【摘 要】
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油井高压水射流径向水平钻孔技术是利用高压水射流破岩,在一口井的同一个油层或不同油层内沿径向钻出一个以上的水平井眼,达到增加油气通道,改善液流方向,提高油气藏动用程度
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油井高压水射流径向水平钻孔技术是利用高压水射流破岩,在一口井的同一个油层或不同油层内沿径向钻出一个以上的水平井眼,达到增加油气通道,改善液流方向,提高油气藏动用程度的目的。该技术可为特殊油藏的经济开发提供手段,对中后期的油气田提高采收率,稳产增产、节能降耗具有重要意义。本论文使用理论分析和数值模拟的方法,全面系统地研究了油井高压水射流的射流特性,给出了较为合理的喷头结构。针对水平钻孔技术,分析了高压水射流破岩的机理,水射流破岩的效果取决于作用在岩石表面的滞止压力。淹没射流使岩石发生初始破碎时作用在岩石表面上所需的最小滞止压力峰值即为淹没水射流破岩的门限压力。采用现有流体力学分析方法,从理论上分析单喷嘴圆形淹没层层流、紊动射流的结构特性,并进一步推演多喷嘴射流的流动速度场和压力场。通过使用ADINA软件,运用高雷诺数k ?ε两方程模型和SIMPLE算法对淹没条件下单喷嘴和多喷嘴非自由射流井底流场进行了数值模拟及求解。模拟计算表明:高压射流井底流场由自由射流区、射流冲击区、漫流区、返流区、漩涡区组成;单喷嘴射流无等速核、流场结构不对称、断面速度分布不具有自保存性;两喷嘴高压射流的流场结构对称且无负压区;不带后向喷嘴的多喷嘴射流流场结构对称,最大速度值大,井底节点压力值高,具有很好的破岩效果;后向喷嘴会削减射流最大速度值和井底节点压力值,流场结构不对称,破岩效果不好。论文的最后给出了喷头入口压力的计算方法。
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