引言

目前，对射孔弹的穿孔性能评价研究通常采用地面固定炸高穿钢靶和混凝土靶。其中，静破甲穿钢靶由于具有试验方法简单、成本相对较低、试验装置和试验环境要求低等优点被国内各射孔弹厂所采用；而环形混凝土靶存在以下缺点:制靶周期长(28 d以上)，价格昂贵，靶体孔隙不均匀，靶体各部位的强度不一致等。这两种评价方法均不能真实反应射孔弹在实际储层条件下的穿孔性能。

国外一直致力于在一定条件下射孔弹对各种岩石的穿深变化以及射孔弹穿深性能对储层的射孔效能等方面的研究。1988年，Halleck等[1]研究了岩石在压力条件下对射流穿深的影响；Grove等[2]研究了高压条件下射孔弹对岩石的穿深情况。

国内部分油田专业机构对射孔弹在岩石穿深性能方面的研究也较多[3]。靳福顺等[4]翻译了靶板(混凝土靶和贝雷砂岩靶)结构对射孔弹侵彻深度的影响；潘永新[5]论述了射孔弹穿深性能的评价方法，介绍了不同材料靶板穿深的转换关系；董经利等[6]研究了不同温度和压力条件下砂岩靶、灰岩靶上的射孔试验，得出了穿深随不同温度、压力变化的基本规律。综上所述，国内射孔弹的穿深评价主要停留在钢靶穿深和混凝土靶穿深方面，射孔弹在一定条件下的应力岩石评价只有在部分专业机构中才能实现，而各射孔弹生产厂家很少将应力岩石的评价方法作为研制新型射孔弹的评价方法。从有限射孔效果的研究看，工程技术人员更倾向于射孔弹对砂岩靶的穿深，因为它更接近在地层中的实际情况。

本文选取的国际石油公司包括2家国际大石油公司埃克森美孚、埃尼，1家国家石油公司中国海油，2家独立石油公司阿帕奇（Apache）和康菲石油，力图探析这三类不同石油公司群体及公司个体在勘探布局上的特点，并总结规律。

本文中，采用模拟装枪穿钢靶试验、整枪穿环形混凝土靶试验和模拟装枪穿砂岩靶试验对某114型深穿透射孔弹进行性能评价，希望通过这些试验数据对比，引起业内各专家对射孔弹评价方法的关注和思考，共同寻找一种在地层中更能充分发挥射孔弹效能的评价方法，这对提高石油采收和射孔行业的发展具有重大意义。

射孔弹穿钢靶和砂岩靶采用地面模拟装枪穿钢靶和地面模拟装枪穿砂岩靶的试验方法，试验装配见图3。环形混凝土靶试验方法参照GB/T 20488—2006油气井聚能射孔器材性能试验方法[7]中的要求进行；114型射孔枪孔密度为16孔/m。

1 试验内容

1.1射孔弹

该射孔弹适用于114型射孔枪，药型罩结构采用双锥加内层曲线结构，装药量38 g，结构见图1。

114型深穿透射孔弹地面模拟装枪穿钢靶试验、整枪穿环形靶试验以及地面模拟装枪穿砂岩靶试验数据见表5。不同强度的目标靶，射流穿靶的临界速度vjc也不同。文中靶抗压强度从高到低依次为:钢靶、砂岩靶、环形混凝土靶。从表5中可得，随着目标靶强度的增大，射孔弹穿深呈下降趋势。

图1 射孔弹结构示意图(单位:mm) Fig.1 Schematic diagram of the shaped charge(Unit:mm)

1-射孔弹壳；2-主装药；3-药型罩。

1.2 目标靶

试验中目标靶主要选用钢靶、环形混凝土靶和砂岩靶。

钢靶主靶尺寸:Ø120 mm×280 mm；副靶尺寸:Ø120 mm×20 mm。

按照GB/T 20488—2006油气井聚能射孔器材性能试验方法[7]中的相关要求制备环形混凝土靶，养护至少28 d。靶的尺寸:Ø3 000 mm×1 500 mm，靶的强度为47.1 MPa。

砂岩靶尺寸:110 mm×110 mm×800 mm；材料选用海相紫色砂岩，见图2。砂岩靶部分性能参数见表1所示。

有限元法的基本思想是：假定接触状态，求出接触力，检验接触条件，若与假定的接触状态不符，则重新假定接触状态，直至迭代计算得到的接触状态与假定状态一致为止。具体做法是：

1.3 性能评价方法

第一，充分发挥市场在水资源配置中的决定性作用，推动中国水交易所的设立进程。建立水权交易所，可以充分发挥市场在水资源配置中的决定性作用，对加强和规范取水许可，推行水权交易制度，积极培育水市场，建立重点生态功能区的水生态补偿机制具有重要意义。

图2 砂岩靶 Fig.2 Sandstone target

表1 砂岩靶部分性能参数 Tab.1 Partial performance parameters of the sandstone target

性能测量值平均值孔隙度/%11.3～12.411.8密度/(g·cm-3)2.30～2.352.33抗压强度/MPa101.2～112.8107.6

图3 试验装配示意图 Fig.3 Schematic diagram of the test

1-导爆索；2-射孔弹；3-枪内炸高；4-射孔枪盲孔；5-清水；6-套管间隙；7-套管；8-目标靶。

2 结果分析与讨论

2.1 模拟装枪穿钢靶试验

地面模拟装枪穿钢靶试验实物装配图及射孔弹穿钢靶后的效果见图4。穿钢靶试验数据见表2。

怀孕后准妈妈要做很多种检查，这些检查分为常规检查和特殊检查，各种预防出生缺陷的高危筛查就属于特殊检查。出生缺陷是指婴儿出生前在母体子宫里发生的发育异常以及身体某些部位存在的畸形，例如无脑儿、脑脊膜膨出、呆小症、兔唇、先天性心脏病、先天愚型等，其中最主要的是预防先天性疾病和遗传性疾病，唐氏综合征就是其中最重要的一种。

2.2 整枪穿环形混凝土靶试验

2.4.3 射孔弹穿钢靶与穿砂岩靶的穿深关系

2.3 模拟装枪穿砂岩靶试验

从整枪穿环形混凝土靶试验数据可知，环形混凝土的标准差较大，主要影响因素有:

2.4.1 靶体强度对穿深的影响

图4 穿钢靶试验 Fig.4 Test of penetrating steel target

表2 地面模拟装枪穿钢靶试验 Tab.2 Ground simulation of gun penetrating steel target

序号穿孔深度/mm枪身孔径/mm套管孔径/mm 1＃3209.112.5 2＃2889.512.7 3＃3259.212.4 4＃2989.612.9 5＃3009.012.1 6＃2889.312.4平均值302.09.312.5标准差17.600.230.28

图5 穿环形混凝土靶试验效果图 Fig.5 Effect drawing of ring-shaped concrete target testing

2.4 试验结果分析

In this example,word like“achievements”is vague words.It is used to evaluate the relations,which is in accord with Approbation Maxim.

“临了，他坚持还要一大碗亚力潘趣①……到沃克斯霍尔来玩儿的人没有不喝亚力潘趣的。”(荣如德，2011，p.70)

表3 整枪穿环形混凝土靶试验 Tab.3 Test of perforating ring-shaped concrete target

序号穿孔深度/mm 序号穿孔深度/mm第一相位1＃5＃9＃13＃1 450 1 510 1 429 1 399第三相位3＃7＃11＃15＃1 480 1 449 1 387 1 358第二相位2＃6＃10＃14＃1 442 1 420 1 459 1 389第四相位4＃8＃12＃16＃1 442 1 398 1 420 1 370平均值1 425标准差40.7

图6 穿砂岩靶装配图 Fig.6 Schematic diagrams of penetrating the sandstone target

表4 穿砂岩靶试验数据 Tab.4 Test data of perforating sandstone target

砂岩靶穿孔深度/mm枪身孔径/mm套管孔径/mm紫色砂岩靶624 628 610 9.2 9.5 9.1 12.5 12.7 12.4平均值621.09.312.5标准差9.400.210.15

表5 3种测试方法的试验数据对比 Tab.5 Test data comparison by three test methods

穿孔深度均值/mm标准差枪身孔径均值/mm标准差套管孔径均值/mm标准差钢靶30217.69.30.2312.50.28混凝土靶1 42540.79.10.5711.70.51砂岩靶6219.49.30.2112.50.15

2.4.2 环形混凝土靶孔隙对穿深的影响

地面模拟装枪穿砂岩靶装配图见图6。穿紫色砂岩靶试验数据见表4。

1)环形靶在制靶过程中混凝土振动次数和时间等都会影响靶体内的孔隙度和均匀性，史进伟等[8]研究了射流侵彻水夹层间隔靶的衰减情况，射流在侵彻不同密度的介质过程中，由于被侵彻介质密度不同，造成射流的断裂和飞溅。环形混凝土靶中气泡和泥浆交叉存在，空气气泡越多对环形混凝土靶评价射孔弹穿深性能越不利。

2)环形混凝土靶在固化过程中受重力影响，使得强度存在差异，但未见有相关文献报道，从表3可知，环形靶上半部分的穿深高于下半部分的穿深。

整枪穿环形混凝土靶试验效果见图5。整枪穿环形混凝土靶穿深及孔径数据见表3。

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文献[5]描述了地面钢靶与贝雷砂岩靶穿深的转换关系，见式(1)和式(2)。

能将木偶肘到如此形神兼备，整个戏班子里，也只有王爷。他最常说的一句话是:别把木偶当木偶，既然肘在你手上，就得连着你的身体人的心，你怎么想它怎么想，它怎么想你就得怎么想。他是把整个身心都化在这木偶里了。

式中:L1指不同屈服强度的钢靶穿深转换成标准强度55 000 psi(379.5 MPa)条件下的穿深，mm；L0为钢靶实际穿深，mm；Ys为钢靶的屈服强度/1 000，psi(5 000 psi＝34.5 MPa)。

将标准强度下的钢靶穿深转换成抗压强度为8 000 psi的贝雷砂岩靶的穿深T，有

式中:L1为标准钢靶的穿深，mm；T为8 000 psi强度贝雷砂岩靶的穿深，mm。

结合式(1)、式(2)和试验结果及砂岩靶强度得

式中:K为修正系数，取值范围1.6～2.8，砂岩靶强度增加10 MPa，K增加0.3；L2为射孔弹穿砂岩靶的实际穿深，mm；p为砂岩靶的抗压强度，psi。

由于试验量有限，公式(3)仅适用于砂岩靶强度范围为70～110 MPa的穿深转换。

3 结论与建议

1)考虑试验成本和试验效率等因素，地面钢靶试验更适合作为射孔弹研制前期阶段的主要评价方法，对穿深性能和稳定性有定性和定量的评价。

2)通过钢靶与砂岩靶穿深的转换，可以预先评估射孔弹在无约束条件下砂岩靶的穿深情况。

3)整枪穿环形混凝土靶试验，由于环形混凝土靶制作成本高、周期长，每块靶的制作过程对穿深影响较大，不建议作为射孔弹性能评价的主要方法。

4)由于受到试验条件限制，本文中，未对砂岩靶进行水饱和条件下的加温加压试验，而射孔弹设计和验收的评价方法应主要针对地质储层参数进行，因此在试验条件允许下，砂岩靶的测试评估方法更适合作为射孔弹后期研制测试评估方法。

参考文献

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[2] GROVE B，HEILAND J，WALTON I.Shaped charge penetration into stressed rock[C]//23rd Internatonal Symposium on Ballistics Tarragona.Spain:2007.

[3] 李希忱，张浩杰，孙新波.油气田射孔器材检测技术简介[J].爆破器材，1998，27(5):5-10.LI X C，ZHANG H J，SUN X B.A brief introduction to the inspection techniques for the oil and gas perforating devices[J].Explosive Materials，1998，27(5):5-10.

[4] WESSON D S，PRATT D W.射孔弹的靶板结构对其侵彻深度的影响[J].靳福顺，刘存忠，译.测井译丛，1992(4):48-55.

[5] 潘永新.射孔弹穿深性能评价方法初探[J].测井与射孔，2007(4):72-73.

[6] 董经利，陈序三，邵在平，等.高温高压条件下射孔效能试验研究[J].测井技术，2008，32(2):100-104，127.DONG J L，CHEN X S，SHAO Z P，et al.Experimental study on perforation effects under conditions with high temperature＆high pressure[J].Well Logging Technology，2008，32(2):100-104，127.

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