動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔的數(shù)值模擬.pdf

1、現(xiàn)在動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔已成為一種完井射孔的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)壓射孔時(shí)由于負(fù)壓差的存在，使得在射孔的瞬間地層流體產(chǎn)生負(fù)壓沖擊回流，回流可以沖洗孔眼附近地層和孔眼內(nèi)的爆炸殘余物，這樣既暢通了油流通道，同時(shí)避免了井內(nèi)殘物顆粒進(jìn)入地層，防止孔道和孔眼的堵塞，有效的保護(hù)了油氣層和提高了油氣層的產(chǎn)能。
　　動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔整個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜，本文將動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔的研究分為了四個(gè)部分:聚能射流特性研究，巖石開(kāi)孔特性及其本構(gòu)研究，射孔深度的預(yù)測(cè)及動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔壓實(shí)帶碎

2、屑的回流清洗研究。具體內(nèi)容如下:
　　(1)聚能射流特性研究:聚能射流形成包括導(dǎo)爆索引爆炸藥，爆炸壓力壓垮藥型罩形成射流及射流延展，為了進(jìn)一步研究射流的特性，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，給出了射流形成過(guò)程、射流速度分布曲線、射流動(dòng)能量的時(shí)間變化曲線。計(jì)算中炸藥爆炸壓力最大達(dá)到10Gpa，射流發(fā)生侵徹前頭部最大速度達(dá)到6075m/s，尾部速度達(dá)到1986m/s，藥型罩動(dòng)能為6070J。
　　(2)巖層開(kāi)孔特性及本構(gòu)研究:通過(guò)數(shù)值模擬研究

3、了不同邊界條件下巖層在侵徹過(guò)程中應(yīng)力波的變化規(guī)律及對(duì)侵徹的影響;為了研究靶板強(qiáng)度對(duì)射流侵徹的影響，計(jì)算中分別取屈服極限為30Mpa、40Mpa和50Mpa的彈塑性本構(gòu)模型模擬巖層，計(jì)算后侵徹深度分別為31.5cm、28cm和23cm，結(jié)果顯示隨著屈服極限的增大，射流侵徹深度會(huì)逐漸減低;采用HJC本構(gòu)模型來(lái)模擬巖層，計(jì)算中單元分別采用了0.1和0.005的失效應(yīng)則，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)失效應(yīng)變0.005時(shí)，射流快速貫穿整個(gè)巖層(40cm)，而當(dāng)失效

4、應(yīng)變?yōu)?.1時(shí)，射流侵徹深度僅為28cm，計(jì)算表明巖層不同的失效應(yīng)變對(duì)侵徹有很大影響。
　　(3)射孔深度預(yù)測(cè):數(shù)值模擬給出了射孔過(guò)程中射流的速度參數(shù)，根據(jù)孔深計(jì)算公式P=Z[Vj/Vc）1/γ-1]得到侵徹深度為34.2cm，而模擬結(jié)果為30.6cm，相對(duì)誤差為11.7％。由于理論計(jì)算并未考慮到靶板強(qiáng)度的影響，所以計(jì)算值偏大，說(shuō)明靶板強(qiáng)度對(duì)射流侵徹有影響。
　　(4)動(dòng)態(tài)負(fù)壓射孔壓實(shí)帶碎屑的回流清洗研究:計(jì)算對(duì)流體的回流對(duì)