钻完井作业技术：TCP培训课程

1、 l第一章：射孔简介第一章：射孔简介l第二章：炸药的一般知识第二章：炸药的一般知识l第三章第三章: 射孔器射孔器 无枪身聚能射孔器无枪身聚能射孔器 有枪身射孔器有枪身射孔器 聚能射孔弹结构与穿孔原理聚能射孔弹结构与穿孔原理 射孔枪射孔枪 l第四章：射孔环境对射孔质量的影响第四章：射孔环境对射孔质量的影响l第五章：火工器材与起爆器第五章：火工器材与起爆器 各种点火头原理和使用条件各种点火头原理和使用条件 剪切销（起爆压力）计算与装配剪切销（起爆压力）计算与装配 TCP射孔负压的选择射孔负压的选择l第六章：井下工具第六章：井下工具l第七章：射孔优化与施工设计第七章：射孔优化与施工设计l第八章：施工

2、中所出现的问题探讨第八章：施工中所出现的问题探讨l第九章：射孔器材检测第九章：射孔器材检测第一章、射孔简介第一章、射孔简介 最早的采油方式是裸眼采油或者是筛管采油，随着固井工艺的产生，发最早的采油方式是裸眼采油或者是筛管采油，随着固井工艺的产生，发展了射孔采油工艺。从展了射孔采油工艺。从1932 年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来，射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能射孔弹。射孔弹分为，射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能射孔弹。射孔弹分为深穿透和大孔径两大类，能满足常温到高温地层的完井射孔需要。深穿透和大孔径两大类，能满足

3、常温到高温地层的完井射孔需要。 射孔传输方式分为电缆射孔，油管输送射孔（射孔传输方式分为电缆射孔，油管输送射孔（Tubing Conveyed Perforation）和过油管射孔和连续油管输送射孔。）和过油管射孔和连续油管输送射孔。 射孔工艺有射孔工艺有TCP/DST联作、复合射孔、定向射孔、水平井射孔、连续油联作、复合射孔、定向射孔、水平井射孔、连续油管负压射孔等。管负压射孔等。 射孔有正压和负压射孔两种，各有其不同的特点，视不同的井筒、地层射孔有正压和负压射孔两种，各有其不同的特点，视不同的井筒、地层条件及完井工艺要求选择不同的射孔工艺。随着射孔技术的不断发展和甲方条件及完井工艺要求选择

4、不同的射孔工艺。随着射孔技术的不断发展和甲方对油田完井工艺要求，对射孔器材和工艺的选择采用软件进行射孔优化设计对油田完井工艺要求，对射孔器材和工艺的选择采用软件进行射孔优化设计。 目前国内外广泛采用的射孔传输方法主要有以下几种：目前国内外广泛采用的射孔传输方法主要有以下几种：l电缆传输射孔电缆传输射孔l油管传输射孔油管传输射孔 TCP（Tubing Conveyed Perforating) l过油管射孔（电缆输送负压射孔）过油管射孔（电缆输送负压射孔）l连续油管输送射孔连续油管输送射孔l钢丝输送射孔钢丝输送射孔 优点：射孔定位快捷、准确；优点：射孔定位快捷、准确； 电雷管引爆可靠性强；电雷管

5、引爆可靠性强； 作业简便快捷，一次下井可进行多层射孔。作业简便快捷，一次下井可进行多层射孔。 缺点：一般情况是正压射孔，容易对地层造成污染，影响缺点：一般情况是正压射孔，容易对地层造成污染，影响 产能；产能； 对地层压力掌握不准时，射孔后容易产生井喷；受对地层压力掌握不准时，射孔后容易产生井喷；受 电缆输送能力或者防喷管长度的限制，下枪的长度电缆输送能力或者防喷管长度的限制，下枪的长度 有限；有限； 容易受外界因素干扰或则误操作而发生爆炸。容易受外界因素干扰或则误操作而发生爆炸。l 优点：能形成负压或平衡压力射孔，对油气层污优点：能形成负压或平衡压力射孔，对油气层污 染小；射孔后能马上进行生产

6、。染小；射孔后能马上进行生产。 缺点：枪和弹尺寸受油管内径限制，穿深浅，孔缺点：枪和弹尺寸受油管内径限制，穿深浅，孔 径小，对产量有一定影响；枪或者弹夹变径小，对产量有一定影响；枪或者弹夹变 形后容易遇卡。形后容易遇卡。 优点：可与优点：可与 DST 进行联作；进行联作； 输送能力强，一次下井可射孔数百米；输送能力强，一次下井可射孔数百米； 能根据油气层岩性特点，设计负压值；能根据油气层岩性特点，设计负压值； 射孔后可释放射孔枪；射孔后可释放射孔枪； 能在大斜度井和水平井中进行作业。能在大斜度井和水平井中进行作业。 缺点：返工时间长，对火工器材要求耐温高。缺点：返工时间长，对火工器材要求耐温高

7、。l连续油管射孔 优点：可用压力起爆器引爆射孔枪；优点：可用压力起爆器引爆射孔枪； 输送能力强，一次下井可以射孔几十米输送能力强，一次下井可以射孔几十米 上百米；上百米； 可在负压条件下射孔；可在负压条件下射孔； 射孔后可以释放射孔枪；射孔后可以释放射孔枪； 可在大斜度井以及水平井中射孔。可在大斜度井以及水平井中射孔。 缺点：对防喷管的长度要求有足够的长度；缺点：对防喷管的长度要求有足够的长度； 校深比较麻烦。校深比较麻烦。l钢丝输送射孔一、一、爆炸的概念爆炸的概念 爆炸是指物质急剧的物理或化学变化。在变化的同时，伴随着该物质含有的爆炸是指物质急剧的物理或化学变化。在变化的同时，伴随着该物质含

8、有的 能量急剧地转变为压缩能和运动能，爆炸最重要地特征是爆炸点周围介质发能量急剧地转变为压缩能和运动能，爆炸最重要地特征是爆炸点周围介质发 生剧烈的压力突跃。生剧烈的压力突跃。 爆炸做功的根本原因在于系统中原有的高压气体或在爆炸瞬间形成的高温、爆炸做功的根本原因在于系统中原有的高压气体或在爆炸瞬间形成的高温、 高压高压 气体聚然膨胀，导致在爆炸点周围介质中压力发生急剧的突跃，从而产气体聚然膨胀，导致在爆炸点周围介质中压力发生急剧的突跃，从而产 生爆炸破坏生爆炸破坏 作用。作用。二、二、爆炸三要素爆炸三要素 炸药爆炸炸药在外界作用下（如撞击、电流、热等）内部发生剧烈的化炸药爆炸炸药在外界作用下（

9、如撞击、电流、热等）内部发生剧烈的化 学变学变 化，急剧地释放出大量的热能，并产生大量的气体，对外界作机械功化，急剧地释放出大量的热能，并产生大量的气体，对外界作机械功（破坏功或推动功）称为炸药爆炸。（破坏功或推动功）称为炸药爆炸。 爆炸三要素形成炸药爆炸不可缺少的放热性、快速性和生成大量气体三爆炸三要素形成炸药爆炸不可缺少的放热性、快速性和生成大量气体三 大特性称为爆炸三要素。大特性称为爆炸三要素。 三、炸药的主要指标：三、炸药的主要指标：l 敏感度随其成分不同，都具有或大或小抵抗外界作用而不发生爆炸敏感度随其成分不同，都具有或大或小抵抗外界作用而不发生爆炸 的能力。的能力。l 安定度炸药在

10、长期贮存时，保持其物理和化学性能不变能力。安定度炸药在长期贮存时，保持其物理和化学性能不变能力。l 热感度炸药在热能的作用下发生爆炸、燃烧或分解的难易程度。热感度炸药在热能的作用下发生爆炸、燃烧或分解的难易程度。l 机械感度炸药发生一些撞击、摩擦和挤压，在这些外力的作用下是机械感度炸药发生一些撞击、摩擦和挤压，在这些外力的作用下是 否安全，能否发生爆炸称为机械感度。否安全，能否发生爆炸称为机械感度。l 起爆感度炸药在其它炸药爆炸的作用下，发生爆炸变化的能力起爆感度炸药在其它炸药爆炸的作用下，发生爆炸变化的能力四、四、影响炸药感度的因素：影响炸药感度的因素：l 炸药的晶形和细度对感度的影响；炸药

11、的晶形和细度对感度的影响；l 温度对感度的影响；温度对感度的影响；l 密度对感度的影响；密度对感度的影响；l 附加物对感度的影响。附加物对感度的影响。五、炸药爆炸的五个标志量五、炸药爆炸的五个标志量 综合评定一种炸药爆炸性能的优劣时，常采用以下五个标志量，即炸药综合评定一种炸药爆炸性能的优劣时，常采用以下五个标志量，即炸药 的爆热、爆容、爆温、爆速和爆压。的爆热、爆容、爆温、爆速和爆压。 爆热：单位质量炸药爆炸时所释放出的热量称为炸药的爆热。爆热：单位质量炸药爆炸时所释放出的热量称为炸药的爆热。 爆容：每千克炸药爆炸后形成的产物在标准状态下所占有的体积。爆容：每千克炸药爆炸后形成的产物在标准状

12、态下所占有的体积。 爆温：炸药爆炸瞬间所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。爆温：炸药爆炸瞬间所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。 爆速：在爆轰过程中，前沿冲击面与后面的化学反应区是以相同的速度在爆炸爆速：在爆轰过程中，前沿冲击面与后面的化学反应区是以相同的速度在爆炸 物中传播的，该速度称为爆轰传爆速度，简称为爆速。物中传播的，该速度称为爆轰传爆速度，简称为爆速。 爆轰压力：炸药爆炸时，爆轰波阵面上的压力称为爆轰压力。爆轰压力：炸药爆炸时，爆轰波阵面上的压力称为爆轰压力。六、炸药爆炸的形式分类六、炸药爆炸的形式分类 炸药爆炸按反应的速度和性质分为爆烧（爆燃）和爆轰两种形式。炸药爆炸按反应

13、的速度和性质分为爆烧（爆燃）和爆轰两种形式。 爆燃：炸药本身含有氧化组分和可燃组分，在无外界提供氧的情况下也能燃烧，爆燃：炸药本身含有氧化组分和可燃组分，在无外界提供氧的情况下也能燃烧， 炸药在不从空气中补充氧情况下的燃烧为爆热。炸药在不从空气中补充氧情况下的燃烧为爆热。 爆轰：爆轰与爆燃现象相似，也是一种化学反应区的传播过程，但其传播爆轰：爆轰与爆燃现象相似，也是一种化学反应区的传播过程，但其传播 速度极快，一般每秒为数百米至数千米，这种化学反应区的高速传速度极快，一般每秒为数百米至数千米，这种化学反应区的高速传 播现象称为爆轰波的传播，传播的速度称为爆速。在正常情况下，播现象称为爆轰波的传

14、播，传播的速度称为爆速。在正常情况下， 导爆索及聚能装药爆炸后均产生爆轰。导爆索及聚能装药爆炸后均产生爆轰。 爆燃和爆轰的传播机理：燃烧是通过热的传导、扩散和辐射在炸药中传播；爆燃和爆轰的传播机理：燃烧是通过热的传导、扩散和辐射在炸药中传播； 爆轰则是通过冲击波传播的，爆轰波就是伴有高速化学反应的冲击爆轰则是通过冲击波传播的，爆轰波就是伴有高速化学反应的冲击 波。波。 燃烧燃烧 （几米（几米/S） 爆炸（几千米爆炸（几千米/S) 爆轰爆轰 (速度恒定）速度恒定）七、炸药的分类七、炸药的分类 按组分可分为单质炸药和混合炸药两类。按组分可分为单质炸药和混合炸药两类。 单质炸药：为单一成分的爆炸物质

15、，多数为内部含有氧的有机化合物。单质炸药：为单一成分的爆炸物质，多数为内部含有氧的有机化合物。 混合炸药：由两种以上独立的化学成分物质构成的爆炸物质。混合炸药：由两种以上独立的化学成分物质构成的爆炸物质。 按用途可分为起爆药、猛炸药、火药以及烟火剂四大类。按用途可分为起爆药、猛炸药、火药以及烟火剂四大类。 起爆药：又称初发炸药，主要用作激发高猛炸药的引爆剂。起爆药：又称初发炸药，主要用作激发高猛炸药的引爆剂。 猛炸药：又称次发炸药，只有在相当强的外力作用下才能发生爆炸，一猛炸药：又称次发炸药，只有在相当强的外力作用下才能发生爆炸，一 旦起爆后，它们就具有更高的爆速和更强烈的破坏威力。常用旦起爆

16、后，它们就具有更高的爆速和更强烈的破坏威力。常用 的猛炸药有梯恩梯、黑索金、奥克托金等。的猛炸药有梯恩梯、黑索金、奥克托金等。 火药：主要用在发射枪弹或炮弹，以及用作发射火箭的燃料，在射孔作火药：主要用在发射枪弹或炮弹，以及用作发射火箭的燃料，在射孔作 业中主要用作延时火药、桥塞火药等。常用的火药有黑火药、业中主要用作延时火药、桥塞火药等。常用的火药有黑火药、 无烟火药等。无烟火药等。 注：延时火药装置输入输出两端装的是炸药。注：延时火药装置输入输出两端装的是炸药。 烟火剂：通常是由氧化剂、有机可燃物或金属粉及少量粘合剂混合而成，烟火剂：通常是由氧化剂、有机可燃物或金属粉及少量粘合剂混合而成，

17、 如照明单中的照明剂、烟幕弹中的烟幕剂。如照明单中的照明剂、烟幕弹中的烟幕剂。 油气井用炸药按耐温性能分类：油气井用炸药按耐温性能分类： 一般按射孔弹主炸药耐温性能划分，分为三种类型。一般按射孔弹主炸药耐温性能划分，分为三种类型。 普通型炸药（普通型炸药（RDX)： 高温型炸药（高温型炸药（HMX)： 超高温型炸药（超高温型炸药（HNS PYX)：八、射孔器用单质猛炸药八、射孔器用单质猛炸药 黑索金（黑索金（RDX）：广泛用作普通射孔弹用混合炸药的主装药，并用于）：广泛用作普通射孔弹用混合炸药的主装药，并用于 雷管和导爆索。雷管和导爆索。 奥克托金（奥克托金（HMX）：主要用作高温射孔弹用混合

18、猛炸药的主装药，并）：主要用作高温射孔弹用混合猛炸药的主装药，并 用于雷管和导爆索等配套器材。用于雷管和导爆索等配套器材。 六硝基芪（六硝基芪（HNS）：作为超高温射孔弹用混合炸药主装药，主要用于）：作为超高温射孔弹用混合炸药主装药，主要用于 雷管和导爆索。雷管和导爆索。 二硝基吡啶二硝基吡啶（PYX）：主要用于超高温射孔弹、雷管和导爆索。）：主要用于超高温射孔弹、雷管和导爆索。 单质猛炸药的耐温性能与时间关系：单质猛炸药的耐温性能与时间关系： 炸药的耐温性能与时间成反比关系，即炸药随受热时间的增长，其耐温炸药的耐温性能与时间成反比关系，即炸药随受热时间的增长，其耐温性下降。反之，耐温性能提高

19、。性下降。反之，耐温性能提高。 （见几种炸药的耐温与时间关系图）（见几种炸药的耐温与时间关系图）黑索金（黑索金（RDXRDX） 耐温：耐温：155155C/5C/5小时小时 107 107C/200C/200小时小时 爆速：爆速：8120 m/s8120 m/s澳克托金（澳克托金（HMXHMX） 耐温：耐温：190190C/5C/5小时小时 142 142C/200C/200小时小时 爆速：爆速：8900 m/s8900 m/s六硝基芪（六硝基芪（HNSHNS） 耐温：耐温：263263C/5C/5小时小时 225 225C/200C/200小时小时 爆速：爆速：6940m/s6940m/s二

20、硝基吡啶（二硝基吡啶（PYXPYX） 耐温：耐温：287287C/5C/5小时小时 252 252C/200C/200小时小时 爆速：爆速：7050m/s7050m/s 射孔器是用于油气井射孔的器材（或者装置）及其射孔器是用于油气井射孔的器材（或者装置）及其配套件的组合体。配套件的组合体。 射孔器的作用是射穿井下封闭油气产层的套管、水泥环并深入油气层，并射孔器的作用是射穿井下封闭油气产层的套管、水泥环并深入油气层，并形成沟通井筒与油气产层的流体通道。形成沟通井筒与油气产层的流体通道。 根据射孔器射孔方式的不同可分为聚能射孔器、子弹式射孔器、水力喷砂根据射孔器射孔方式的不同可分为聚能射孔器、子弹

21、式射孔器、水力喷砂射孔器、激光射孔器及复合射孔器等。目前常用的是聚能射孔器。射孔器、激光射孔器及复合射孔器等。目前常用的是聚能射孔器。一、聚能射孔器一、聚能射孔器 1、聚能效应聚能效应 如果炸药块（装药）的一端有空穴，当炸药从另一端开始起爆后，有空穴的这一如果炸药块（装药）的一端有空穴，当炸药从另一端开始起爆后，有空穴的这一端对周围介质的局部破坏作用将会大大地增强。这种利用装药一端有空穴来提高装药端对周围介质的局部破坏作用将会大大地增强。这种利用装药一端有空穴来提高装药对周围介质局部破坏作用的效应称为炸药聚能效应。该现象即为聚能现象。对周围介质局部破坏作用的效应称为炸药聚能效应。该现象即为聚能

22、现象。 聚能射孔器是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温、高压和高速的聚能射流完成聚能射孔器是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温、高压和高速的聚能射流完成射孔作业的射孔器。射孔作业的射孔器。 按其结构分为有枪身射孔器和无枪身射孔器两类。按其结构分为有枪身射孔器和无枪身射孔器两类。Unlined CavityExplosiveDetonatorLined Cavity(Metallic Liner)StandoffTarget Material2 2、聚能射孔器、聚能射孔器 聚能射孔器是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温、高压聚能射孔器是利用炸药爆轰的聚能效应产生的高温、高压和高速的聚能射流完成射孔作业

23、的射孔器。和高速的聚能射流完成射孔作业的射孔器。 按其结构分为有枪身射孔器和无枪身射孔器两类。按其结构分为有枪身射孔器和无枪身射孔器两类。 有枪身射孔器有枪身射孔器 由聚能射孔弹、密封的钢管（射孔枪）、弹架、起爆器、由聚能射孔弹、密封的钢管（射孔枪）、弹架、起爆器、传爆部件（或装置）等构成的射孔总成。传爆部件（或装置）等构成的射孔总成。 无枪身射孔器无枪身射孔器 由无枪身射孔弹、弹架（或非密封的钢管）、起爆器、传由无枪身射孔弹、弹架（或非密封的钢管）、起爆器、传爆部件（或装置）等构成的射孔总成。爆部件（或装置）等构成的射孔总成。3 3、聚能射孔器的基本性能要求、聚能射孔器的基本性能要求 聚能射

24、孔器的性能直接关系着射孔的效果和射孔后对井下环境的影响聚能射孔器的性能直接关系着射孔的效果和射孔后对井下环境的影响和破坏。因此，对射孔器的评价，一般通过穿透性能（穿深、孔径）、射和破坏。因此，对射孔器的评价，一般通过穿透性能（穿深、孔径）、射孔枪的变形（外径胀大、裂纹等）、套管伤害（外径胀大、内毛刺高度、孔枪的变形（外径胀大、裂纹等）、套管伤害（外径胀大、内毛刺高度、裂纹等）等指标进行评价。裂纹等）等指标进行评价。 另外，射孔弹、射孔枪、导爆索和雷管等作为组成射孔器的主要部件，另外，射孔弹、射孔枪、导爆索和雷管等作为组成射孔器的主要部件，其个体的性能对于保障射孔器的基本性能也起着关键的作用。其

25、个体的性能对于保障射孔器的基本性能也起着关键的作用。 聚能射孔器的性能试验方法有地面混凝土靶试验和模拟井试验。聚能聚能射孔器的性能试验方法有地面混凝土靶试验和模拟井试验。聚能射孔器的性能及要求分为以下几种：射孔器的性能及要求分为以下几种： 穿透性能指标穿透性能指标 射孔枪及套管损坏变形指标射孔枪及套管损坏变形指标 产品可靠性及安全指标产品可靠性及安全指标 其它影响产能的指标其它影响产能的指标 关键指标为穿孔率，一般指标为盲孔对位率。关键指标为穿孔率，一般指标为盲孔对位率。四、其它射孔器四、其它射孔器 1、子弹式射孔器、子弹式射孔器 1930年最早出现在美国的子弹式射孔器，在美国和原苏联等国获得

26、广泛的工年最早出现在美国的子弹式射孔器，在美国和原苏联等国获得广泛的工 业性应用，主要用于较软地层。业性应用，主要用于较软地层。 我国在我国在50年代初期从苏联引进并推广使用，随着年代初期从苏联引进并推广使用，随着1957年有枪身聚能射孔器的年有枪身聚能射孔器的 产生，到产生，到60年代初，各种子弹式射孔器已完全停止使用。年代初，各种子弹式射孔器已完全停止使用。 子弹式射孔器在地层中形成的孔道很短，末端被子弹堵塞，且被射孔套管内子弹式射孔器在地层中形成的孔道很短，末端被子弹堵塞，且被射孔套管内 壁一般都产生严重的毛刺。这些因素大大限制了它的进一步推广使用。壁一般都产生严重的毛刺。这些因素大大限

27、制了它的进一步推广使用。 2、水力喷砂射孔器、水力喷砂射孔器 60年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐步成熟，用于准备进行水力压裂的地年代初以来，水力喷砂射孔在国外逐步成熟，用于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。殊条件下使用。 这种方法是借助于含有分选好的石英砂或其它磨料的高压液流进行井下射孔。这种方法是借助于含有分选好的石英砂或其它磨料的高压液流进行井下射孔。 水力喷砂射孔主要的优点是：在地层中形成大的梨形孔道，有利于降低采油水力喷砂射孔主要的优点是：在

28、地层中形成大的梨形孔道，有利于降低采油时孔道内的压力损耗；不产生子弹。杵体等引起的孔道堵塞；有利于砾石充填时孔道内的压力损耗；不产生子弹。杵体等引起的孔道堵塞；有利于砾石充填和防止初砂。其缺点是成本高。和防止初砂。其缺点是成本高。4、复合射孔、复合射孔 这是一种目前正在发展中的新型射孔器。这是一种目前正在发展中的新型射孔器。 从意义上讲复合射孔器分为两类：一是两种射孔方法的复合，另一类则是射孔燃从意义上讲复合射孔器分为两类：一是两种射孔方法的复合，另一类则是射孔燃气压裂的复合。气压裂的复合。 子弹聚能复合射孔器。子弹聚能复合射孔器。 这是两种射孔方法的复合，其目的一是为了加深孔道，二是为了消除

29、地层中孔道这是两种射孔方法的复合，其目的一是为了加深孔道，二是为了消除地层中孔道的堵塞和压实。的堵塞和压实。 这种射孔器由于可靠性差等原因，至今未被推广应用。这种射孔器由于可靠性差等原因，至今未被推广应用。 射孔压裂复合射孔器（见图）射孔压裂复合射孔器（见图） 或称射孔燃气压裂一体化射孔。实际上，这是将聚能射孔完井和继后的高能气或称射孔燃气压裂一体化射孔。实际上，这是将聚能射孔完井和继后的高能气体压裂两种作业合二为一，利用炸药和火药的燃速差来实现先射孔后压裂的。即体压裂两种作业合二为一，利用炸药和火药的燃速差来实现先射孔后压裂的。即在聚能射孔弹射孔后，压裂弹（或火药）随着燃烧，利用燃气脉冲加载

30、来碎解被在聚能射孔弹射孔后，压裂弹（或火药）随着燃烧，利用燃气脉冲加载来碎解被压实的孔道，消除射孔孔眼近井地层污染；压开致密岩层，使孔道周围产生辐射压实的孔道，消除射孔孔眼近井地层污染；压开致密岩层，使孔道周围产生辐射状的裂缝，从而提高地层渗透性能，实现油井增产增注的目的。状的裂缝，从而提高地层渗透性能，实现油井增产增注的目的。 这种复合射孔又分为一体式和分离式两种。这种复合射孔又分为一体式和分离式两种。 内置式高孔密复合射孔器结构内置式高孔密复合射孔器结构聚能射孔是靠聚能射流挤压成孔，在孔道周围存在着射孔聚能射孔是靠聚能射流挤压成孔，在孔道周围存在着射孔压实带，使地层渗透率下降，尽管采用负压

31、射孔，但很难压实带，使地层渗透率下降，尽管采用负压射孔，但很难恢复到地层原始渗透效果。恢复到地层原始渗透效果。对于一些高渗透率的砂岩地层，在钻井和固井过程中存在对于一些高渗透率的砂岩地层，在钻井和固井过程中存在泥浆颗粒侵入和滤液流入污染地层问题，其结果会在近井泥浆颗粒侵入和滤液流入污染地层问题，其结果会在近井带形成低渗透区，并且，随着地层的渗透性越好、孔隙度带形成低渗透区，并且，随着地层的渗透性越好、孔隙度越大，这种污染程度也随之加剧，污染半径也随之加大，越大，这种污染程度也随之加剧，污染半径也随之加大，对于这类污染严重的油井，单一的聚能射孔方法是很难解对于这类污染严重的油井，单一的聚能射孔方

32、法是很难解决这些问题的，实现井筒与未污染油层的良好沟通。决这些问题的，实现井筒与未污染油层的良好沟通。与一般正压射孔不同，它是在负压条件下完成超压射与一般正压射孔不同，它是在负压条件下完成超压射孔、压裂；孔、压裂；将固体推进剂装在枪体内和枪体外以及射孔枪串的上将固体推进剂装在枪体内和枪体外以及射孔枪串的上下部作为二次能量；下部作为二次能量；可根据不同的地层和射孔情况选择合理的压裂药量。可根据不同的地层和射孔情况选择合理的压裂药量。射孔后还可以反冲洗射孔孔道。射孔后还可以反冲洗射孔孔道。破除近井污染带、增加渗流面积；破除近井污染带、增加渗流面积；效率高，一趟管柱即可实现射孔、复合压裂作业；效率高

33、，一趟管柱即可实现射孔、复合压裂作业；压力峰值高、加载快，在孔眼周围可形成网状裂纹压力峰值高、加载快，在孔眼周围可形成网状裂纹高孔密复合射孔技术将高孔密射孔和高能气体压裂技术有机的结合，在满足高孔高孔密复合射孔技术将高孔密射孔和高能气体压裂技术有机的结合，在满足高孔密、大孔径的同时可以获得更大的穿深，实现储层与井筒更好的沟通。密、大孔径的同时可以获得更大的穿深，实现储层与井筒更好的沟通。高孔密复合射孔射出的孔道，具有渗流面积大，网状裂纹的特点，能大幅度改善高孔密复合射孔射出的孔道，具有渗流面积大，网状裂纹的特点，能大幅度改善液流状态。液流状态。高孔密复合射孔可以用于酸化、压裂、注聚合物采油等增

34、产措施，具有降低泵压、高孔密复合射孔可以用于酸化、压裂、注聚合物采油等增产措施，具有降低泵压、各项液流分布均匀的等特性，效果明显。各项液流分布均匀的等特性，效果明显。可以进行电缆输送、油管输送射孔，并且可以与井下工具配套使用，可强化射可以进行电缆输送、油管输送射孔，并且可以与井下工具配套使用，可强化射孔孔压裂、射孔压裂、射孔投产、射孔投产、射孔测试等联作工艺的效果。测试等联作工艺的效果。高孔密复合射孔技术产品，采取内部装药结构，外型与常规射孔相同，不增加任高孔密复合射孔技术产品，采取内部装药结构，外型与常规射孔相同，不增加任何作业难度，便于推广使用。何作业难度，便于推广使用。 适用于现有各类枪

35、型。适用于现有各类枪型。一、有枪身聚能射孔器特点一、有枪身聚能射孔器特点 有枪身聚能射孔器以密封的射孔枪作为爆炸材料（射孔弹、雷管、导有枪身聚能射孔器以密封的射孔枪作为爆炸材料（射孔弹、雷管、导爆索等）的承载体，隔离了井内有害气体和液体与爆炸材料的直接接触。爆索等）的承载体，隔离了井内有害气体和液体与爆炸材料的直接接触。因此，使有枪身射孔器具有如下特点：因此，使有枪身射孔器具有如下特点： 由于射孔枪的作用，爆炸材料不跟井液接触，只承受井下温度的作用、部由于射孔枪的作用，爆炸材料不跟井液接触，只承受井下温度的作用、部 分残留或因密封失效时进入枪体的水产生的水蒸气的作用、射孔枪里的各种材分残留或因

36、密封失效时进入枪体的水产生的水蒸气的作用、射孔枪里的各种材 料分解时产生的气体的作用。在壳体内有很大的自由空间，从而可减轻爆炸材料分解时产生的气体的作用。在壳体内有很大的自由空间，从而可减轻爆炸材 料受热分解后的产物的排除过程，因此有枪身聚能射孔器有着很好的耐温和耐料受热分解后的产物的排除过程，因此有枪身聚能射孔器有着很好的耐温和耐 压性能。压性能。 射孔后所产生的碎屑等爆炸残留物均留在枪体内。因此，有枪身射孔器对套管射孔后所产生的碎屑等爆炸残留物均留在枪体内。因此，有枪身射孔器对套管 和管外的水泥层损坏较轻。和管外的水泥层损坏较轻。 有枪身射孔器按其使用情况可分为一次使用回收式、多次使用回收

37、式有枪身射孔器按其使用情况可分为一次使用回收式、多次使用回收式和选发式有枪身聚能射孔器等。和选发式有枪身聚能射孔器等。 有枪身射孔器的主要优点是穿透性能好，可靠性高和对套管及套管外的水泥环有枪身射孔器的主要优点是穿透性能好，可靠性高和对套管及套管外的水泥环损坏轻微，其主要缺点是成本高。损坏轻微，其主要缺点是成本高。二、有枪身射孔器的分类二、有枪身射孔器的分类 1、 一次使用回收式有枪身射孔器一次使用回收式有枪身射孔器 此类射孔器是目前国内外应用最广泛的射孔器材，其主要特点是：此类射孔器是目前国内外应用最广泛的射孔器材，其主要特点是： 射孔器适配的聚能射孔弹装药量范围比较宽。射孔器适配的聚能射孔

38、弹装药量范围比较宽。 射孔器的输送方式多。射孔器的输送方式多。 射孔器的组装简单，利用传爆接头可组成长串射孔枪下井。射孔器的组装简单，利用传爆接头可组成长串射孔枪下井。 有枪身射孔器的主要技术标称：有枪身射孔器的主要技术标称： 弹的药量弹的药量 枪身外径枪身外径 孔密孔密 平均套管孔径平均套管孔径 平均穿深平均穿深 耐压耐压 方位方位 盲区长度盲区长度 扣型扣型 抗拉强度抗拉强度SpecificationsPressure Rating:80 Mpa11600 psiTemperatureUP TO 200UP TO 385Tensil Strength:275000 kg605000 lbs

39、Carrier Thread:T 61/45N （ACME）Tandem Shot Spacing: 0.40 m1.4 ftGun Weight Loaded :70 kg/m 2、多次使用回收式有枪身聚能射孔器、多次使用回收式有枪身聚能射孔器 这一类射孔器的主要特点是射孔枪可以多次重使用。工作原理是是每这一类射孔器的主要特点是射孔枪可以多次重使用。工作原理是是每次射孔后，只需通过更换射孔枪的盲孔塞、射孔弹等部件即可重新射孔。次射孔后，只需通过更换射孔枪的盲孔塞、射孔弹等部件即可重新射孔。 此类射孔器在国外应用比较多。此类射孔器在国外应用比较多。3、选发式有枪身射孔器、选发式有枪身射孔器 此

40、类射孔器的特点是射孔时可根据不同的层的需要，选择起爆射孔器，此类射孔器的特点是射孔时可根据不同的层的需要，选择起爆射孔器，以实现分层射孔。以实现分层射孔。三、有枪身射孔器的使用注意事项三、有枪身射孔器的使用注意事项 在运输和下井过程中，应尽量避免强烈的震动，防止聚能弹的药型罩在运输和下井过程中，应尽量避免强烈的震动，防止聚能弹的药型罩 脱落或药柱损坏。脱落或药柱损坏。 易受环境温度影响，选择合适的产品。易受环境温度影响，选择合适的产品。 爆轰产物直接作用在枪体上，防止枪身过于胀大而发生事故。爆轰产物直接作用在枪体上，防止枪身过于胀大而发生事故。 在一定的相位下，孔密对射孔弹性能有影响，使用时，

41、应按设计装配，在一定的相位下，孔密对射孔弹性能有影响，使用时，应按设计装配， 以防止因孔密过高，弹间产生干扰，降低穿深指标和孔眼圆孔率。以防止因孔密过高，弹间产生干扰，降低穿深指标和孔眼圆孔率。 若射孔枪密封不好，发生枪身泄漏，会发生拒爆或发生炸枪事故。若射孔枪密封不好，发生枪身泄漏，会发生拒爆或发生炸枪事故。一、无枪身射孔器的特点与分类一、无枪身射孔器的特点与分类 无枪身射孔器的特点是射孔器在下井作业时，射孔弹、导爆索及雷管无枪身射孔器的特点是射孔器在下井作业时，射孔弹、导爆索及雷管(或者起爆器）均裸露在井液中，直接承受井内的温度、压力。或者起爆器）均裸露在井液中，直接承受井内的温度、压力。

42、 连接各射孔枪的支架（弹架）形式多样，按弹的形式将无枪身射孔器连接各射孔枪的支架（弹架）形式多样，按弹的形式将无枪身射孔器分为钢板式、杆式、链接式、张开式等。分为钢板式、杆式、链接式、张开式等。 无枪身射孔弹的弹壳材料通常有陶瓷、钢、玻璃、铝合金等。无枪身射孔弹的弹壳材料通常有陶瓷、钢、玻璃、铝合金等。 无枪身射孔器的优点是成本底、施工效率高、操作简便；主要缺点是无枪身射孔器的优点是成本底、施工效率高、操作简便；主要缺点是由于受射孔弹装药量少、内炸高小、壳体采用低密度、低音速材料等不利由于受射孔弹装药量少、内炸高小、壳体采用低密度、低音速材料等不利条件的限制，射孔穿深、孔径、耐温、耐压指标均较

43、低，可靠性差，而且条件的限制，射孔穿深、孔径、耐温、耐压指标均较低，可靠性差，而且对套管的损坏比较大，井下残留物多。其中导爆索与雷管的密封、耐温耐对套管的损坏比较大，井下残留物多。其中导爆索与雷管的密封、耐温耐压是最常见的技术问题。压是最常见的技术问题。二、过油管张开式射孔器二、过油管张开式射孔器 原有的过油管射孔技术在使用中存在孔径小、穿深浅的致命问题，为解决这一原有的过油管射孔技术在使用中存在孔径小、穿深浅的致命问题，为解决这一难题，难题，国内外公司先后推出该项工业性应用的无枪身过油管张开式射孔器。国内外公司先后推出该项工业性应用的无枪身过油管张开式射孔器。采用张采用张开式过油管射孔器可以

44、在过油管后，在套中管射孔时达到常规射孔器的射孔效果，开式过油管射孔器可以在过油管后，在套中管射孔时达到常规射孔器的射孔效果，该射孔器能在通过油管前将。弹闭合在弹架管中，通过油管进入套管后将弹张开这该射孔器能在通过油管前将。弹闭合在弹架管中，通过油管进入套管后将弹张开这样，在油管井中相当于在。套管井中使用一种大直径的射孔枪，其弹的装药量达样，在油管井中相当于在。套管井中使用一种大直径的射孔枪，其弹的装药量达25g25g，平均穿深大于，平均穿深大于 480mm 480mm ，使射孔效果得到明显提高。，使射孔效果得到明显提高。 工作原理：工作原理： 射孔器在通过油管时，射孔弹闭合在弹架中，导爆索与弹

45、尾脱离接触。射孔器射孔器在通过油管时，射孔弹闭合在弹架中，导爆索与弹尾脱离接触。射孔器通过油管后，先进行射孔深度校正并定位，然后地面接通负电源引爆释放雷管，释通过油管后，先进行射孔深度校正并定位，然后地面接通负电源引爆释放雷管，释放装置释放锁住的射孔弹，射孔弹靠弹簧的拉力张开成放装置释放锁住的射孔弹，射孔弹靠弹簧的拉力张开成180度，此时，射孔弹弹尾起度，此时，射孔弹弹尾起爆点与导爆索接触，确认完全张开后，地面接通正电源起爆射孔雷管并引爆射孔弹。爆点与导爆索接触，确认完全张开后，地面接通正电源起爆射孔雷管并引爆射孔弹。主要技术参数主要技术参数 闭合外径：闭合外径： 48mm, 48mm, 张开

46、直径：张开直径： 104mm 104mm ， 翻转斜度：翻转斜度： 60 60 耐压：耐压： 90Mpa, 90Mpa, 相位：相位： 180 180 孔密：孔密： 14 14 孔孔/ /米米, , 耐温：耐温： 160 160 C/4h C/4h 穿深：穿深：480mm, 480mm, 孔径：孔径： 9.5mm, 9.5mm, 一次下井一次下井9 9米米/ /电缆输送电缆输送 由炸药、壳体及药型罩等构成具有聚能效应的组合体。聚能射孔弹按其由炸药、壳体及药型罩等构成具有聚能效应的组合体。聚能射孔弹按其结构分为有枪身射孔弹和无枪身射孔弹。结构分为有枪身射孔弹和无枪身射孔弹。 功能：穿透枪身管壁、

47、套管、水泥环和地层，形成油气流通道特性：属于二类炸功能：穿透枪身管壁、套管、水泥环和地层，形成油气流通道特性：属于二类炸药，灵敏度和危险性低于导爆索，但由于用量多，危险性大。药，灵敏度和危险性低于导爆索，但由于用量多，危险性大。结构：聚能射孔弹的结构由外壳、主炸药、起爆药和药锥形衬套四部分组成。结构：聚能射孔弹的结构由外壳、主炸药、起爆药和药锥形衬套四部分组成。影响射孔弹的聚能因素影响射孔弹的聚能因素: : 炸药质量、聚能穴形状和壁厚、聚能穴使用的材料、炸炸药质量、聚能穴形状和壁厚、聚能穴使用的材料、炸药柱的对称性、装药密度、药柱的密封情况、起爆能以及加工技术和装配工艺等。药柱的对称性、装药密

48、度、药柱的密封情况、起爆能以及加工技术和装配工艺等。常用射孔弹的类型：常用射孔弹的类型：按耐温等级分有：常温、高温和超高温三种。按耐温等级分有：常温、高温和超高温三种。按穿透性能分有：深穿透和大孔径二类。按穿透性能分有：深穿透和大孔径二类。一、聚能射孔原理一、聚能射孔原理 聚能射孔弹是根据聚能效应原理设计的。当射孔弹被引爆后，聚能射孔弹是根据聚能效应原理设计的。当射孔弹被引爆后，装药爆轰，压垮药型罩，形成高温高压的高速聚能射流，射孔冲击装药爆轰，压垮药型罩，形成高温高压的高速聚能射流，射孔冲击目的物，在目的物内形成孔道，达到射孔的目的。目的物，在目的物内形成孔道，达到射孔的目的。 无枪身射孔弹

49、是将带有聚能无枪身射孔弹是将带有聚能穴穴（内衬金属药型罩）的药柱装入（内衬金属药型罩）的药柱装入密封的壳体内，壳体的作用主要是隔离井液和承受外压。密封的壳体内，壳体的作用主要是隔离井液和承受外压。 有枪身射孔弹是将金属或金属粉末的药型罩直接压入装有炸药有枪身射孔弹是将金属或金属粉末的药型罩直接压入装有炸药的壳体内，壳体的内腔决定药柱的外形，由于有射孔枪枪身保护，的壳体内，壳体的内腔决定药柱的外形，由于有射孔枪枪身保护，射孔弹不接触井液，不承受外压。壳体的主要作用是延长药柱爆炸射孔弹不接触井液，不承受外压。壳体的主要作用是延长药柱爆炸对药型罩的作用时间，提高装药的有效利用率，提高射孔指标。对药型

50、罩的作用时间，提高装药的有效利用率，提高射孔指标。Unlined CavityExplosiveDetonatorLined Cavity(Metallic Liner)StandoffTarget Material射孔弹壳射孔弹壳起爆药起爆药主装药主装药药型罩药型罩 目前,射孔的穿深越来越受到人们的重视。这是因为一方面穿透深度超过污染带后能使产能有较大幅度的增加,另一方面尽可能提高穿深可以降低压裂酸化的破裂压力且提高压裂酸化的增产效果。起爆药起爆药弹壳弹壳主装药主装药药型罩药型罩 为了满足稠油井和防砂井的需要我为了满足稠油井和防砂井的需要我们往往使用大孔径弹，大孔径弹的弹壳分别们往往使用大孔

51、径弹，大孔径弹的弹壳分别有无碎屑、低碎屑和钢壳等几种，其中低碎有无碎屑、低碎屑和钢壳等几种，其中低碎屑和无碎屑弹射后弹壳成屑和无碎屑弹射后弹壳成2mm2mm直径的细粒，直径的细粒，以便将其循环出井。以便将其循环出井。Charge CaseExplosive LoadBooster MaterialLinerl23g 28g 32g 39g 43g 等lRDX HMX HNX PYXlDP、BH、GH等lZINC STEEL、LOW DEBRIS、NO DEBRISlDP52RDX-3 DPHMX-127 射孔枪分有枪身射孔枪和无枪身射孔枪。有枪身射孔枪是射孔枪分有枪身射孔枪和无枪身射孔枪。有枪

52、身射孔枪是用于承载射孔弹的密封承压发射体；无枪身射孔器中，它专指弹用于承载射孔弹的密封承压发射体；无枪身射孔器中，它专指弹架，无枪身射孔器的密封承压由无枪身射孔弹的弹壳承担。架，无枪身射孔器的密封承压由无枪身射孔弹的弹壳承担。 有枪身射孔枪还分有盲孔和无盲孔射孔枪。有枪身射孔枪还分有盲孔和无盲孔射孔枪。一、一、射孔枪的外径、孔密和方位射孔枪的外径、孔密和方位射孔枪系列有：射孔枪系列有：2-7/8 2-7/8 、3-1/2 3-1/2 、4 4 、4-1/2 4-1/2 、5 5 、6-1/4 6-1/4 和和 7 7 枪等。枪等。既有高孔密也有低孔密；根据不同的弹型配套的孔密有：既有高孔密也有

53、低孔密；根据不同的弹型配套的孔密有：1313孔孔/ /米、米、1616孔孔/ /米、米、2020孔孔/ /米、米、4040孔孔/ /米等米等方位有：方位有：6060、7272、9090、 150150 180 180、 3030/150/150、4545/135/135和和 7272/144/144等多品种。等多品种。穿深和孔径有：深穿透和大孔径两种。穿深和孔径有：深穿透和大孔径两种。二、射孔枪的主要部件二、射孔枪的主要部件 枪身、枪头组件、枪尾、中接头组件以及弹架等。枪身、枪头组件、枪尾、中接头组件以及弹架等。三、射孔枪的基本性能要求三、射孔枪的基本性能要求 射孔枪作为聚能射孔器的主体承载部

54、件，最基本的性能是其机械强度射孔枪作为聚能射孔器的主体承载部件，最基本的性能是其机械强度性能，只有在满足其机械性能的条件下，才能保证聚能射孔器在井下射孔性能，只有在满足其机械性能的条件下，才能保证聚能射孔器在井下射孔时的可靠性和安全性。最基本的性能有以下几点：时的可靠性和安全性。最基本的性能有以下几点： 抗拉强度、伸胀率和横向冲击性能等。抗拉强度、伸胀率和横向冲击性能等。 可靠性和安全性。可靠性和安全性。 直度直度 耐压耐压 进行混凝土靶或者模拟井打靶试验时，枪身变形、枪头、枪尾不脱落等进行混凝土靶或者模拟井打靶试验时，枪身变形、枪头、枪尾不脱落等 指标符合标准要求。指标符合标准要求。 四、射

55、孔器的配套对射孔深度的影响四、射孔器的配套对射孔深度的影响 同一种射孔枪、弹架配套不同的射孔弹对射孔的平均穿深、同一种射孔枪、弹架配套不同的射孔弹对射孔的平均穿深、 稳定性等存在影响。稳定性等存在影响。 同一种射孔弹配套不同的射孔枪、弹架，射孔效果有着显同一种射孔弹配套不同的射孔枪、弹架，射孔效果有着显 著的差异，有的甚至差异悬殊。著的差异，有的甚至差异悬殊。 同一种射孔弹配有盲孔的射孔枪比配套无盲孔的穿孔深度同一种射孔弹配有盲孔的射孔枪比配套无盲孔的穿孔深度 深。深。 同一种射孔枪配套不同的射孔弹射孔后对枪体的胀打量不同一种射孔枪配套不同的射孔弹射孔后对枪体的胀打量不 同。同。 聚能射孔枪、

56、弹的配套设计对保证射孔作业的施工质量是聚能射孔枪、弹的配套设计对保证射孔作业的施工质量是十分关键的。十分关键的。7 7 ”射射孔孔枪枪 8 8 方方位位， 40 40 孔孔/ /米米l炸高：射孔弹药型罩端面到枪体内壁的距离。炸高：射孔弹药型罩端面到枪体内壁的距离。l射孔间隙：枪体外壁到套管的距离。射孔间隙：枪体外壁到套管的距离。l弹间干扰：射孔时，弹与弹之间的干扰。弹间干扰：射孔时，弹与弹之间的干扰。l有开槽式、台阶式、压边式、加套式等、链有开槽式、台阶式、压边式、加套式等、链接式。接式。常常用用的的装装弹弹方方式式第一发弹被引爆第一发弹被引爆第二发引爆前，爆轰第二发引爆前，爆轰波已达到。波已

57、达到。怎样来减少弹间干扰？怎样来减少弹间干扰？测量点测量点序号序号射孔前射孔枪射孔前射孔枪外径外径mm射 孔 后 射射 孔 后 射孔 枪 外 径孔 枪 外 径mm变形量变形量mm117833179240912178341793510131783418045211417836181242885178381794610861784217956114测量点测量点序号序号射 孔 前 射射 孔 前 射孔 枪 外 径孔 枪 外 径mm射孔后射孔射孔后射孔枪外径枪外径mm变形量变形量mm1178371795611921783518010175317835181733384178301813530551783

58、01797714761782617924098 通过系列试验表明，高孔密复合射孔枪有可靠自身安全性，峰值压力接通过系列试验表明，高孔密复合射孔枪有可靠自身安全性，峰值压力接近射孔弹产生压力，高于国内、外有关资料的压力峰值。调整药量或改变药近射孔弹产生压力，高于国内、外有关资料的压力峰值。调整药量或改变药剂组份，可满足不同地层压裂压力。剂组份，可满足不同地层压裂压力。 名名 称称 单位单位 测测 量量 数数 据据 平平 均均 值值试验前测量的数据试验前测量的数据射孔枪外径射孔枪外径 mm114.9 114.8 115.1 114.9 114.8 114.9套管外径套管外径 mm 177.8 17

59、7.8射孔后测量的数据射孔后测量的数据射孔枪外径射孔枪外径 mm114.6 116.5 117.5 117.8 117.9 114.7 116.5套管孔眼尺寸套管孔眼尺寸 mm11.811.2 11.910.7 9.19.0 10.710.5 11.210.4 10.610.0 10.710.5 9.69.3 10.710.2套管内毛刺高度套管内毛刺高度 mm观察观察2.5mm套管外径套管外径 mm179.4 180.1 181.1 180.9 181.1 180.3 180.5射孔弹穿深射孔弹穿深 mm550 560 670 560 500 620 530 510 563复合射孔器的造缝能力

60、复合射孔器的造缝能力主裂缝长度主裂缝长度 mm贯穿全靶的主裂缝：贯穿全靶的主裂缝： 2400MM mm在孔道中有明显的微裂缝在孔道中有明显的微裂缝 海上油气田开发费用昂贵，根据不同地海上油气田开发费用昂贵，根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔参数（孔径、孔密、相位和穿深等），对增参数（孔径、孔密、相位和穿深等），对增加产能和减少修井补孔作业，提高油气田开加产能和减少修井补孔作业，提高油气田开发生产效益有重大影响。发生产效益有重大影响。 射孔作业是油气勘探和开发一个非常重要的环节，有效的射孔孔眼射孔作业是油气勘探和开发一个非常重要的环节，有效的射