石油学报

作者：庞惠文, 艾白布·阿不力米提, 解赤栋, 庞德新, 郭新维, 王一全

单位：1. 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 北京 102249;2. 中国石油大学(北京)理学院 北京 102249;3. 中国石油大学(华东)机械工程学院 山东青岛 257061;4. 中国石油新疆油田公司 新疆克拉玛依 834000

关键词：附壁效应,自激脉冲射流,射流冲击,冲蚀试验,储层改造

基金：庞惠文,女,1990年7月生,2020年获中国石油大学(北京)博士学位,现为中国石油大学(北京)理学院讲师,主要从事石油工程岩石力学方面研究。Email:phw9999@126.com

摘要： 自激脉冲射流能够产生较大的瞬时冲击能量，可进一步提升破岩、解堵和储层改造等作业的效率，提高油气井单井产量。利用流体附壁效应，结合反馈通道强制转向理论，研制了一种新型自激脉冲射流装置。采用有限元数值模拟方法对装置的结构参数进行模拟，分析了不同结构参数对装置性能的响应特性。开展了冲击性能物理模拟评价实验，对装置在不同排量下产生的脉冲射流冲击载荷进行了测试，并进行了大尺寸花岗岩表面冲蚀物理模拟实验，根据花岗岩试样内部和表面的破坏形态得出了脉冲射流破岩特性。使用该装置在新疆油田石西区块实施储层改造，通过现场试验对比增产效果。研究结果表明：进出口比对喷枪内腔压力幅值敏感性最强，反馈通道截面积比对装置频率敏感性最强；随着排量的增加，装置出口脉冲射流冲击载荷极值、幅值均近线性增长，且冲击载荷有明显的脉冲波动效应，充分说明了附壁摆动腔有着良好的波动性能，可产生规律的脉冲射流；随着排量增加，自激附壁脉冲射流装置的喷枪内腔压力呈相应增长趋势，且具有良好的脉冲波动特性，喷枪内腔压力波动幅值随排量增加呈近线性增长；自激脉冲射流引发的花岗岩试样振动较连续射流更为强烈，加速度变化幅值为常规射流的3.4倍；新装置产生的脉冲射流具有更强的岩石表面破碎能力和岩石内部径向破坏能力；与不使用该装置的压裂施工相比，储层增产改造效果显著提高。研究结果不仅可为新型自激脉冲射流装置的研发提供新思路，同时可为压裂储层增产改造提供技术支持。

来源：2022年第2期

《石油学报》期刊编辑部

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