水

平井电缆分簇射孔技

术，是一种单芯电缆

实现一次下井多次点

火完成桥塞坐封、多

支射孔枪分簇射孔的综合作业技术。

该技术可与水力压裂进行紧密结合，

实现低渗储层特别是页岩气等非常

规油气藏的高效开发。2013 年，设

立了四川长宁 - 威远、 滇黔北昭通、

涪陵焦石坝、延长石油延安 4 个国

家及页岩气示范区。页岩气开发的

如火如荼，带动了国内水平井分簇

射孔技术发展的热潮。近几年，水

平井分簇射孔技术进入高速发展时

期，大部分测井公司逐步学习并掌

握了该技术，同时在一些技术拓展

上进行了不少的尝试。

新射孔技术的发展

随 着 页 岩 气 等 非 常 规 油 气 资

源 的 开 发 逐 步 深 入， 近 年 已 经 出

现 一 些 井 深 更 深， 轨 迹 更 复 杂 的

高 难 度 井。 可 以 预 见， 页 岩 气 井

将 出 现 井 温 高 于 160 ℃， 井 压 接

近 甚 至 高 于 140MPa， 套 管 小 于

4

1 /

2 ″ 等 各 种 复 杂 井 况 的 井。 以

分簇射孔管柱中的坐封工具为例，

常用的 BAKER20# 桥塞坐封系统

（图 1），其外径 97mm，耐压等

级 105MPa， 配 套 国 产 火 药 耐 温

160℃，当井下压力过大时，还会明

显抵消一部分火药的坐封力，需根

据不同的施工需求，设计研发出新

的坐封工具与新的火药，坐封工具

需承受至少 140MPa 井压，同时能

不受井液压力影响， 可靠坐封桥塞。

与此同时，某区块已逐步使用 5″

套管完井，以减小单井的开发成本；

另一个区块就一些特殊井，提出了

60mm 外径分簇射孔管柱的需求。

射孔器材均有成熟技术可选，但坐

封系统还需进行更小型化的研制与

应用，不止 70mm 型，还有 45mm

型， 以及相应的桥塞慢燃火药设计。

针对性更强的等孔径射孔技

术。水平井电缆分簇射孔作业时，

射孔枪躺在套管内，往往与套管中

心偏离，而偏心射孔将导致射孔弹

在套管上形成的孔眼，大小各异，

如常规 89 枪弹在 5

1 /

2 ″套管内，

如果靠边，其最大孔径将可能是最

小孔径的 2 倍。实际压裂时，压裂

液大多从摩阻小的大孔进入地层，

小孔眼的方向，将无法形成有效的

裂缝， 油气开采的效率得不到保证。

等孔径射孔技术通过将射孔整合，

增长射流的扩孔段， 即使管柱偏心，

也能保证各向孔眼直径差异小于

10%，为全方位的压裂打开地层提

供技术支撑。

定向射孔技术。水平井钻井过

程中由于地层原因，可能出现钻偏

问题，需要定向射孔，使压裂缝隙

更准确的指向目的层位，也有在明

确地层最大应力方向时，通过定向

射孔为压裂打开地层做更好的准备。

水平井定向分簇射孔器材（图 2）

利用自重定向原理，弹架内增加偏

心配重配以滚珠轴承的方式，使射

孔器材的重心始终偏于一边，根据

生产需要布置射孔弹射流发射方向，

导爆索采用外绕弹架方式与枪管保

持合理间隙，在水平井中无论射孔

枪管如何转动， 射孔定向始终不变。

需要注意的是，这种重力定向的方

式，在直井段下入时，弹架将会产

生较高速的频繁旋转，弹架与枪管

的余量需留足。另外，为尽量不影

响射孔弹射流，可根据仿真计算设

计强度合理的环形削弱槽，取代盲

孔，确保耐压合格的同时，穿深、

毛刺高度都满足分簇射孔施工需求。

而由于这种重力定向的特点，其井

下实际射孔方向无法在电缆射孔枪

串上判断，也无法在同一管柱上两

个射孔枪之间分析对比，需要设计

新的装置，来验证定向分簇射孔的

结果。

定面射孔技术。定面射孔技术

是采用特殊的布弹方式（现一般采

用三个射孔弹一组），能在垂直于

套管轴向同一横截面的内壁圆周上形成多个射孔孔眼，改变井筒内同