TCP射孔工藝技術的改進與拓展

羅曉青　李明偉

摘 要：近年來，TCP射孔工藝技術已經逐漸發展成未來油氣井射孔技術重要趨勢，綜合開發TCP射孔工藝技術，并基于諸多全新井下射孔啟爆器材的深入研發，科學化改進TCP射孔工藝，多項井下作業工藝和TCP射孔的科學化組合，能夠為TCP射孔工藝技術的推廣應用提供有價值的參考依據?；诖?，文章將TCP射孔工藝技術作為主要研究對象，重點闡述其改進與拓展的相關內容，希望有所幫助。

關鍵詞：TCP射孔工藝技術；改進；拓展

自TCP射孔工藝技術被引入國內后，我國大部分石油企業憑借自身的技術能力，加大開發TCP射孔工藝技術的力度，且在多個領域取得了可觀的發展成就。以此為基礎，還自主研發水平井、小井眼、穿透TCP射孔等多種現代化技術。由此可見，深入研究并分析TCP射孔工藝技術的改進與拓展具有一定的現實意義。

一、科學選擇射孔器材

我國在對TCP射孔工藝技術引入預后，開始致力于TCP射孔設計優化與射孔器材選擇工作。在實踐過程中，對西南石油大學的射孔參數優化設計思想加以借鑒，成功地研發了能夠應用在東部地區小型斷塊油氣田TCP射孔參數的優化設計計劃[1]。而在此設計計劃中，實現了射孔作業孔徑、孔深、相位、孔密與祖業負壓數值等諸多參數的優化組合，進而對油氣井產量及產率比進行科學化地預測。結合施工現場的應用效果與后期效果的反饋，并總結出不同條件下射孔作業所需遵循的施工原則，為國內油田工作的開展奠定了堅實基礎。

在選擇使用射孔器材方面，在眾多方案中博彩眾長，確定最佳的方案。其中，聚能射孔彈對國內重點生產廠家產品進行選擇，而彈型則包括多種深穿透射孔彈。對于射孔槍而言，則能夠結合具體的使用需求，對孔眼規則、具有較強耐壓性與密封性的射孔槍進行選用。另外，啟爆器材在選擇方面，以耐高壓且穩定性較強的撞擊安全雷管為主，并分析其結構，圖1為聚能射孔彈、彈架、起爆傳爆部件構成圖。

圖1 聚能射孔彈、起爆傳爆部件構成圖

二、基本作業技術的開展

（一）機械投棒撞擊式TCP射孔

通常情況下，對于尤其勘探詳查區域與開發區域，在開展TCP射孔作業的過程中，同樣會借助機械投棒撞擊點火進而引爆的方法。具體指的就是在油管的作用下，將射孔槍合理地送入井下的特定位置，并從井口投放金屬投棒，對雷管進行撞擊后，即可使射孔彈被引爆，實現發射的目的。

如果是直井亦或是小角度斜井，可選擇使用直型鋼質投棒，不僅使用方便且具有明顯的經濟性特征[2]。如果是定向斜井，應選擇專用的投棒。在實際研發中，對萬向節滾輪式投棒的成功研發，對斜井管串內壁摩擦阻力影響金屬投棒自由落體速度的問題進行了有效解決。在這種情況下，銅質的投棒能夠規避鉆桿傳送射孔過程中管串強磁力對于鋼質投棒的吸附效果。

在開窗式防砂撞擊點火裝置成功研發后，此裝置上部喇叭口不僅具備了投棒導向，同時還能夠避免測井定位過程中，測井儀器撞擊點火撞擊，使得錯誤射孔的幾率明顯下降。而對于中央開窗口而言，則能夠對管柱內部的沉積物進行清除處理，確保成功撞擊射孔。此裝置能夠重復性地運用，且減少了單層作業的費用支出。

（二）水平井TCP射孔

此技術經過長期的現場試驗研究，逐漸發展成中長半徑水平井的TCP射孔工藝技術，可以在超長和超深水平井定向射孔作業中發揮重要作用。

對于水平井TCP射孔定向而言，主要是對重心偏移的方式加以利用，對射孔方向做出適當調整，而在科學組合旋轉短節與導向翼式定向槍的基礎上，即可準確定向射孔，且定向的精準度在-60～60度之間。

對水平井射孔進行使用的過程中，一次性打開油層井段的長度較長。采用TCP射孔對長井段射開的過程中，會形成較大的震擊力，則壓力增加明顯，導致儀器設備被嚴重損壞，套管受到傷害。為此，應選擇使用分段射孔或者是間隔性引爆的工藝手段。將100米的射孔長度合理地分成3-4段左右[3]。

針對液壓延時點火引爆而言，具體指的就是對液壓延時原理的充分利用，對不同節點火起爆器啟爆的時間加以控制，進而實現分段與分次的目標。隨后，根據特定順序逐級將液壓點火起爆器啟動，以實現射孔作業目標。

（三）小井眼定向井TCP射孔

小井眼就是油層套管的尺寸不超過139.7毫米的井眼，正是因為小井眼的套管內徑不大，所以井下工具與工藝技術必須合理化改進。只有這樣，才能夠與小油套管特殊性要求相適應。

結合套管開窗側鉆小井眼定向井這一基本特征，對小尺寸的射孔槍、配套井下工具與點火起爆器加以研制。在實際應用的過程中，能夠有效地節省作業費用支出，且經濟效益顯著，推廣與應用價值較高。

三、TCP射孔綜合作業工藝技術

在實踐作業過程中，科學合理地組合多種TCP射孔工藝技術，能夠在充分發揮各項技術功用的同時，全面提高綜合作業效果。

（一）超壓酸TCP射孔

此TCP射孔技術的基本原理就是在TCP射孔的基礎上，通過地面動力泵所施加的泵壓、TCP射孔炸藥增壓和井內部酸處理液液柱壓力，在三者疊加的情況下，產生了比油氣儲層破裂壓力更大的壓力，導致射孔的孔道周邊地層形成微裂縫。此時，經過配伍的酸處理液，即可從地面酸泵擠入到射孔孔道、地層孔隙和微裂縫內，確保微裂縫與孔隙不斷擴大并被溶蝕，一定程度上優化了儲層滲流的條件，使得井層實際產量明顯提高。此TCP射孔工藝技術應用于高滲與中高產油氣層中的效果理想，同時也可被應用在油氣井層大型酸化壓裂施工預處理的過程中。

超壓酸TCP射孔的超壓可以保證射孔孔道周邊的儲層出現微裂縫，并在沖刷的基礎上，使得微裂縫逐漸擴大。將此類技術應用在油氣儲層中，能夠有效規避對儲層的污染與傷害，使得井筒周邊儲層滲流條件得以改善。與此同時，可以一次性地完成射孔造縫與酸洗工作，實現了油井的不斷完善，為科學合理地評價單層單井提供了必要保障。

（二）TCP射孔與高能氣體壓裂復合射孔

有效融合TCP射孔與高能氣體壓裂復合射孔，在井下套管尺寸影響之下，射孔槍的內徑會對射孔彈裝藥量產生限制，也對聚能射孔彈性能的提升造成的影響。而在常規的射孔期間，在射流擠壓之下，會直接損害油井[4]。而通過對TCP射孔與高能氣體壓裂復合射孔工藝技術的應用，即可對以上技術問題加以解決，也就是說，在油管傳輸射孔槍末端部位攜帶高能氣體壓裂彈，并在一次下井的過程中，同時完成兩項作業。在射孔槍引爆以后，對高能氣體壓裂彈進行延時引爆，且壓裂彈內部火藥需根據事先設計燃燒方式與規律燃燒，最終形成高溫高壓的氣體，借助脈沖加載的形式，沿著射孔的孔道壓裂油層，以保證油層能夠呈現出輻射狀裂縫的形式，進而和天然裂縫有效溝通，一定程度上實現了油層導流能力與滲透能力的增強，實際產量也明顯增加。

結束語

綜上所述，以TCP射孔工藝技術為基礎，國內已經成功研發出眾多全新的射孔工藝，并將其也能夠用在實踐過程中，不僅使得TCP射孔工藝得到了全面改進與完善，同時也使其應用性能與價值范圍得以拓展，推廣應用的可信性更加顯著，一定程度上推動了現代油層的開采作業。