射孔是提高油井产量和采收率的重要手段之一，几十年来，人们一直在努力改进射孔技术。最近，美国的GEODynamics公司推出了自清洁聚能射孔技术?ConneX射孔，该技术采用了新的开发与质量控制方法和反应药型罩概念，使射孔孔道的几何形状和流动性能得到极大的改善。实验测试和实际应用表明，ConneX射孔系统能够产生清洁的孔道，大幅提高(30%以上)油井产量。ConneX身寸孔技术开发中的一些做法，如产品开发和质量控制等，值得我们借鉴。

ConneX　射孔技术

　　近年来，GEODynamics、壳牌和QinetiQ公司一直在联合研发新的射孔技术，并于2007年推出ConneX射孔技术，该技术的主要优点有：

　　①与常规射孔技术相比，产量提高30%以上； 

　　②入孔道几何形状得到优化(孔道的深度、表面积和流动体积均大幅增加)； 

　　③可以在正压或负压条件下作业， 无需很高压差就能产生清洁的孔道，即便在弱胶结或各向异性地层也是如此；

　　④无需高成本的孔道清洗作业，如酸处理、盐水冲洗、水力压裂，等等。 

　　反应药型罩概念是Connex射孔技术的基础，它改变了常规射孔弹的制造和点火后的反应方式。ConneX射孔技术采用了在一定条件下压制而成的双金属药型罩材料，金属药型罩内的双金属组合在巨大的爆炸压力下产生强烈的放热反应，这种反应在孔道形成的数毫秒内发生，释放的能量使孔道附近的压力增加，产生向井内的涌流，将碎屑从整个孔道(包括非渗透的破碎带)清除，使流动通道得到优化并接近理想状况，最终实现清洁孔道、提高导流能力的目标。因此，这种射孔技术也被称为自清洁射孔技术。

　　ConneX射孔弹的穿透深度接近常规深穿透射孔弹，而且孔道的几何形状得到了优化，孔道的入流面积增加了1倍以上。在中等和高强度砂岩中的测试已经完成，在弱胶结砂岩中的测试正在进行，碳酸盐岩的早期测试显示了良好的结果。ConneX射孔系统的实际应用得到了极佳的油气增产效果(图1)。 

　　在中等应力地层中，常规射孔的穿透深度为13in,并在孔道中残留有碎屑。相比之下，新系统的射孔深度为14in,孔道清洁率达100%，产量提高30%。在高应力地层中，两者的穿透深度均为9in，但采用新系统射孔使流动能力提高了20%一40，且不需要负压来清洁孔道中的碎屑。在Berea砂岩中的试验进一步验证了ConneX系统的优势，与常规射孔系统相比，新系统的射孔深度提高44%；孔道表面积增加164% ；孔道体积增加355%；流动性能改善35%。
 
　　ConneX射孔系统的实际应用也显示了很好的效果，一家独立石油公司用ConneX射孔系统使其产油量增加数倍。 

　　在美国得克萨斯州，Crawford能源公司在两口井中采用了ConneX射孔技术，第一口井的产层是厚5ft、渗透率20一100md的Luling砂岩，最初使用常规3in深穿透系统射孔，在用3in, 6孔/ft X 600 GonneX系统进行二次射孔后，净产油量增加了9倍(图2)；第二口井的目的层是8ft厚的Y-3 Frazier砂岩，用3 in ConneX系统重新射孔后，井的产量提高了2倍(图3)。
 

　　与常规聚能射孔弹相比，ConneX射孔弹的性能之所以得到大幅提升，除了与反应药型罩有关外，主要是优化了ConneX射孔弹的设计，与产品开发和质量控制期间采用“快速开发侧试装置”有很大的关系。 

　　近20年来，射孔弹的优化设计是以水泥靶为目标，聚能射孔弹性能优化研究的重点主要集中在加大标谁水泥靶穿透深度等方面。然而，增大射孔深度并不一定能改善孔道的流动性能，在水泥靶中的穿透深度大并不意味着在天然岩石中的穿透深度也大，这一点已经得到广泛认可，表1中的数据充分证实了这一观点。如表1所示，射孔弹A在水泥质量控制靶中的穿深为42in，远大于射孔弹B的20in，但在应力贝雷砂岩靶中的穿深只有10.6in，低于射孔弹B的11.4in。这说明需要以应力岩石为目标来优化射孔弹的开发与质量控制。 

　　研究表明，使用常规技术以优化应力岩石射孔性能为目标制造的射孔弹，比以混凝土为目标的类似射孔弹的穿深大20，射孔性能提升10%一15%。 

　　孔道的流动性能除了与穿深有关外，还与其几何形状有关。从技术上说，比较好的射孔弹优化设计方法是基于(处于一定应力下的)天然岩石来优化孔道的几何形状与流动性能。然而，这种方法的缺点是反复测试需要大量的时间和费用，而且需要用天然岩石对产品进行质量控制，成本会明显增加。

　　针对上述问题，GEODynamics公司设计并建造了“快速开发测试装置”(QDC )。QDC有助于快速加载岩心、组装测试设备、岩心容器加压、射孔以及射孔岩心提取，极大地减少了与应力岩石测试相关的时间和费用。

　　在ConneX射孔弹的设计期间，用QDC反复测试了各种参数变化对射孔弹性能的影响，直到射孑L孔道的几何形状和质量显示出良好的流动潜力。然后，在模拟井眼条件的流动单元中进行流动性能测试。以这种方式，只需对在QDC应力岩石测试中显示出良好潜力的设计进行昂贵与耗时的流动测试。在ConneX射孔产品线开发期间，QDC促使射孔弹设计修改达到了前所未有的水平，试验了一系列以前未曾使用过的参数，并对特定岩石和应力条件调整设计。

　　QDC的广泛应用将驱使射孔弹的设计上一个台阶。QDC有助于将应力岩石测试作为开发和质量控制工具，能够针对天然岩石提升射孔弹的质量，确保射孔弹生产的一致性，有助于对特定的油田条件快速制造射孔系统，使得针对不同地区、地层或油田进行射孔弹设计成为可能。