中油測井自研超高溫超高壓射孔器的耐溫、耐壓兩項關鍵指標均超越國際同類產品
萬米射孔“彈無虛發”破極限
“極限工況，才是檢驗技術可靠性的試金石。”9月29日，中油測井首席專家唐凱指著公司自研的“先鋒”超高溫超高壓射孔器介紹說。此前，“先鋒”89型260攝氏度245兆帕射孔器材在深地塔科1井成功應用，精準射穿萬米的地層，改寫了全球射孔深度紀錄。
射孔被稱為油氣勘探開發領域的“臨門一腳”，是在物探、鉆井、測井、固井等工序之后，利用射孔彈迸發出的高能金屬射流，穿過厚厚的套管、水泥環和地層，打通油氣產出的通道。萬米射孔，全球首例！這是對中油測井射孔技術實力的硬核檢驗，更是其自主創新寫下的優異答卷。
萬米試“金”關關難過關關過
井下萬米，超深、超高溫、超高壓、復雜井筒環境，是對射孔器的“終極試驗場”。無論是射孔槍的結構強度、密封性能，還是射孔彈的穿深和孔徑，或是起爆、傳爆系統的可靠性，任何一個環節失守，都可能前功盡棄。
“尤其是高溫高壓的疊加效應，對材料和工藝提出了近乎苛刻的要求。”射孔工藝研究二級工程師李奔馳坦言。為攻克此難關，中油測井射孔工具團隊結合材料、力學、機械等多學科技術，研發出添加稀土元素的高強度高韌性“特種”合金，其在極端溫壓環境下的強度衰減低于6.8%，確保射孔槍結構和尺寸在萬米以深高度穩定。同時，創新采用“O型全氟橡膠密封圈+高分子塑料擋圈”雙重密封結構，有效保護內部火工件免受鉆井液的侵蝕。
破巖的核心在于射孔彈，這是另一場硬仗。中油測井持續迭代射孔彈技術，通過引入納米金屬粉末材料提升金屬射流的延展性，并創新“雙錐雙弧四組合”結構優化金屬射流形態，打造出新一代“先鋒”超高溫超深穿透射孔彈。經國家試驗標準測試，最大穿深829毫米、最大孔徑10.6毫米，分別是國家標準規定值的1.57倍和1.51倍。
在深地塔科1井10697米至10791米作業中，“先鋒”超高溫超高壓射孔器在井底持續停留72小時，承受長時間極端環境的考驗。306發射孔彈全部精準起爆，平均孔徑達9.4毫米，展現出超高的穿孔質量。射孔槍脹徑僅為0.2至0.7毫米，表現穩定。
“'彈無虛發'的背后還有一項技術托底。”“先鋒”超高溫超高壓射孔器研發人員陳建波說，“我們攻關多段增強起爆傳爆、自動補償隧道傳爆等核心技術，為射孔彈群構建穩固可靠的'神經中樞'，確保能量得到充分、精準地釋放。”這套系統曾在海上平臺長達2000米射孔段的作業中，精準傳遞指令，數萬發射孔彈無一“失聯”。
四破世界紀錄 步步突破步步強
在地下萬米射孔成功，根植于中油測井數十載對射孔技術持續創新的積淀。自1970年開始，經過29載自主研發，“先鋒”127型超深穿透射孔彈首次突破1000毫米穿深，到2015年率先定型210攝氏度175兆帕系列射孔器材，穿深指標提升40%，創下當時世界射孔穿深紀錄，中國射孔技術從此“挺直脊梁”。
此后7年，“先鋒”射孔技術前進的腳步從未停歇。2017年1986毫米、2020年2091毫米、2022年2258毫米、2023年2662毫米，穿深持續自我超越，四破世界紀錄。耐壓能力同步攀升，2022年，89型245兆帕210攝氏度射孔器在塔里木復雜井成功應用，中國射孔技術實現從“追趕者”到“定義者”的歷史跨越。
如今，“先鋒”射孔技術已躋身國際先進行列，超深穿透、等孔徑、無槍身等61種產品完成API注冊認證， 89、102、127三型射孔器攜1732、2011、2662毫米穿深數據，強勢創造了API認證紀錄，曾經創造的亞洲射孔垂深8880米最深紀錄，也改寫為打造萬米全球射孔深度新標桿。這條貫穿深度、精度、強度的射孔技術進階之路，正為全球油氣資源開發進軍深地提供硬核支撐，在國內川南、渝西深層頁巖氣及焦石壩等非常規油氣區塊精準發力，顯著提升儲層改造效果；在海外成功登陸41個國家和地區，于多元復雜地質構造區域充分驗證其技術可靠性，獲得用戶認可和信賴。
全鏈條協同攻堅 招招落地招招實
當“先鋒”打破萬米深地的寂靜，這不僅是技術的突圍，更驗證了中油測井將極端工況創新轉化為生產力的系統工程能力。
今年5月，中油測井2項創新成果在北美射孔年會（NAPS）上引發“圍觀”：8000以深井射孔測試聯作管柱多級安全屏障構建技術，將射孔測試聯作技術最高耐溫耐壓指標提升至210攝氏度、175兆帕，實現作業提速28%；基于頁巖油特征的射孔優化研究，通過“三維地質建模+井下環境仿真”技術，確定等孔徑射孔技術可形成規則孔道，促使平均破裂壓力降低7.28%，產液貢獻率提高2.2%。
“對于深層、超深層、非常規等油氣資源，射孔不能只是簡單地打穿地層，而是要適用于苛刻井下環境，并改善施工效果、提升油氣采收率。”中油測井射孔技術研發工程師趙敏說。近三年，射孔測試聯作管柱多級安全屏障構建技術已在國內累計推廣應用70余井次，在蓬深6井創下射孔測試聯作井深最深8276米的紀錄，在昆1-1井實現204攝氏度連續作業186小時，在宣探1井助力日產氣超百萬方，發現新構造。同時，等孔徑射孔技術在慶城頁巖油國家試驗區成功完成281井次應用，精準控制孔眼尺寸和孔道空間分布，為后續壓裂作業創造更好的儲層改造條件，助力單井產量提高。
“'先鋒'射孔技術不是單一環節的突破，而是從基礎材料創新、核心利器研發到精準工程設計、高效安全作業全鏈條的協同攻堅。”唐凱說，“正是這'技術底盤'讓我們能打破萬米深地極限射孔紀錄，能持續為全球復雜油氣藏開發創造價值。”據悉，不久前“先鋒”超深井穿孔技術和切割技術也在深地塔科1井成功應用，均實現一次成功并創造新的世界紀錄。（記者 楊倩）
轉自：中國石油報
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