石油开采的重要环节——射孔

2022.08.02 中国矿业报   

　　◎  张家声 刘继军

　　射孔的主要目的是打通井筒和油气储层之间的通道，从而让油气进入井筒，进而被抽出到地面。

　　最初的射孔技术采用的是子弹式射孔，但这种射孔方式穿透力有限，达不到有效孔眼。对此，科学家们经过不懈努力，利用军工技术原理开发了“反装甲武器”——复合射孔器。

　　复合射孔器技术发展已经历经百年。早在1910年，那时还不能射孔，用的是钻孔，大概就是用钻杆在井内下一个机械装置，转动机械装置前端的刀片，切入套管壁，这种钻孔办法由于套管的直径硬性限制了刀片的长度而钻不深，而且速度慢、成本高。1926年，美国兰威尔斯公司（现在西方阿特拉斯公司）研究出了子弹射孔法。1932年，在加利福尼亚Montebello油田一口800米深的井首次实验成功。直到1945年，高能炸药和穿甲技术终结了子弹射孔法的统治地位。那一年，一家油井炸药公司在美国福特沃斯成立（哈里伯顿·威立克斯公司的前身），油气井聚能射孔弹横空出世。聚能射孔，工作起来无论是穿透力、深度、效率，都令普通射孔弹望尘莫及。在上世纪八十年代聚能射孔与高能气体压裂强强联合，就构成了复合射孔器。

　　射孔工具有了，那么该怎样将其送到井下的准确位置呢？目前主要有三种方式，一是电缆射孔，就是用电缆把射孔器送到目的层，进行定位射孔，无枪身和有枪身的都能送；二是油管输送式射孔，把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串连在一起，连接在油管的尾端，形成一个硬连接的管串下入井中；三是连续油管输送射孔，原理和油管输送式射孔类似，也是把一口井所要射开的油气层的射孔器全部串连在一起，连接在连续油管的尾端，形成一个硬连接的管串下入井中。

　　射孔器材通常包括火工品和非火工品。

　　火工品简单讲就是直接实现爆炸的设备装置，包括一类炸药电雷管、撞击式雷管、传爆管等，二类炸药射孔弹、导爆索、切割弹等。其中一类炸药的灵敏度很高，极易启爆，二类炸药的灵敏度和危险性低于一类炸药，但射孔弹和导爆索的用量大，爆炸威力强大。

　　而非火工品包括射孔枪、枪接头、油管、玻璃盘接头、压力开孔装置、减震器、放射性接头、点火棒等，属于后勤保障部队。装配射孔弹等火工品，并发射射孔弹的专用设备，称为射孔器，由枪身、弹夹、枪头、枪尾和密封件等组成。经过石油人无数次研究改进，我们的仪器设备也越发精益求精，朝着高精尖，实用性发展。

　　项目支持：中国地质调查局项目（项目编号：DD20201164，DD20221638，DD20221639）

　　（作者单位：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所）

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