基于有限元法的射孔参数分析

曹丽娜，董小刚，曹宇欣，张永光，韩秀清＊

（1.长春工业大学 基础科学学院，吉林 长春 130012；2.大庆钻探工程公司测井二公司，吉林 松原 138003；3.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033）

0 引 言

1932年，美国加州洛杉矶Montebello油田率先采用射孔方法完井后，射孔成为一种主要的完井方式，获得了广泛的应用［1］。据有关资料介绍，射孔完井方式约占油气生产井和注入井的90%以上，如果在现场实践中能不断发展和完善，对油气井的开采起着举足轻重的作用。不仅可以减小储层和井下设备的损害，还将大大地提高采收率。

近年来，聚能射孔占据着完井作业的重要地位。它是以石油射孔弹为核心，采用爆破技术手段，利用高能炸药爆炸的瞬间，压垮药型罩形成高温、高压、高能量密度的聚能射流，对井下介质进行侵彻，完成射孔，达到沟通地层油藏的目的。这一过程快速、高效、低廉、作业效果显著。通常认为射孔参数包括：孔径、孔深、孔密、相位角、射孔方式、钻井和完井过程中造成的地层损害等。

这里通过有限元法主要讨论孔深、孔密和相位这3个射孔参数。

1 有限元计算模型

1.1 基本假设

有枪身射孔枪如图1所示。

图1 射孔枪实物图

固定在弹架上的射孔弹与导爆索一起密封于射孔枪管内，同时，射孔弹被引爆后射孔时间极其短暂，一般在微秒和毫秒量级。于是，所开展的有限元数值计算将忽略井深和井下温度，也就是假设爆炸过程是绝热的。此外，设炸药和药型罩为均匀连续介质，顶部中心点起爆。……