负压脉冲射流洗井机理研究

论文摘要

油井在采油生产过程中,油井炮孔出现的各种堵塞物严重影响油井的正常生产。负压脉冲射流洗井技术可以有效清除炮孔堵塞,起到增产增注效果。本文理论和实验相结合对负压脉冲射流洗井过程中水力参数、振荡腔结构参数对压力脉动幅值的影响,以及脉冲波在堵塞炮孔中的传播衰减规律展开研究。为了研究负压脉冲射流的洗井机理,利用人造岩样模拟炮孔堵塞物,实验研究了负压脉冲射流的部分洗井机理,实验发现:负压脉冲冲击可有效降低人造岩样强度;负压脉冲射流的负压对于提高人造岩样渗透率非常有利;脉冲幅值越大,对人造岩样的清洗效果越好;脉冲射流作用的时间越长,对人造岩样的清洗效果越好。根据工作原理,设计了负压脉冲射流清洗炮孔模拟装置,理论和实验研究了水力参数、振荡腔结构参数对负压脉冲射流脉动幅值的影响,实验发现:负压脉冲幅值随工具压降的增大而增大;负压脉冲幅值随振荡腔室体积增大而减小。利用炮孔填砂模拟堵塞程度,通过实验得到了负压脉冲射流在不同堵塞程度的炮孔中压力波的衰减规律,堵塞越轻,负压波衰减越轻,其有效传播距离越大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 本文的研究内容与研究方法
• 第二章 国内外研究现状
• 2.1 高压水射流洗井技术发展概况
• 2.2 负压脉冲射流技术发展概况
• 2.3 低频水力振动洗井机理
• 2.4 负压脉冲射流洗井机理
• 2.5 本章小结
• 第三章 负压脉冲射流洗井工作原理及理论分析
• 3.1 负压脉冲射流洗井工作原理
• 3.2 负压脉冲射流发生器压力脉冲幅值计算
• 3.2.1 脉冲发生器连通时压力计算
• 3.2.2 脉冲发生器瞬间阻断时压力计算
• 3.2.3 炮孔尾端负压脉冲幅值
• 3.2.4 负压脉冲幅值分析
• 3.3 负压脉冲幅值与负压脉冲发生器结构和水力参数的关系
• 3.3.1 常压淹没条件下的负压脉冲幅值
• 3.3.2 围压条件下的负压脉冲幅值
• 3.4 本章小结
• 第四章 负压脉冲射流清洗炮孔堵塞物机理模拟实验
• 4.1 实验系统
• 4.2 实验步骤
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 负压脉冲射流对岩样强度的影响
• 4.3.2 负压脉冲射流参数对岩样渗透率的影响
• 4.3.3 负压脉冲射流与脉冲射流清洗效果的对比实验
• 4.4 本章小节
• 第五章 负压脉冲射流清洗炮孔特性及压力波衰减实验
• 5.1 实验目的与实验设备
• 5.2 实验步骤和注意事项
• 5.3 工况条件对负压脉冲幅值的影响
• 5.3.1 工具压降对负压脉冲幅值的影响
• 5.3.2 振荡腔体积对脉冲幅值的影响
• 5.4 炮孔内负压脉冲压力波的传播衰减
• 5.4.1 炮孔内堵塞与不堵塞脉冲幅值的比较
• 5.4.2 炮孔内颗粒粒径对负压脉冲幅值的影响
• 5.4.3 炮孔不同深度处的负压脉冲幅值
• 5.5 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢