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(chǎn)品

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(chǎn)品

萬米射孔“彈無虛發(fā)”破極限

　　“極限工況，才是檢驗技術(shù)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(fā)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(fā)出的高能金屬射流，穿過厚厚的套管、水泥環(huán)和地層，打通油氣產(chǎn)出的通道。萬米射孔，全球首例！這是對中油測井射孔技術(shù)實力的硬核檢驗，更是其自主創(chuàng)新寫下的優(yōu)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(huán)境，是對射孔器的“終極試驗場”。無論是射孔槍的結(jié)構(gòu)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(tǒng)的可靠性，任何一個環(huán)節(jié)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?！鄙淇坠に囇芯慷壒こ處熇畋捡Y坦言。為攻克此難關，中油測井射孔工具團隊結(jié)合材料、力學、機械等多學科技術(shù)，研發(fā)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(huán)境下的強度衰減低于6.8%，確保射孔槍結(jié)構(gòu)和尺寸在萬米以深高度穩(wěn)定。同時，創(chuàng)新采用“O型全氟橡膠密封圈+高分子塑料擋圈”雙重密封結(jié)構(gòu)，有效保護內(nèi)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(xù)迭代射孔彈技術(shù)，通過引入納米金屬粉末材料提升金屬射流的延展性，并創(chuàng)新“雙錐雙弧四組合”結(jié)構(gòu)優(yōu)化金屬射流形態(tài)，打造出新一代“先鋒”超高溫超深穿透射孔彈。經(jīng)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(guī)定值的1.57倍和1.51倍。

　　在深地塔科1井10697米至10791米作業(yè)中，“先鋒”超高溫超高壓射孔器在井底持續(xù)停留72小時，承受長時間極端環(huán)境的考驗。306發(fā)射孔彈全部精準起爆，平均孔徑達9.4毫米，展現(xiàn)出超高的穿孔質(zhì)量。射孔槍脹徑僅為0.2至0.7毫米，表現(xiàn)穩(wěn)定。

　　“'彈無虛發(fā)'的背后還有一項技術(shù)托底。”“先鋒”超高溫超高壓射孔器研發(fā)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(shù)，為射孔彈群構(gòu)建穩(wěn)固可靠的'神經(jīng)中樞'，確保能量得到充分、精準地釋放?！边@套系統(tǒng)曾在海上平臺長達2000米射孔段的作業(yè)中，精準傳遞指令，數(shù)萬發(fā)射孔彈無一“失聯(lián)”。

　　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(shù)十載對射孔技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新的積淀。自1970年開始，經(jīng)過29載自主研發(fā)，“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(chuàng)下當時世界射孔穿深紀錄，中國射孔技術(shù)從此“挺直脊梁”。

　　此后7年，“先鋒”射孔技術(shù)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(xù)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(shù)實現(xiàn)從“追趕者”到“定義者”的歷史跨越。

　　如今，“先鋒”射孔技術(shù)已躋身國際先進行列，超深穿透、等孔徑、無槍身等61種產(chǎn)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(shù)據(jù)，強勢創(chuàng)造了API認證紀錄，曾經(jīng)創(chuàng)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(shù)進階之路，正為全球油氣資源開發(fā)進軍深地提供硬核支撐，在國內(nèi)川南、渝西深層頁巖氣及焦石壩等非常規(guī)油氣區(qū)塊精準發(fā)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(qū)，于多元復雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域充分驗證其技術(shù)可靠性，獲得用戶認可和信賴。

　　全鏈條協(xié)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(shù)的突圍，更驗證了中油測井將極端工況創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的系統(tǒng)工程能力。

　　今年5月，中油測井2項創(chuàng)新成果在北美射孔年會（NAPS）上引發(fā)“圍觀”：8000以深井射孔測試聯(lián)作管柱多級安全屏障構(gòu)建技術(shù)，將射孔測試聯(lián)作技術(shù)最高耐溫耐壓指標提升至210攝氏度、175兆帕，實現(xiàn)作業(yè)提速28%；基于頁巖油特征的射孔優(yōu)化研究，通過“三維地質(zhì)建模+井下環(huán)境仿真”技術(shù)，確定等孔徑射孔技術(shù)可形成規(guī)則孔道，促使平均破裂壓力降低7.28%，產(chǎn)液貢獻率提高2.2%。

　　“對于深層、超深層、非常規(guī)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(huán)境，并改善施工效果、提升油氣采收率。”中油測井射孔技術(shù)研發(fā)工程師趙敏說。近三年，射孔測試聯(lián)作管柱多級安全屏障構(gòu)建技術(shù)已在國內(nèi)累計推廣應用70余井次，在蓬深6井創(chuàng)下射孔測試聯(lián)作井深最深8276米的紀錄，在昆1-1井實現(xiàn)204攝氏度連續(xù)作業(yè)186小時，在宣探1井助力日產(chǎn)氣超百萬方，發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造。同時，等孔徑射孔技術(shù)在慶城頁巖油國家試驗區(qū)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(xù)壓裂作業(yè)創(chuàng)造更好的儲層改造條件，助力單井產(chǎn)量提高。

　　“'先鋒'射孔技術(shù)不是單一環(huán)節(jié)的突破，而是從基礎材料創(chuàng)新、核心利器研發(fā)到精準工程設計、高效安全作業(yè)全鏈條的協(xié)同攻堅。”唐凱說，“正是這'技術(shù)底盤'讓我們能打破萬米深地極限射孔紀錄，能持續(xù)為全球復雜油氣藏開發(fā)創(chuàng)造價值?！睋?jù)悉，不久前“先鋒”超深井穿孔技術(shù)和切割技術(shù)也在深地塔科1井成功應用，均實現(xiàn)一次成功并創(chuàng)造新的世界紀錄。（記者 楊倩）

　　轉(zhuǎn)自：中國石油報

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