水力噴砂射孔理論與實驗研究.pdf

1、在石油鉆完井工程中，最常用的是射孔完井法。射孔完井通常采用射孔彈等以聚能爆破的方式射穿套管和水泥環(huán)，并射入地層一定深度，從而溝通油氣藏和井眼，形成油氣流到地面的通道。常規(guī)射孔完井方式產(chǎn)生的孔眼深度較淺，僅為300～400mm，而且會在孔眼周圍形成深度為600～1200mm的壓實污染帶，此壓實帶滲透率降低可達80％～90％，嚴重阻礙了原油向井內(nèi)的流動。水力噴砂射孔技術(shù)不僅產(chǎn)生的孔眼深度大而且沒有壓實帶，這對提高采收率有非常積極的作用，因此

2、對水力噴砂射孔技術(shù)進行深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文在對傳統(tǒng)射孔完井技術(shù)調(diào)研的基礎上，分析了水力噴砂射孔的優(yōu)勢，對水力噴砂射孔對延性材料(套管)和脆性材料(水泥環(huán)和巖石)的破壞機理進行了分析。用數(shù)值模擬的方法對不同長徑比和不同收縮角的錐直型噴嘴外流場的速度分布進行了分析研究，通過對不同噴嘴產(chǎn)生的射流等速核、擴散角等指標的綜合對比，優(yōu)選出了適合水力噴砂射孔的噴嘴流道形狀，后經(jīng)實驗驗證了模擬分析的正確性。測試了三種不同材料噴嘴的

3、耐磨性，分析了他們不同的適用環(huán)境。對前人室內(nèi)實驗中與實際不相符的方面進行了改進，實驗研究了射流水力參數(shù)、磨料參數(shù)以及巖石性質(zhì)對噴砂射孔效果的影響規(guī)律：對噴射時間、噴射壓力、噴射排量對射孔深度的影響規(guī)律進行了研究，建立了水力噴砂射孔的三因素影響模型；對磨料粒徑、磨料濃度、麼料種類對射孔深度的影響規(guī)律進行了實驗研究，獲得了適合水力噴砂射孔技術(shù)的磨料參數(shù)；對巖石性質(zhì)對射孔深度的影響進行了實驗研究。對試件有套管和無套管兩種情況進行了實驗分析，結(jié)