穿石利器话“庆矛”

宫 柯

穿石利器话“庆矛”

宫 柯

当代勘探开发油气田，虽然井越钻越深，易于开采的油气层却越来越少。为了获得预期产能，世界各产油国竞相运用高科技手段研究临门一脚的油气层射孔，深穿透、无污染、低伤害的射孔器材成为国际市场上的宠儿。我国生产的“庆矛”牌系列产品被誉为“王者之剑”，名冠五洲，大放溢彩。光鲜夺目的背后是一条艰难曲折的创新之路，回望原始的起点，需要把时光的指针拨回到半个世纪以前。

建国初期我国没有自己的产品，在大西北发现的几处小油田上主要使用苏联援助的射孔器材。上个世纪50年代后期开始照葫芦画瓢进行仿制，其中58-65型有枪身射孔弹虽然定型生产，但是没有脱离原设计固有的缺陷，尽管射孔弹的威力很大，但是易造成套管变形或产生裂缝。1964年停止使用后改用对套管损伤程度相对比较轻的57-103型射孔弹，仍然不尽如人意。这种射孔弹虽然在苏联原设计的基础上有所改进，还是保留了有枪身射孔的传统模式，受枪身的几何尺寸和投送电缆的承载能力限制，下井一次仅能射开2米井段，钻遇油层厚度累计数十米的生产井大都需要连续作业几十个小时才能射完。繁琐的低效率，极易在打开油气层后诱发井喷事故，即便没有发生井喷，先被打开的油气层由于受压井液浸泡的时间比较长，也会受到二次污染降低产能。上个世纪60年代中期，生产 57-103型射孔枪的材料还十分短缺，必须使用制造高射炮的无缝钢管加工枪身，不仅成本极高而且寿命还很短，平均下井3.5次就得更新。国产的射孔器材无疑是制约石油工业快速发展的短板， 1965年石油工业部决定在大庆油田成立射孔器材研发制造中心，从此结束了模仿制造，向自主创新的征程跨出第一步。

大庆油田勘探开发研究院地球物理所的工程师们成为研发新型射孔器材的主力，他们突破苏联的设计框架，结合大庆油田的地质特征和井身结构，提出了无枪身射孔的新颖思路，在当时第五机械工业部763厂的协助下，于1968年的7月取得了试验成功。这种无枪身的射孔弹装药量是58-65型的二分之一，穿透能力比57-103型增加20%，不仅减轻了对套管的伤害程度还可以连成十来米的长串实现大段射孔，提高效率3倍以上。1968年8月定型的时候正值“文化大革命”高潮期，取名“文革一号”，随之批量生产，供应全国。

1974年大庆油田重启勘探，在长垣外围新发现的油气层射孔中暴露出“文革一号”的致命弱点，耐不住65℃以上的井温，在井深超过1200米的条件使用射孔深度大打折扣，导致诱导油流不畅。射孔器材研究小组再度攻关，采用耐高温炸药，高频陶瓷弹壳，于1976年试制成功了耐温120℃、承压40兆帕斯卡、适用1500～2000米井深的WD73-40型无枪身射孔弹。在地面水泥靶上检验，发射率大于95%，射出的7毫米孔洞深度超过65毫米，与国内外生产的同类产品比较拔得头筹。1978年，大庆射孔弹厂研发的中深井射孔器材系列产品获得全国科学大会颁奖。

此后，大庆油田射孔弹研发步入了稳健发展的快车道，几年一个台阶，不断推陈出新，1988年升格为国家射孔器材检测中心，建成了APIRP43流动实验室、射流高速摄像测量实验室等基础设施，以射孔弹为核心的器材研发手段居于国内领先水平。1990年催生出YD-89型深穿透射孔弹，在混凝土靶上试验首次突破了400毫米大关，以455.2毫米的孔深扬名四方。然而，这个记录仅仅保持了两年又被YD127-Ⅱ型弹突破，1992年达到500毫米，1994年跃升到叹为观止的786毫米。并且射孔直径也由7毫米扩展到13毫米，最大值达到20毫米。由于对套管的伤害轻微，每米的射孔密度也由20孔增加到36孔。射孔器材的大踏步升级，促使油气田勘探发现了一批致密性地层蕴藏的储量，同时也为开发这类油气层提供了洞开顽石的利器。

经过30多年的持续追赶，具有独立知识产权的中国油气田专用射孔器材在21世纪的前夜冲到世界领先的前沿。目前大庆油田是国内规模最大的研发、生产、检验基地，诞生在这里的四大系列51个品种的射孔器材拥有一个共同的注册商标——“庆矛”。在与世界各大石油公司的激烈竞争中，“庆矛”以锐不可当的卓越品质占据了非洲、中东、西亚等产油国的市场份额，每年有二分之一的产量销往海外。