围压对超临界二氧化碳射流冲击力与冲蚀射孔的影响

摘要：

与水射流相比，超临界二氧化碳射流破岩具有所需能量少、效率高，以及不产生储层渗透性伤害等优点。将其应用于非常规油气资源的径向井钻井与喷射压裂作业中已引起广泛关注。井底压力环境对水力能量具有严重影响，而超临界二氧化碳流体性质易随环境压力改变而显著变化，是否具有良好射流作业效率仍亟待研究。通过数值模拟与室内测试实验方法，研究了模拟围压对流场速度分布、射流冲击力以及冲蚀破岩效率的影响。结果表明：喷射压力恒定时，射流冲击力和射孔深度均随围压增大而显著减小，二氧化碳临界压力处变化明显；喷射压差恒定时，随着围压的增大，射流冲击力几乎不发生变化，而射孔深度先较稳定或轻微增长然后明显减小，在临界压力时达到最大。分析认为，围压升高引起喷嘴外流场二氧化碳由气态相变为超临界态，射流形式由非淹没射流转变为淹没射流，是超临界二氧化碳射流与水射流冲蚀射孔规律显著不同的主要原因。

关键词：超临界二氧化碳、围压、射流冲击力、冲蚀射孔、非淹没射流

所属期刊栏目：36

分类号：TE248(钻井工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目2014CB239203；国家自然科学基金国际合作项目51210006；国家自然科学基金青年基金项目51304226；国家自然科学基金石油化工联合基金重点基金项目U1562212

在线出版日期：2017-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：65-71,116