TCP射孔工艺技术的改进与拓展

罗晓青　李明伟

摘 要：近年来，TCP射孔工艺技术已经逐渐发展成未来油气井射孔技术重要趋势，综合开发TCP射孔工艺技术，并基于诸多全新井下射孔启爆器材的深入研发，科学化改进TCP射孔工艺，多项井下作业工艺和TCP射孔的科学化组合，能够为TCP射孔工艺技术的推广应用提供有价值的参考依据。基于此，文章将TCP射孔工艺技术作为主要研究对象，重点阐述其改进与拓展的相关内容，希望有所帮助。

关键词：TCP射孔工艺技术；改进；拓展

自TCP射孔工艺技术被引入国内后，我国大部分石油企业凭借自身的技术能力，加大开发TCP射孔工艺技术的力度，且在多个领域取得了可观的发展成就。以此为基础，还自主研发水平井、小井眼、穿透TCP射孔等多种现代化技术。由此可见，深入研究并分析TCP射孔工艺技术的改进与拓展具有一定的现实意义。

一、科學选择射孔器材

我国在对TCP射孔工艺技术引入预后，开始致力于TCP射孔设计优化与射孔器材选择工作。在实践过程中，对西南石油大学的射孔参数优化设计思想加以借鉴，成功地研发了能够应用在东部地区小型断块油气田TCP射孔参数的优化设计计划[1]。而在此设计计划中，实现了射孔作业孔径、孔深、相位、孔密与祖业负压数值等诸多参数的优化组合，进而对油气井产量及产率比进行科学化地预测。结合施工现场的应用效果与后期效果的反馈，并总结出不同条件下射孔作业所需遵循的施工原则，为国内油田工作的开展奠定了坚实基础。

在选择使用射孔器材方面，在众多方案中博彩众长，确定最佳的方案。其中，聚能射孔弹对国内重点生产厂家产品进行选择，而弹型则包括多种深穿透射孔弹。对于射孔枪而言，则能够结合具体的使用需求，对孔眼规则、具有较强耐压性与密封性的射孔枪进行选用。另外，启爆器材在选择方面，以耐高压且稳定性较强的撞击安全雷管为主，并分析其结构，图1为聚能射孔弹、弹架、起爆传爆部件构成图。

图1 聚能射孔弹、起爆传爆部件构成图

二、基本作业技术的开展

（一）机械投棒撞击式TCP射孔

通常情况下，对于尤其勘探详查区域与开发区域，在开展TCP射孔作业的过程中，同样会借助机械投棒撞击点火进而引爆的方法。具体指的就是在油管的作用下，将射孔枪合理地送入井下的特定位置，并从井口投放金属投棒，对雷管进行撞击后，即可使射孔弹被引爆，实现发射的目的。

如果是直井亦或是小角度斜井，可选择使用直型钢质投棒，不仅使用方便且具有明显的经济性特征[2]。如果是定向斜井，应选择专用的投棒。在实际研发中，对万向节滚轮式投棒的成功研发，对斜井管串内壁摩擦阻力影响金属投棒自由落体速度的问题进行了有效解决。在这种情况下，铜质的投棒能够规避钻杆传送射孔过程中管串强磁力对于钢质投棒的吸附效果。

在开窗式防砂撞击点火装置成功研发后，此装置上部喇叭口不仅具备了投棒导向，同时还能够避免测井定位过程中，测井仪器撞击点火撞击，使得错误射孔的几率明显下降。而对于中央开窗口而言，则能够对管柱内部的沉积物进行清除处理，确保成功撞击射孔。此装置能够重复性地运用，且减少了单层作业的费用支出。

（二）水平井TCP射孔

此技术经过长期的现场试验研究，逐渐发展成中长半径水平井的TCP射孔工艺技术，可以在超长和超深水平井定向射孔作业中发挥重要作用。

对于水平井TCP射孔定向而言，主要是对重心偏移的方式加以利用，对射孔方向做出适当调整，而在科学组合旋转短节与导向翼式定向枪的基础上，即可准确定向射孔，且定向的精准度在-60～60度之间。

对水平井射孔进行使用的过程中，一次性打开油层井段的长度较长。采用TCP射孔对长井段射开的过程中，会形成较大的震击力，则压力增加明显，导致仪器设备被严重损坏，套管受到伤害。为此，应选择使用分段射孔或者是间隔性引爆的工艺手段。将100米的射孔长度合理地分成3-4段左右[3]。

针对液压延时点火引爆而言，具体指的就是对液压延时原理的充分利用，对不同节点火起爆器启爆的时间加以控制，进而实现分段与分次的目标。随后，根据特定顺序逐级将液压点火起爆器启动，以实现射孔作业目标。

（三）小井眼定向井TCP射孔

小井眼就是油层套管的尺寸不超过139.7毫米的井眼，正是因为小井眼的套管内径不大，所以井下工具与工艺技术必须合理化改进。只有这样，才能够与小油套管特殊性要求相适应。

结合套管开窗侧钻小井眼定向井这一基本特征，对小尺寸的射孔枪、配套井下工具与点火起爆器加以研制。在实际应用的过程中，能够有效地节省作业费用支出，且经济效益显著，推广与应用价值较高。

三、TCP射孔综合作业工艺技术

在实践作业过程中，科学合理地组合多种TCP射孔工艺技术，能够在充分发挥各项技术功用的同时，全面提高综合作业效果。

（一）超压酸TCP射孔

此TCP射孔技术的基本原理就是在TCP射孔的基础上，通过地面动力泵所施加的泵压、TCP射孔炸药增压和井内部酸处理液液柱压力，在三者叠加的情况下，产生了比油气储层破裂压力更大的压力，导致射孔的孔道周边地层形成微裂缝。此时，经过配伍的酸处理液，即可从地面酸泵挤入到射孔孔道、地层孔隙和微裂缝内，确保微裂缝与孔隙不断扩大并被溶蚀，一定程度上优化了储层渗流的条件，使得井层实际产量明显提高。此TCP射孔工艺技术应用于高渗与中高产油气层中的效果理想，同时也可被应用在油气井层大型酸化压裂施工预处理的过程中。

超压酸TCP射孔的超压可以保证射孔孔道周边的储层出现微裂缝，并在冲刷的基础上，使得微裂缝逐渐扩大。将此类技术应用在油气储层中，能够有效规避对储层的污染与伤害，使得井筒周边储层渗流条件得以改善。与此同时，可以一次性地完成射孔造缝与酸洗工作，实现了油井的不断完善，为科学合理地评价单层单井提供了必要保障。

（二）TCP射孔与高能气体压裂复合射孔

有效融合TCP射孔与高能气体压裂复合射孔，在井下套管尺寸影响之下，射孔枪的内径会对射孔弹装药量产生限制，也对聚能射孔弹性能的提升造成的影响。而在常规的射孔期间，在射流挤压之下，会直接损害油井[4]。而通过对TCP射孔与高能气体压裂复合射孔工艺技术的应用，即可对以上技术问题加以解决，也就是说，在油管传输射孔枪末端部位携带高能气体压裂弹，并在一次下井的过程中，同时完成两项作业。在射孔枪引爆以后，对高能气体压裂弹进行延时引爆，且压裂弹内部火药需根据事先设计燃烧方式与规律燃烧，最终形成高温高压的气体，借助脉冲加载的形式，沿着射孔的孔道压裂油层，以保证油层能够呈现出辐射状裂缝的形式，进而和天然裂缝有效沟通，一定程度上实现了油层导流能力与渗透能力的增强，实际产量也明显增加。

结束语

综上所述，以TCP射孔工艺技术为基础，国内已经成功研发出众多全新的射孔工艺，并将其也能够用在实践过程中，不仅使得TCP射孔工艺得到了全面改进与完善，同时也使其应用性能与价值范围得以拓展，推广应用的可信性更加显著，一定程度上推动了现代油层的开采作业。