鑄造解放油氣的“金鑰匙”
——中油測井“先鋒”射孔利器落地“生金”紀(jì)實(shí)

特約記者 趙 超

俗話說，上天容易入地難。油氣勘探開發(fā)，就是要在看不見摸不著的千米地下尋找和開采油氣，難度可想而知。

其中，更是有一項(xiàng)與巖石“硬碰硬”的技術(shù)，它就是射孔。

如果將油氣勘探比喻為探采寶藏，那么射孔就是打開寶藏的“金鑰匙”。它是在物探、鉆井、測井、固井等工序后，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，建立油氣產(chǎn)出的通道。

作為中油測井的拳頭產(chǎn)品，“先鋒”超深穿透射孔彈的研發(fā)和應(yīng)用始終瞄準(zhǔn)油氣田效益開發(fā)需求，一路從科研攻關(guān)到應(yīng)用推廣，它始終帶著“創(chuàng)新+創(chuàng)效”的雙重基因，在激烈的市場競爭中，它不僅贏得了品牌口碑，更為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，先后在中國石油、中國石化、延長油田等國內(nèi)油田應(yīng)用300余萬發(fā)，實(shí)現(xiàn)國際出口銷售30余萬發(fā)。

讓射流再飛一會兒

近年來，隨著油氣勘探對象日趨復(fù)雜，深層超深層、非常規(guī)油氣成為重要接替領(lǐng)域，這些“寶藏”所在儲層往往具有低孔隙度、低滲透率的特點(diǎn)，使其不僅難找，更加難采。“先鋒”超深穿透射孔彈正是迎著這樣的難題，應(yīng)運(yùn)而生。

射孔被譽(yù)為打開油氣寶藏的“金鑰匙”。它是在物探、鉆井、測井、固井等工序后，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，建立油氣產(chǎn)出的通道。

“隨著油氣勘探開發(fā)需求的變化，射孔的任務(wù)也從最初的簡單打穿地層，發(fā)展為改善施工效果、提升單井產(chǎn)量和油氣采收率。這對射孔穿深提出了更高要求，射孔孔道越大越深，溝通的地層孔隙與裂縫就越多，就像擰開了藏在地下巖層縫隙中的微小油氣開關(guān)，擰開的越多，油氣產(chǎn)量就越大。”中油測井射孔器材二級工程師郭鵬如是說。

技術(shù)人員以目標(biāo)為導(dǎo)向，從射孔彈關(guān)鍵部件藥型罩入手，利用大型非線性動力學(xué)計算軟件，開展千百次的理論數(shù)值計算模型，對射流參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)分析，優(yōu)化射孔彈藥型罩結(jié)構(gòu)及裝藥結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過多次模擬仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際打靶實(shí)驗(yàn)，射孔彈炸藥爆炸能量的利用率得到大幅提升，射流穿孔動能進(jìn)一步增強(qiáng)，金屬射流速度梯度分布得到了優(yōu)化。

劉建 攝

“先鋒”超深穿透射孔彈問世以來，中油測井依托射孔技術(shù)研發(fā)、射孔施工服務(wù)和射孔器材制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，在應(yīng)用中不斷改進(jìn)優(yōu)化，在API（美國石油學(xué)會）官網(wǎng)上，將射孔穿深紀(jì)錄從2010年的1539毫米一路提升至2017年的1986毫米，創(chuàng)造了領(lǐng)先國內(nèi)、比肩國際一流的優(yōu)異成績。

變“設(shè)計圖”為“產(chǎn)量表”

科研創(chuàng)新的目標(biāo)在于轉(zhuǎn)化應(yīng)用。中油測井將服務(wù)油氣效益開發(fā)作為科研創(chuàng)新的試金石，探索制定科研成果轉(zhuǎn)化激勵和約束機(jī)制，為科研項(xiàng)目落地“生金”提供機(jī)制保障，將科研成果變?yōu)榻?jīng)營碩果。

“有沒有創(chuàng)新點(diǎn)？是不是自主制造？產(chǎn)生了多少經(jīng)濟(jì)效益？”中油測井西南分公司一級工程師賀洪舉在每次科研項(xiàng)目評審時都會這樣問。中油測井始終認(rèn)為，科研產(chǎn)品必須經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐和市場檢驗(yàn)，能解決生產(chǎn)問題、滿足市場需求并取得較好的經(jīng)濟(jì)效益才是好產(chǎn)品。

鮮明的導(dǎo)向機(jī)制，激活了一池創(chuàng)效春水。“先鋒”超深穿透射孔彈項(xiàng)目研發(fā)實(shí)行“科研+制造+生產(chǎn)+推廣”一體化管理模式。從項(xiàng)目開始之初，就從生產(chǎn)需求出發(fā)，瞄準(zhǔn)低孔低滲儲層及深井超深井等復(fù)雜井況下的射孔完井技術(shù)難題，突出射孔彈穿深性能和穩(wěn)定性。為了確保科研成果變?yōu)閮?yōu)質(zhì)產(chǎn)品，中油測井狠抓制造環(huán)節(jié)，對標(biāo)國際一流，花大力氣建設(shè)射孔彈自動化生產(chǎn)線，攻克了自動稱量藥粉、自動壓罩、自動壓裝等一系列工序技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造全過程智能化、精準(zhǔn)化控制，確保產(chǎn)品制造質(zhì)量的同時，提升了科研、試驗(yàn)和投產(chǎn)速度，為“先鋒”超深穿透射孔彈高效、大批量生產(chǎn)提供了自動化裝備保障。

超深穿透射孔彈自動化生產(chǎn)

在科學(xué)機(jī)制的助推下，帶著創(chuàng)效基因的“先鋒”超深穿透射孔彈一亮相就取得不俗成績。重慶焦石壩頁巖氣開發(fā)初期，國內(nèi)外技術(shù)服務(wù)公司同臺競技，“先鋒”超深穿透射孔彈力壓群雄，先后助力四口氣井日產(chǎn)攀上百萬立方。

成為市場“香餑餑”

真金不怕火煉，方顯利器本色。在塔里木油田城探3井，“先鋒”超深穿透射孔彈扛住210攝氏度超高溫作業(yè)條件，一次作業(yè)成功，一舉在塔里木“三超井”射孔市場站穩(wěn)腳跟，成為8000米以上超深井射孔作業(yè)的“扛把子”，近3年應(yīng)用量超15萬發(fā)。在西南油氣田，“先鋒”超深穿透射孔彈主動適應(yīng)頁巖氣開發(fā)需求，優(yōu)化射孔孔徑，為儲層酸化壓裂創(chuàng)造更優(yōu)條件，增產(chǎn)效果顯著，受到焦石壩、長寧威遠(yuǎn)等區(qū)域的青睞。

“使用‘先鋒’超深穿透射孔彈，可以為后續(xù)壓裂創(chuàng)造更好的孔徑條件，增產(chǎn)效果更加顯著，甲方非常喜歡。”中油測井首席專家唐凱介紹道。

“先鋒”超深穿透射孔彈憑借提升單井產(chǎn)能的技術(shù)優(yōu)勢，在激烈的市場競爭中脫穎而出，成為國內(nèi)塔里木、西南、新疆、華北等多個油氣田復(fù)雜勘探領(lǐng)域作業(yè)的指定產(chǎn)品。

與此同時，“先鋒”超深穿透射孔彈走出國門、奔赴海外，在國際市場持續(xù)走俏，先后出口到土庫曼斯坦、伊拉克、古巴、烏克蘭、敘利亞、阿塞拜疆等6個國家，銷量額逐年遞增。“先鋒”超深穿透射孔彈已經(jīng)成為國內(nèi)外射孔器材市場中的“香餑餑”。

積極應(yīng)變，主動求變，才能與時代同行。“先鋒”超深穿透射孔彈在助力油氣田效益開發(fā)的同時，不斷尋求自身突破。

目前，中油測井測井重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室射孔技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室已建成并投入使用，實(shí)驗(yàn)室配備的國內(nèi)民爆行業(yè)唯一射孔彈爆炸沖擊圖像捕捉系統(tǒng)，為研究射孔彈高能射流提供了直觀的影像數(shù)據(jù)。檢測手段多樣的模擬儲層射孔性能試驗(yàn)裝置和國內(nèi)最高壓力(350MPa/常溫)的井下作業(yè)工具極限耐壓試驗(yàn)裝置，讓產(chǎn)品走上市場前，有更多的“演習(xí)”和“進(jìn)化”機(jī)會，從而更好適應(yīng)實(shí)戰(zhàn)。“先鋒”超深穿透射孔彈正像它的名字一樣，永遠(yuǎn)走在為油氣田效益開發(fā)貢獻(xiàn)力量的先鋒路上。