1、1射孔器及其检测技术综合研究与分析中图分类号：TE934 文献标识码：A 文章编号： 射孔器是用于油气井射孔的器材（或装置）及其配套件的组合体，其作用是打开井下封闭油气层的套管、水泥环并深入油气层，建立井筒与油气层间连通的通道，其性能的好坏直接影响到射孔完井效果。 一、射孔器发展概况 （一）机械切孔器 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。 （二）子弹射孔器 1926 年，Sid Mine 首先发明了子弹射孔方法，美国兰威尔斯公司（现在西方阿特
2、拉斯公司）获得了专利，于 1932 年首次用于油井套管射孔，在加利福尼亚 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。 1、复合射孔器 上个世纪八十年代，随着高能气体压裂技术的完善与发展，将聚能射孔与高能气体压裂相结合形成了复合射孔器。射孔后，利用推进剂的快速燃烧产生高温高压气体，对地层进行造缝。九十年代，复合射孔器2得到了很大的发展。复合射孔器按结构形式可以分为一体式、分体式、外套式、二次增效等。 2、水力喷砂射孔器 上个世纪六十年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐
3、步成熟，美、俄等国相继用它在准备进行水力压裂的地层、聚能射孔效率不高并且地质和技术条件复杂的地层进行射孔，以及在一些特殊条件下使用。这种方法是借助于含有分选好的石英或其它磨料的高压液流进行井下射孔。液流通过喷嘴的速度约 150250m/s，流量约 1L/s6L/s，枪外径约80230mm，枪身用油管下入井中，井口泵为 28 台大功率泵。该技术在俄罗斯使用较多，约占其射孔作业的 5%。 二、聚能效应 在谈聚能射孔器之前，首先要了解聚能效应。为了说明聚能效应，首先看一组实验结果，实验的目的是比较不同装药结构穿钢板能力。见图 1-1-1。 试验条件：用柱状药柱，直径为 30mm，高度为 100mm，
4、所用钢板为中碳钢。 图 1-1-1a 是将药柱直接放在钢板上，其结果在钢板上炸出了一个浅浅的凹坑。 图 1-1-1b 是在装药外形尺寸不变的基础上，在药柱下方挖了一个锥形孔，试验结果为在钢板上炸出了一个深约 6-7mm 的坑。可见药柱下有锥形孔时，虽然药量减少了，穿孔能力却提高了。 图 1-1-1c，在锥形孔内放一个铜罩（称为药型罩）就能射出 80mm 深3的孔。 图 1-1-1d，带罩药柱离开钢板 70mm 处引爆，结果射孔深度可达110mm，约为无罩时射孔深度的 17 倍。 利用装药一端的空穴，以提高局部破坏作用的效应，称为聚能效应，此种现象叫聚能现象。 为了提高聚能效应，就设法避免高压膨
5、胀引起的能量分散，在聚能过程中动能是能够集中的，势能（位能）则不能集中，恰恰相反能起分散作用，如果设法把势能转化成动能，就能大大地提高能量的集中，那就是在药柱的锥形表面加一个铜罩，爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就将能量传递给了铜罩，由于铜的压缩性很小，因此势能增加很少，大部分表现出动能的形式，这样就可以避免高压膨胀引起的能量分散，而使能量更加集中。 三、聚能射孔器分类及性能 聚能射孔器按装枪结构可分为有枪身聚能射孔器和无枪身聚能射孔器。有枪身聚能射孔器与无枪身聚能射孔器相比具有对套管水泥环破坏小、射孔弹和导爆索等不受井内液体压力的影响等优点。随着油田开发对象的变化和工艺技术的进步，有枪身
6、射孔工艺技术得到飞速发展，深穿透、大孔径射孔器逐渐完善配套，形成了射孔器系列化。表 1-1-1 给出了大庆油田常用射孔器的性能指标及适用范围。 1、YD-73 型射孔器是继 WDG48-20 型之后的一新型射孔器。它是一种4有枪身射孔器，二十世纪 80 年代末 90 年代初曾广泛应用于低压低渗透油田的开发、勘探井中，见到了明显的地质效果。 2、YD-89 型射孔器是二十世纪 90 年代以后，向深穿透方向发展的一种新型射孔器。穿深突破 500mm 大关，该射孔器在大庆油田已应用了10000 多口井，见到了良好的地质效果。从 1993 年起在油田内二次加密井中开始逐步取代 WDG48-20、YD-73 型射孔器，到 1995 年全面推广应用。表 1-1-1 常用射孔弹（器）名称规格、指标、适应性对比表 3、在 1999 年，102 枪装 127 弹射孔器开始大面积推广并见到显著增油效果的基础上，2001 年，穿透深度更深的 1MD-3 射孔器初步得到应用. 4、随着聚合物驱油技术的应用，大孔径 102 射孔器由于其可增加射孔孔道的泄流量,降低注入压力,减少因机械降解作用而带来的溶液粘度下降, 已在注聚合物区块得到广泛应用，见到了很好的应用效果
