最早的采油方法是裸眼采油或篩管采油。隨著固井技術的出現，射孔采油方法得到了發展。1932，美國LENEWELLS公司開始子彈射孔；1946上，WELEX公司開始使用聚能射孔彈彈射孔；1949，麥卡洛公司開始搞油管輸送射孔(TCP)，由於技術不到位，沒有發展起來；1953，埃克森和斯隆·拜徹雷公司開始搞油管射孔，6548+0949。
目前世界壹流的射孔公司有Compac、Halliburton、Owen、Goex、Baker、Schlumberger等。這些公司的射孔設備具有相同的特點:產品系列化程度高，加工精度高，檢測手段齊全，檢測數據準確完整，技術更新快，高密度、多方位的高科技發展，鉆屑汙染小。
在中國，1958之前使用的是蘇聯的射孔器。20世紀60年代初，帶磁性定位器的套管接箍用於射孔定位。20世紀70年代，過油管射孔得到廣泛應用。80年代中期引進油管輸送射孔TCP技術，1988後逐漸在各油田推廣使用。
隨著海上勘探成果的不斷擴大，海洋石油勘探開發的重點將進壹步從勘探轉向開發，油田開發井數將逐年增加。然而，大部分待開發的海上油田屬於邊際油田。如果在開發中使用進口設備，很多邊際油田因為成本高而無法開發。為滿足海上油氣勘探開發井對新型系列射孔器材的需求，迫切需要國產射孔器材替代進口產品，降低開發成本，填補國內套管高密度射孔空白，推動我國海洋石油勘探開發進程，開發新型射孔器材。雖然我國射孔器材產品在小口徑、低密度方面取得了很大成就，但與國際水平相比，總體水平仍然較低，加工精度也較差。另外，產品系列不配套，檢測手段不完善，不能完全滿足海上作業的需要。
為進壹步降低海洋石油勘探開發成本，加快射孔設備國產化進程，中國海洋石油總公司研制了油管輸送射孔(TCP)-HY 114和HY159射孔槍，並盡快將這壹具有自主知識產權的專利產品投入生產。
(1)海上穿孔
1.穿孔
利用消防設備或其他能源的能量打開套管、水泥環和地層，溝通油氣流動通道的井下作業稱為射孔。
射孔是勘探開發過程中不可或缺的手段。鉆井、測井、錄井發現油氣層後，必須下套管、固井，然後必須進行射孔、試油，確定該層是否具有開采價值。對於生產井的開發，先進行完井作業和射孔，然後才能進行下生產管柱、下泵、防砂等其他采油和註水作業。油氣田開發過程中，如果開發方案調整，往往需要填孔來維持油氣田的產量。
隨著射孔技術和采油技術的發展以及近二三十年來我國各大油田勘探開發經驗的積累，對射孔技術重要性的認識逐步提高，射孔作業越來越受到重視。因此，我國射孔技術近年來發展迅速，取得了很大成績。
2.穿孔模式
目前國內外廣泛使用的射孔方式有三種:①電纜輸送射孔；②油管射孔；③油管射孔(TCP)。
這三種射孔都屬於爆炸聚能射孔，即利用倒錐形高能炸藥產生的聚焦高能射流射穿套管和地層的過程。
最近水力射孔在穿透深度上有了新的突破，但還沒有得到廣泛應用。
3.射孔技術
射孔技術有正壓射孔和負壓射孔兩種。根據不同的井筒條件、地層條件和完井工藝要求，選擇不同的射孔工藝。
A.正壓射孔:為了在地層中順利產出油氣，鉆井後必須下套管，並在套管和地層之間進行固井，然後在油氣層段的套管和水泥環上射孔，連通油氣流通道。因此，在射孔前，地層和套管內存在兩個不同的壓力系統。如果套管內液柱壓力大於地層壓力，射孔後井液會壓向地層，射孔的壓實和杵擊會對地層構成“二次汙染”，稱為正壓射孔。
b負壓射孔:射孔時，套管內液柱的壓力小於地層壓力。射孔後，地層中的油氣會流向井筒，這樣可以沖掉射孔產生的巖屑，井液不會進入地層。這叫負壓射孔。負壓射孔可以產生回流清洗井眼，消除二次汙染，從而大大提高油氣井產能。負壓射孔是最好的射孔方式，但電纜輸送實現負壓射孔不可行。過油管射孔只能在第壹炮形成負壓，第二炮及以後都是等壓射孔。但由於井口防噴器長度的限制，每次通過油管射孔的槍長有限，只有少數井只射壹槍，所以通過油管射孔不能滿足負壓射孔的要求。只有TCP能滿足負壓射孔的要求。
(2)海上油管輸送射孔器
油管運輸射孔(TCP)是用油管或鉆桿將射孔設備運輸到地下進行射孔。與電纜輸送射孔相同的是使用雷管、導爆索、傳爆管、射孔彈四種火工品，也適用於各種套管的射孔槍。
1.油管輸送的射孔特性
與電纜輸送射孔不同，唯壹的區別是輸送和起爆的方式，其特點是:
運輸能力強，可壹次拍攝數百米油氣層，作業效率高；
使用大口徑、高孔密射孔槍和高爆藥量，可以滿足高穿透深度、大孔徑的射孔要求；
根據設計要求，形成較大的負壓差，能充分清洗穿孔，消除二次汙染；
實現高產比，提高單井產量；
射孔後立即投產，見效快；
起爆前安裝井口、井下安全接頭等控制設施，確保安全；
與DST測試壹起確定地層的產能；
適用範圍廣:適用於大斜度井、水平井、高壓油氣井、腐蝕井、礫石充填井、雙管采油井、抽油機井等。
2.油管輸送射孔管柱結構
圖7-73油管輸送射孔管柱結構
油管射孔管柱(圖7-73)包括射孔槍、引爆裝置、井下工具等。它們通過油管或可變接頭連接在壹起，稱為TCP射孔管柱。其作用是便於射孔槍引爆打開油氣層，使油氣順利流入生產管柱，並在生產管柱與地層之間產生負壓，可進行解射孔槍和打撈點火火柴的作業。如圖7-73所示，TCP常見的管柱結構由引鞋、射孔槍、安全短節(空抓)、引爆裝置、生產閥(防汙染循環接頭或負壓閥、射孔管)、釋放裝置、封隔器、放射性定位接頭等組成。自下而上，可根據油氣井情況和施工作業目的進行增減，如地層測試要加減震器。
A.射孔槍:是向井下發送火工品的載體。射孔器是射孔槍由射孔彈、導爆索、傳爆管、雷管、槍頭、槍尾、中間接頭組裝後的總稱。
B.射孔彈:射孔作業中穿透套管、水泥環和地層的核心部件。射孔彈的裝藥類型根據用戶要求的射孔彈穿透深度、井下溫度和發火時間來選擇。
C.點火頭:點火頭也叫起爆裝置。壹般來說，聚能射孔的全過程是沖擊雷管被引爆，經過傳爆和導爆後，射孔彈最終釋放全部能量形成高壓高速射流穿透目標。它是TCP的關鍵組成部分。點火頭有很多種。目前，安全機械點火頭廣泛應用於海上TCP作業，分為低壓和高壓兩種。當點火火柴碰到釋放桿時，剪切銷被剪斷，釋放桿向下運動使鋼球向左運動，從而釋放活塞撞針，活塞撞針向下運動點燃雷管，在管柱內液墊的壓力下引爆。
二、鉆探測試技術
鉆井中途測試技術，即電纜地層測試技術，是評價油氣層的重要手段。20世紀90年代以前，鉆井中途的油氣層測試主要通過鉆柱測試來完成，通常需要幾天時間。近年來，國外出現了壹種新的測試技術，即利用電纜地層測試器測量地層壓力，通過泵送技術獲取原始地層流體，利用其他測井資料計算地層產能，達到與鉆桿測試相同的效果。壹般這種操作幾十個小時就能完成，省時省力，效率高，成本低。它已日益取代鉆桿測試，成為壹項非常有前途的勘探技術。
目前國內廣泛使用的是斯倫貝謝的重復式地層測試器(RFT)或阿特拉斯的地層測試器(FMT)，但它們的設計、功能和測量結果都不理想，難以計算測試層的滲透率，也難以準確判斷流體性質。最重要的是無法獲取儲層的原始流體，尤其是在侵入較深的地層，獲取的流體樣品基本都是泥漿汙染的流體，很難準確預測產能。
為了打破國外技術壟斷，填補空白，替代進口，減少占井時間，降低成本，滿足海上勘探開發的需要，及時對儲層進行精細評價，總公司在國家“863”計劃中申請了“電纜鉆井油氣層測試技術”課題。這表明，在國家的支持下，具有自主知識產權的電纜地層測試技術的研究旨在開發能夠直接為海上油氣層評價提供權威、準確、全面、快速完成裸眼地層測試的地層參數測井儀器。該儀器采用先進的模塊化設計，在保持油藏原始狀態的同時，保證了在取樣過程中能夠完整、準確地獲得油藏工程所需的大部分數據，從而預測油藏產能，最大限度地提高油氣資源的采收率，降低測試成本和費用。具體應用有:①測量地層壓力，並通過重復測量確認結果；②采集真實地層條件下的地層流體樣品；③地層滲透率的計算；(4)識別低壓或超壓區域；⑤確定儲層流體的重力及相關深度；⑥計算地層流體的流動性和壓縮性；⑦儲層汙染系數的垂直分布。
(1)電纜地層測試儀簡介
1.結構
儀器采用模塊化設計，每個模塊實現壹定的功能。根據需要，模塊可以任意組合。該儀器設計成五個模塊，即電子電路模塊；液壓源模塊；封隔器模塊；流體識別模塊；高壓流體泵模塊；PVT采樣模塊；聯合樣本控制模塊等。(圖7-74)。
每個模塊的功能如下。
(1)液壓源模塊
對於儀器的液壓動力系統，4500psi的壓力由液壓泵提供，壓力通過液壓管線傳遞，驅動封隔器的伸縮和各模塊的機械動作。
(2)打包機模塊
泥漿與地層密封在壹起，地層流體通過密封器的探頭進入儀器主體進行測試和取樣。
圖7-74電纜地層測試器結構
(3)電子電路
完成井下機械動作的電子控制，如封隔器膨脹和收縮、流體抽取、流體泵送、流體取樣和傳感器信號采集。
(4)流體識別模塊
為了獲得真實的地層流體樣品，需要將受汙染的流體從井壁排入井筒，並通過電阻率、密度或頻譜來判斷流體是否為真實的地層流體。
(5)高壓流體泵
高壓流體泵將流體從地層排放到井筒中。
(6)可移動取樣筒
將獲得的地層流體樣品裝載到取樣筒中，以便運送到實驗室進行成分分析。
2.工作原理
該儀器可以測量地層壓力和提取地層流體樣品。
(1)壓力測量
圖7-74流體壓力測量示意圖
儀器通過電纜送到目的層，在地面控制下打開封隔器，如圖7-75所示。封隔器密封靠近井壁的地層，流體預測室打開，地層流體被吸入預測室。此時，預測室內的傳感器測量地層壓力，壓力曲線如圖7-76所示。
(2)取樣
地層壓力測試完成後，應進行取樣。為了獲得地層流體的真實樣品並清除泥漿等受汙染的流體，必須首先排放這些受汙染的流體。此時，液壓馬達開始將地層流體排放到井筒中。在排放過程中，始終監控流體的電阻率。當排出的流體電阻率趨於穩定時，該流體就是此時地層中的真實流體，進行取樣動作。如圖7-77和7-78所示。
圖7-76地層壓力恢復與測試時間的關系
a-b-靜水壓力；B-C B-C—封隔器推靠井壁，流體被壓縮；c-D——流體進入儀器並被減壓；d-e-泥餅脫落，壓力升高；E-F ——假設侵入帶壓力高於地層壓力，泥漿濾液流動，壓力下降；f-c-吸入壓力低於地層壓力；壓力恢復
圖7-77排放地層汙染流體
圖7-78打開采樣筒
(2)地層測試器的研究
本文研究了壹套井下泵送流體取樣測試儀及其解釋系統。通過其泵送系統，可以獲得地層流體的真實樣品，通過壓力測試曲線計算油氣藏的滲透率、壓力分布、產能等參數，部分替代中途試油技術。主要研究內容包括以下五個方面。
1.模擬實驗模型和數值模擬
模擬模型采用三維圓柱體或球體結構，模擬復雜的井眼和地層條件。通過模擬實驗研究儀器在不同地層壓力、不同流體飽和度、不同滲透率、不同泥餅厚度和不同排液速度下的響應特性，建立地層特性與儀器數值響應之間的關系。根據渤海油田不同的油藏條件，建立了不同地層壓力和流體的模型，獲得了壹系列實驗數據。重點考慮:①淺層弱膠結疏松砂巖對儀器和解釋模型的特殊要求；②稠油開采條件下的表皮效應和儲存效應；③出砂對模型的影響。
考慮到陸上各油氣田的儲層特點，有針對性地進行模擬。研究了具有管道儲存和表皮效應的各向異性非穩定滲流模型。研究雙探針各向異性的解析解；研究了簡諧壓力脈沖相位延遲滲流模型。研究了雙探針有限元模擬方法。
2.液壓動力系統的結構設計與制造
油氣層隨鉆測試技術井下儀器包括電子線路、液壓動力系統、封隔器系統、泵送系統、流體特性實時識別系統、反註入模塊、PVT(壓力、體積、溫度)取樣筒、大型取樣控制模塊。這些模塊的設計不僅要滿足工程要求，還需要考慮由於特定的工作環境而帶來的高溫高壓等惡劣井況的要求。因為這些系統是非常精密的機械裝置，所以設計和制造這種儀器相當困難。具體來說，液壓源的體積、功率和溫度的設計；液壓回路和液壓閥系統的設計；三維動態流體模型雙探測器影響下的距離設計:研究復雜地層條件下高壓排液泵的設計與制造；不同流體和不同地層壓力下的反相流體註入技術；自動流體識別技術；抽樣控制與樣本保存技術研究。
3.電子控制與數據傳輸模塊的設計與制造。
井下電子電路主要有兩個作用:壹是接收地面的指令並解碼，控制井下儀器的各種機械動作，監測儀器的各種狀態；二是采集轉換數據，將數據傳輸到地面進行處理。尤其是壹種MPU微處理器控制電路。繼電器控制電路；各種傳感器信號處理電路；數據采集、處理和傳輸。
4.地面支持系統
包括地面面板和系統軟件，油氣藏特征測井儀的所有井下功能都由地面系統控制。包括測試數據的記錄、不同測試參數的地面調整(如測壓采樣點的確定、預測體積的選擇、泵排量和壓降的選擇等。)，井下工況的判斷和取樣流體的性質。其泵送系統可同步監測流經儀器或被泵入取樣筒的液體，並計算其特征參數。這些功能的實現需要地面軟件的支持。
5.測試系統設計、數據解釋模型研究和解釋軟件開發。
A.不同油氣藏測試工作系統的設計方法。針對稠油、低滲透、油、氣、水多相的復雜條件，研究了測試時間短、流量小、排量小的合理測試工作制度、泵排量的時間控制和多探頭垂直幹擾測試的設計。
B.低速短時壓力數據的定量解釋及解釋新模型的開發。球形和圓柱形壓降和壓力恢復的疊加分析，考慮管道井儲集和集膚效應的典型曲線分析，流期識別和流動模型，多層模型，復合模型，多相流模型，垂直幹擾模型，反註模型和油藏邊界分析模型。
C.利用三維地震、鉆井、測井、油藏工程等學科綜合評價和研究油氣儲層方法。確定合適的鉆井液、完井設計、油藏開發建議，研究部分替代DST(鉆桿測試)的短時測試產能預測技術。
D.數據解釋軟件系統。
上述研究的關鍵技術包括三維仿真模型研究和數值模擬計算；高溫高壓微型液壓動力系統:雙封隔器系統；光譜流體識別技術；流體取樣和樣品保存技術；井下實時自動控制系統；地面測量和控制系統；復雜儲層的資料解釋方法；反向流體註入技術。
地層測試技術的成功發展將解決油氣勘探中的重大地質難題:重復取樣、重復測試，使壓力測量更加準確；泥漿濾液通過泵送技術排出，獲得原狀地層流體樣品；雙封隔器技術保證了地層流體樣品可以在任何巖層中獲得，解決了單封隔器在稠油粉砂巖中取樣堵塞的問題；它將逐步取代試油技術，成為地層評價的重要工具，並為降低成本提供有利工具。此外，鑒於目前國內還沒有很好的油氣裸眼分層測試技術，可作為海上或陸上石油探井、開發井的分層動態測試和取樣測試，是壹種優秀的分層動態直接測量技術。海洋和陸地上的每口油氣井都需要這種動態取樣測試。有了前所未有的、完整的儲層分層動態資料，可以準確、完善地認識油層和各個分層，將測試成果運用到油氣勘探、油田開發和采油工程的各個環節，有利於高質量、高速度、高效率地進行油氣勘探和油氣田開發。再者，針對儲層特征的測井儀器將擁有自主知識產權，具有國內和國際市場競爭的法律地位，可以突破各種限制，向國外提供這種測井技術服務，從而獲得更好的經濟效益。