong)通(tong)(tong)道，从(cong)而有效地压裂(lie)储层(ceng)(ceng)。通(tong)(tong)过(guo)该过(guo)程，将在近(jin)井区(qu)形(xing)成(cheng)扩展的(de)(de)裂(lie)缝(feng)网络，大大提(ti)高近(jin)井区(qu)的(de)(de)流体导流能(neng)(neng)力。多年的(de)(de)现(xian)场(chang)作(zuo)业经验表明，复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合射(she)(she)(she)(she)孔(kong)技(ji)术(shu)至少(shao)可(ke)以使单井产能(neng)(neng)翻倍。经过(guo)近(jin)年来持续不断的(de)(de)发(fa)展，复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合射(she)(she)(she)(she)孔(kong)技(ji)术(shu)已经由原来的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)级装(zhuang)药(yao)结构(gou)逐步(bu)演(yan)变为(wei)二级和三(san)级装(zhuang)药(yao)结构(gou)，这进(jin)(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)步(bu)增加了(le)复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合穿(chuan)孔(kong)功(gong)率(lv)。模拟(ni)打靶实(shi)践中的(de)(de)平均(jun)裂(lie)缝(feng)长度比(bi)之(zhi)(zhi)前的(de)(de)结构(gou)增加了(le)近(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)倍。此(ci)外，基于延迟点(dian)火技(ji)术(shu)和控火技(ji)术(shu)的(de)(de)多级脉冲复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合射(she)(she)(she)(she)孔(kong)已得到开发(fa)并应用于油田射(she)(she)(she)(she)孔(kong)作(zuo)业，这种复(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)合技(ji)术(shu)可(ke)以通(tong)(tong)过(guo)控制多级射(she)(she)(she)(she)孔(kong)的(de)(de)工作(zuo)时间进(jin)(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)步(bu)提(ti)高射(she)(she)(she)(she)孔(kong)效率(lv)。

迄今(jin)为止，复合(he)射(she)(she)孔(kong)(kong)技术已发展为内置式、悬挂(gua)式和(he)环绕式等(deng)多种(zhong)类型(xing)，以(yi)及深穿透、大(da)口径(jing)、高密度(du)射(she)(she)孔(kong)(kong)等(deng)不同(tong)的产品系列。此(ci)外，还形成了射(she)(she)孔(kong)(kong)酸化(hua)一(yi)体化(hua)、射(she)(she)孔(kong)(kong)与DST一体化、水平(ping)井一体化射孔等(deng)工艺技术。

3、定向射孔(kong)

定(ding)向射(she)(she)孔利用特(te)殊的(de)(de)定(ding)向装置(zhi)或设(she)施来实现(xian)射(she)(she)孔方向的(de)(de)控制(zhi)，从而优化射(she)(she)孔设(she)计，提高作(zuo)业效(xiao)率，主要分为(wei)垂(chui)直井(jing)定(ding)向射(she)(she)孔和水(shui)平(ping)井(jing)定(ding)向射(she)(she)孔两(liang)种。在油藏开发过程(cheng)中，常(chang)(chang)规射(she)(she)孔通常(chang)(chang)沿水(shui)平(ping)方向打开裂缝。但在实际储层(ceng)中，储层(ceng)的(de)(de)最大(da)主应力(li)方向与水(shui)平(ping)方向之间通常(chang)(chang)存(cun)在倾斜角α1和(he)α2。有(you)时(shi)需要利用(yong)陀螺(luo)仪或(huo)(huo)旋(xuan)转射(she)孔管(guan)柱，使射(she)孔方(fang)向指向主方(fang)向，从而降(jiang)低后期改造储层的(de)(de)压(ya)裂压(ya)力，降(jiang)低压(ya)裂难(nan)度，提(ti)高(gao)射(she)孔效率；同时(shi)，可以增加(jia)油(you)(you)藏有(you)效泄(xie)油(you)(you)面积，提(ti)高(gao)油(you)(you)井产能(neng)。电缆输(shu)(shu)送射(she)孔可应(ying)用(yong)于(yu)斜率小于(yu)30°的(de)(de)井眼，作(zuo)业精度和(he)效率远高(gao)于(yu)油(you)(you)管(guan)输(shu)(shu)送。在长水平井的(de)(de)射(she)孔过程中，为保证作(zuo)业安全，需要使用(yong)相应(ying)的(de)(de)单向或(huo)(huo)双向延(yan)迟(chi)雷管(guan)，通过分段(duan)起爆(bao)，可实(shi)现超长水平间隔(ge)一次射(she)孔。

此外，水(shui)平井(jing)钻井(jing)过程中可能(neng)存在储(chu)层(ceng)破(po)坏、偏离目标储(chu)层(ceng)等问(wen)题。针(zhen)对(dui)这些问(wen)题，科研工(gong)作者还(hai)开发(fa)了定向多级复(fu)合射(she)孔，目前已成为(wei)国内部分油(you)田的首选单井(jing)增产方案。2013年，该技术在塔里木油田TZ16-16H井(jing)成功(gong)应用(yong)，使用(yong)FS96-13DP29射(she)(she)孔(kong)枪(qiang)、YS95压裂(lie)枪(qiang)组、SDP39HMX29-2射(she)(she)孔(kong)弹在井(jing)下4190~4293m射(she)(she)孔(kong)。通(tong)过(guo)双级装(zhuang)药将井(jing)筒内(nei)压力有(you)效时间延长至800ms以(yi)上(shang)，射(she)(she)孔(kong)洞和(he)裂(lie)缝总穿透深度超过(guo)5000mm。

4、欠平(ping)衡射孔

欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)射(she)孔(kong)用于(yu)(yu)井筒(tong)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)压(ya)(ya)力(li)(li)条件(jian)下(xia)。射(she)孔(kong)时，井筒(tong)与储层(ceng)(ceng)(ceng)之间(jian)的(de)压(ya)(ya)力(li)(li)差有助于(yu)(yu)产生(sheng)快速的(de)冲(chong)击回流，冲(chong)刷井内的(de)爆炸残余物，清理(li)油流道，使(shi)近(jin)井筒(tong)区渗(shen)流特(te)征更接近(jin)原(yuan)储层(ceng)(ceng)(ceng)。该(gai)技术起源于(yu)(yu)美国，并在过(guo)去几(ji)年(nian)中(zhong)(zhong)在中(zhong)(zhong)国取得了进展(zhan)。目前国内成熟(shu)的(de)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)射(she)孔(kong)技术采用内部(bu)封隔器将每个射(she)孔(kong)段(duan)分开，根据作业(ye)(ye)需要在油管内产生(sheng)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)压(ya)(ya)力(li)(li)，然后(hou)通过(guo)落杆或压(ya)(ya)力(li)(li)起爆等方(fang)式(shi)在封隔器下(xia)实现油管与套(tao)管环(huan)空的(de)连(lian)接，产生(sheng)射(she)孔(kong)层(ceng)(ceng)(ceng)段(duan)压(ya)(ya)力(li)(li)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)，随后(hou)引爆射(she)孔(kong)。在此操作中(zhong)(zhong)，压(ya)(ya)力(li)(li)表(biao)和其他相关配件(jian)可以(yi)在射(she)孔(kong)管柱中(zhong)(zhong)安装(zhuang)，对整个作业(ye)(ye)过(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)井下(xia)温度和压(ya)(ya)力(li)(li)进行监测(ce)，并提供(gong)地(di)层(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)皮因子、原(yuan)始储层(ceng)(ceng)(ceng)压(ya)(ya)力(li)(li)、渗(shen)透率、地(di)层(ceng)(ceng)(ceng)因子和预测(ce)产量等。在动态(tai)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)射(she)孔(kong)中(zhong)(zhong)，射(she)孔(kong)枪上安装(zhuang)了一(yi)个不(bu)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)压(ya)(ya)力(li)(li)室(shi)。射(she)孔(kong)产生(sheng)的(de)爆炸能(neng)量会瞬间(jian)打开隔室(shi)，射(she)孔(kong)段(duan)环(huan)空的(de)流体会流入隔室(shi)，从而在套(tao)管环(huan)空产生(sheng)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)压(ya)(ya)力(li)(li)，这种技术更容易产生(sheng)欠(qian)(qian)平(ping)(ping)(ping)(ping)衡(heng)(heng)(heng)压(ya)(ya)力(li)(li)，现场操作更方(fang)便。

全口径射孔时，通(tong)过(guo)油(you)管(guan)与(yu)(yu)相(xiang)应井(jing)(jing)下(xia)工具连接的(de)(de)专用全口径射孔器(qi)一(yi)(yi)起下(xia)钻，然后(hou)(hou)通(tong)过(guo)深(shen)度修(xiu)正短节定位。当上述装置全部输送到目(mu)标层(ceng)(ceng)段(duan)后(hou)(hou)，引爆器(qi)点燃，射孔弹爆炸。爆炸残留(liu)物会自(zi)动落(luo)入井(jing)(jing)底。在(zai)射孔管(guan)柱(zhu)内形成一(yi)(yi)条(tiao)直(zhi)径与(yu)(yu)油(you)管(guan)相(xiang)当的(de)(de)通(tong)道，方便日后(hou)(hou)的(de)(de)测井(jing)(jing)、酸化、压(ya)裂或(huo)(huo)储(chu)层(ceng)(ceng)测试，无需拔管(guan)柱(zhu)或(huo)(huo)射孔枪下(xia)落(luo)井(jing)(jing)底。这(zhei)样(yang)可以(yi)(yi)避免(mian)重复操作对(dui)井(jing)(jing)下(xia)参数的(de)(de)影响，使(shi)测试结果更好地(di)反映原始储(chu)层(ceng)(ceng)性(xing)质(zhi)，地(di)层(ceng)(ceng)评价更加准(zhun)确。全口径射孔技术适宜在(zai)起下(xia)钻作业困难的(de)(de)深(shen)井(jing)(jing)或(huo)(huo)超深(shen)井(jing)(jing)、井(jing)(jing)控难度大(da)的(de)(de)低压(ya)气井(jing)(jing)以(yi)(yi)及(ji)环境恶劣、作业难度大(da)的(de)(de)地(di)区应用。

5、定面射孔技术(shu)

目前，国内外常规射(she)(she)孔(kong)技(ji)术产生的(de)(de)螺(luo)旋分布(bu)不(bu)能有(you)效(xiao)引(yin)导裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)扩(kuo)展(zhan)方向，裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)只(zhi)会沿最小主应力方向延伸，裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)走向不(bu)可控。因(yin)此，在(zai)多级(ji)压裂(lie)(lie)中，极有(you)可能造成不(bu)同压裂(lie)(lie)段(duan)的(de)(de)裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)相互连通，从而影(ying)响压裂(lie)(lie)效(xiao)果。最好(hao)的(de)(de)裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)网(wang)络是裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)走向垂(chui)直(zhi)于(yu)井筒(tong)轴线(xian)，所有(you)裂(lie)(lie)缝(feng)(feng)均沿井筒(tong)径向延伸。而近年来新研(yan)发的(de)(de)定面射(she)(she)孔(kong)改(gai)变(bian)了传统的(de)(de)射(she)(she)孔(kong)螺(luo)旋分布(bu)，采用特制的(de)(de)超大射(she)(she)孔(kong)装药(yao)和(he)特殊的(de)(de)装药(yao)分布(bu)方式。发射(she)(she)孔(kong)成簇分布(bu)，每簇装3枚射孔(kong)弹。穿孔(kong)方(fang)向(xiang)形(xing)成(cheng)扇形(xing)平面(mian)。射孔(kong)后，在(zai)与(yu)套(tao)管轴线垂直(zhi)的一个截面(mian)上，套(tao)管内(nei)壁(bi)上会产生多(duo)(duo)个射孔(kong)。该工(gong)艺(yi)采用超大射孔(kong)弹，有利于增(zeng)加(jia)射孔(kong)面(mian)积，增(zeng)强井(jing)筒与(yu)储层(ceng)的连通能力(li)(li)，有效降低井(jing)眼摩擦力(li)(li)，提高油井(jing)产能。此外，簇的数量可根据具体水(shui)力(li)(li)压(ya)裂(lie)要求(qiu)进行设(she)计。这种射孔(kong)不仅可以与(yu)泵送桥塞工(gong)艺(yi)相结合，实现水(shui)平井(jing)多(duo)(duo)簇面(mian)方(fang)向(xiang)射孔(kong)，还可以应(ying)用于水(shui)力(li)(li)压(ya)裂(lie)前的直(zhi)井(jing)预(yu)处理，干扰裂(lie)缝(feng)走(zou)向(xiang)，降低储层(ceng)裂(lie)缝(feng)压(ya)力(li)(li)。

2014年，国内某油田的(de)30多口井(jing)应用(yong)了该(gai)射(she)(she)(she)孔(kong)技术(shu)，射(she)(she)(she)孔(kong)成功率100%。在射(she)(she)(she)孔(kong)后的(de)水(shui)力压(ya)裂中，储层(ceng)裂缝压(ya)力明显降低(di)，横向射(she)(she)(she)孔(kong)水(shui)平井(jing)产液、产油量(liang)明显高于常规射(she)(she)(she)孔(kong)，说明该(gai)措(cuo)施效果良好。

6、射孔测试技术

射孔测试(shi)技术(shu)近年(nian)来也取得了长足的进步(bu)。近年(nian)来，我国采用(yong)了美国石油学会(hui)提出(chu)的APIRP19B标准混(hun)凝土靶材制(zhi)造和射孔(kong)(kong)测(ce)试(shi)方法(fa)。这(zhei)一举措使射孔(kong)(kong)穿深指(zhi)标与国际接轨(gui)。同时，还建立(li)了复(fu)合(he)射孔(kong)(kong)器单元测(ce)试(shi)装置和测(ce)试(shi)方法(fa)。2011年(nian)，行业标准——复(fu)合(he)射孔(kong)(kong)器通用(yong)技术规范及测(ce)试(shi)方法(fa)发布，成(cheng)为复(fu)合(he)射孔(kong)(kong)测(ce)试(shi)的(de)基础。

三(san)、射孔技术展(zhan)望(wang)

随着油气开发(fa)转向(xiang)非(fei)常规油气藏，如页岩气、煤层气、致密(mi)气和致密(mi)油，射(she)孔还(hai)需要(yao)与(yu)地质工(gong)程(cheng)与(yu)完(wan)井工(gong)程(cheng)紧密(mi)结合(he)。

对(dui)于(yu)页岩气(qi)、煤层气(qi)、超(chao)低渗(shen)等非常规油气(qi)藏，需(xu)要进行(xing)水力压裂(lie)以(yi)使油井(jing)达到经济生产。对(dui)于(yu)大(da)斜度井(jing)、丛式(shi)井(jing)、水平(ping)井(jing)等结构特殊的(de)井(jing)种，应(ying)重点解决以(yi)下问题：①获(huo)得(de)更大的(de)泄(xie)油(you)(you)面积；②显(xian)著降低储层破裂(lie)(lie)压力(li)(li)(li)，降低水(shui)(shui)力(li)(li)(li)压裂(lie)(lie)难度；③引导裂(lie)(lie)缝扩展方向(xiang)(xiang)，诱(you)导水(shui)(shui)力(li)(li)(li)裂(lie)(lie)缝与(yu)天(tian)然裂(lie)(lie)缝的(de)连接(jie)，形成完整的(de)裂(lie)(lie)缝网络，提(ti)高油(you)(you)井(jing)产(chan)能。针对不(bu)同(tong)类型的(de)井(jing)、不(bu)同(tong)条(tiao)(tiao)件的(de)井(jing)、不(bu)同(tong)油(you)(you)藏的(de)井(jing)，制(zhi)定合理的(de)射孔(kong)方案，提(ti)高井(jing)的(de)产(chan)能。为(wei)满足新老井(jing)贫薄层、边(bian)水(shui)(shui)或底水(shui)(shui)油(you)(you)区(qu)、水(shui)(shui)淹区(qu)无法进(jin)行水(shui)(shui)力(li)(li)(li)压裂(lie)(lie)的(de)剩余油(you)(you)区(qu)的(de)需求，精准(zhun)定位超深射孔(kong)及(ji)其技术与(yu)定向(xiang)(xiang)工(gong)具(ju)相结合，结合地质条(tiao)(tiao)件的(de)能量可控复合射孔(kong)新工(gong)艺，以及(ji)针对不(bu)同(tong)地层条(tiao)(tiao)件的(de)优化设计方法等。

对于(yu)深(shen)部和超深(shen)部油(you)藏(zang)，由于(yu)井(jing)下高(gao)温(wen)高(gao)压(ya)，射(she)孔(kong)(kong)(kong)管柱工(gong)况十分复杂，常规射(she)孔(kong)(kong)(kong)器(qi)和射(she)孔(kong)(kong)(kong)技术无(wu)法满足深(shen)井(jing)安全高(gao)效(xiao)作(zuo)业的要求(qiu)。因此，深(shen)井(jing)耐(nai)温(wen)射(she)孔(kong)(kong)(kong)装药、高(gao)压(ya)射(she)孔(kong)(kong)(kong)器(qi)、抗硫抗爆射(she)孔(kong)(kong)(kong)工(gong)具、深(shen)井(jing)射(she)孔(kong)(kong)(kong)作(zuo)业工(gong)艺等均有待(dai)开(kai)发。

对于水平井(jing)的(de)多(duo)级压裂(lie)，簇射孔对压裂(lie)的(de)影响(xiang)很(hen)大(da)。如(ru)何(he)根据具体井(jing)筒(tong)和储层(ceng)条件进(jin)行(xing)施(shi)工，以及后(hou)期(qi)(qi)的(de)评价方法(fa)，都是(shi)未来的(de)重要研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)课题。一(yi)些研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)机构近(jin)年来开展了(le)相(xiang)关工作(zuo)，但尚未建立完整(zheng)的(de)理论体系(xi)，需要进(jin)一(yi)步研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)开发。目前很(hen)多(duo)油田的(de)老(lao)井(jing)都出现了(le)产量(liang)(liang)下降(jiang)的(de)情况，造成(cheng)老(lao)井(jing)减(jian)产的(de)原因很(hen)复(fu)(fu)杂，包括射孔不(bu)完善、地层(ceng)能量(liang)(liang)不(bu)足，以及在(zai)长期(qi)(qi)生产过(guo)程中高分子聚合物和固(gu)体颗粒的(de)聚集导致近(jin)井(jing)区堵塞(sai)，那么如(ru)何(he)通(tong)过(guo)再生产来恢复(fu)(fu)老(lao)井(jing)的(de)产能，也是(shi)射孔技(ji)术未来重要的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)方向。

四、结论

随着(zhe)(zhe)国(guo)内外各类(lei)储层(ceng)的(de)(de)(de)(de)开(kai)发越(yue)(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)(yue)多，油气田的(de)(de)(de)(de)开(kai)发难度越(yue)(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)(yue)大。对配套技(ji)术提(ti)出了严(yan)格要求，射孔已经从简单(dan)的(de)(de)(de)(de)完井(jing)方法转(zhuan)变(bian)为油藏开(kai)发的(de)(de)(de)(de)重要环节，在保护(hu)油藏、提(ti)高(gao)(gao)(gao)井(jing)产能、提(ti)高(gao)(gao)(gao)作(zuo)业效率、提(ti)高(gao)(gao)(gao)开(kai)发效益等方面发挥着(zhe)(zhe)越(yue)(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)(yue)重要的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用：开(kai)发非常规油藏，恢复(fu)老井(jing)产能，延(yan)长(zhang)油田寿(shou)命，挖掘剩余(yu)油潜力，提(ti)高(gao)(gao)(gao)最(zui)终采收率。随着(zhe)(zhe)未来(lai)石(shi)油开(kai)发领(ling)域的(de)(de)(de)(de)扩大，射孔将(jiang)面临越(yue)(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)(yue)复(fu)杂的(de)(de)(de)(de)问(wen)题，其发展道路也将(jiang)变(bian)得更加广阔。