2024年9月，中國石油集團測井有限公司（簡稱“中油測井”）發(fā)布了新一代“先鋒”超高溫超高壓射孔器系列，最大耐溫突破260℃/72h，相當(dāng)于在25%的巖漿溫度中保持3天不失效，最高耐壓突破245Mpa，相當(dāng)于兩個馬里亞納海溝最深處海底的靜水壓力。據(jù)了解，這兩項關(guān)鍵指標(biāo)超越了國際頂尖油服公司的同類產(chǎn)品，實現(xiàn)了真正意義上的“遙遙領(lǐng)先”。
特別值得一提的是，隨著我國油氣勘探開發(fā)的不斷深入，超深層油氣勘探開發(fā)已全面跨入8000m時代，并向萬米特深層進軍，射孔施工面臨超深、超高溫、超高壓等極端環(huán)境挑戰(zhàn)。
鑒于此，本次發(fā)布新一代“先鋒”超高溫超高壓射孔器，其意義不只是打破了國外技術(shù)壟斷，更重要的是萬米深地井射孔有了量身定制的“黑科技”。
目前，中油測井“先鋒”超高溫超高壓射孔器憑借其無懼井底“水深火熱”的優(yōu)異性能，已通過國內(nèi)唯一射孔器材檢查中心權(quán)威認(rèn)證以及現(xiàn)場先導(dǎo)性試驗，取得了階段性突破，成為了釋放超深層油氣的技術(shù)利器。
01
“無懼水深火熱”的黑科技
射孔被譽為油氣勘探開發(fā)的“臨門一腳”，其原理是通過多種傳輸方式，將射孔器精確對準(zhǔn)油氣井目的層位，利用射孔彈爆炸產(chǎn)生的高能金屬射流，依次穿透套管、水泥環(huán)并進入地層，建立起油氣層與井筒之間儲層改造和油氣產(chǎn)出的高效通道。
可以說，油氣井產(chǎn)量很大程度上取決于射孔質(zhì)量的好壞，尤其是開發(fā)成本更高的陸上超深層、海上超深水等油氣資源時，需要溫壓指標(biāo)更高、穿孔性能更優(yōu)、安全可靠的系列化成套化超高溫超高壓射孔器。
圍繞超深層油氣這一射孔需求，中油測井此次發(fā)布的新一代“先鋒”超高溫超高壓射孔器，集成了高強度高韌性射孔槍、超高溫超深穿透射孔彈、超高溫起爆傳爆火工系統(tǒng)三大部分，具有耐溫耐壓指標(biāo)高、高溫穿孔性能優(yōu)、火工品安全冗余、長跨度傳爆可靠等特點。
為提升射孔器材耐溫耐壓指標(biāo)，中油測井聯(lián)合研制了添加稀土元素的高強度高韌性管材，設(shè)計了“O型全氟橡膠密封圈+高分子塑料擋圈”結(jié)構(gòu)，在抵御井筒高溫高壓環(huán)境的同時，又兼具優(yōu)良的抗酸堿能力。
同時，為改善高溫穿孔性能下降問題，藥型罩采用了納米金屬粉末材料特殊結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了超長金屬射流。
按國家試驗標(biāo)準(zhǔn)測試，新一代“先鋒”超高溫超深穿透射孔彈最大穿深達(dá)829mm，最大孔徑10.6mm，分別是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的1.57倍和1.51倍。
當(dāng)然，中油測井在追求射孔耐溫耐壓和穿孔性能的同時，并未忽視石油行業(yè)尤為重視的安全性和可靠性。
為提高火工品安全冗余，中油測井對火工品采用了鈍化處理，降低了炸藥撞擊集摩擦感度50%以上，避免了火工品在運輸、裝配、使用過程中可能出現(xiàn)誤起爆情況。
為確保火工品起爆傳爆穩(wěn)定可靠，中油測井攻關(guān)形成了多段增強起爆傳爆、自動補償隧道傳爆等關(guān)鍵核心技術(shù)，提高了火工品間傳爆性能，從而實現(xiàn)2000m跨度射孔段、數(shù)萬發(fā)射孔彈同時可靠起爆傳爆。
正是經(jīng)過精心打磨與技術(shù)創(chuàng)新，中油測井發(fā)布的新一代“先鋒”超高溫超高壓射孔器，作為高溫高壓射孔技術(shù)的集大成之作，最大耐溫突破260℃/72h，最高耐壓突破了245MPa，最大作業(yè)深度突破12000m，能夠滿足目前國內(nèi)外絕大多數(shù)高溫高壓井及超深井的施工需求。
02
敲開深地油氣的大門
如果說超高溫超高壓射孔器是打開深層油氣大門的“金鑰匙”，那么中油測井一路走來，已經(jīng)將這把寶貴的鑰匙緊緊攥在了自己的手中。
在我國油氣勘探開發(fā)實踐中，將埋深超過6000米和8000米的地層分別定義為深層和超深層，根據(jù)全國油氣資源動態(tài)評價，我國深層、超深層油氣資源達(dá)671億噸油當(dāng)量，占全國油氣資源總量約1/3。
可以說，開發(fā)深層、超深層油氣資源是保障國家能源安全，實現(xiàn)油氣增儲上產(chǎn)的必由之路。
遺憾的是，21世紀(jì)初期，國內(nèi)深層、超深層油氣開發(fā)領(lǐng)域的高端裝備及技術(shù)被國外油服公司主導(dǎo)，超高溫超高壓射孔技術(shù)便是其中之一。
面對當(dāng)時國外技術(shù)封鎖、國內(nèi)無經(jīng)驗借鑒的困局，中油測井經(jīng)過十余載攻關(guān)研究，2015年率先定型了210℃/175MPa系列射孔器材，突破了射孔彈結(jié)構(gòu)、藥型罩結(jié)構(gòu)與配方等多項關(guān)鍵卡點難題，將射孔彈穿深指標(biāo)提高了40%以上，創(chuàng)下當(dāng)時世界射孔穿深紀(jì)錄。
自此開始，中油測井“先鋒”射孔器材及配套技術(shù)，陸續(xù)進入塔里木、西南、青海等高溫高壓深井區(qū)塊，打破了國外油服公司的射孔技術(shù)壟斷，將射孔完井施工費用降低了50%以上。
高端射孔市場取得重大突破的中油測井，并未放緩腳步，而是乘勝追擊。
為滿足國內(nèi)深層油氣勘探開發(fā)需求，中油測井陸續(xù)定型了溫壓指標(biāo)更高的系列化射孔器。2022年9月，中油測井采用自主研制的89型210MPa射孔器，完成了西南油氣田L(fēng)X 1井射孔作業(yè)，井底施工壓力突破200MPa大關(guān)，創(chuàng)造國內(nèi)射孔作業(yè)施工壓力最高204.6MPa紀(jì)錄。
如今，中油測井帶來再度升級的“先鋒”超高溫超高壓射孔器，已經(jīng)過多口井的現(xiàn)場試驗及驗證，儼然成為國內(nèi)深層、超深層油氣開發(fā)的“新利器”。
在西南油氣田，創(chuàng)造了亞洲射孔垂深最深8880m紀(jì)錄。在中海油WZ 11-2-C4H平臺，實現(xiàn)了上千米跨度、20000余發(fā)射孔彈、超半噸炸藥同時起爆。
或許，隨著越來越多類似“先鋒”超高溫超高壓射孔技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，我們有理由期待，國內(nèi)深層油氣勘探開發(fā)將不斷前行，邁向更深、更廣的領(lǐng)域。
