自进式喷嘴自进能力影响因素分析

毕 刚，何雅文

（西安石油大学，陕西西安 710065）

在中国，煤层气、页岩气、低渗透油气等非常规油气资源具有巨大的开采潜力[1]，但由于储层渗透率较低，单井产能较小，采用常规钻采方法难以取得经济效益[2]。径向水平井能大幅增加油气层裸露面积，改善原井周围的应力场和渗流场，从而提高单井产量，是开发低渗油气藏、煤层气和提高油气采收率的重要举措[3-6]。该技术是利用高压流体通过小尺寸的连续油管、高压软管进入射流钻头，形成高速射流，实现破岩钻进。射流钻头是其关键技术，它不仅需要能够单独完成破岩扩孔，还要对高压软管提供牵引力。目前，此技术已经在美国、加拿大、中国、俄罗斯、埃及、阿根廷等国家成功的进行了现场试验和应用[7-9]，并取得了较好增产效果。但由于高压软管柔性较大，致使软管推进及轨迹控制困难，成为该技术发展的技术瓶颈之一，深入研究自进式钻头牵引性能对于解决高压软管推进问题具有重要意义。但目前对自进钻头牵引力研究较少，P.Buset等[10]给出了径向水平井射流钻头牵引力的计算方法，并通过自行研制的装置对喷嘴的牵引力进行了探索性测试，但其没有深入的进行研究，实际应用价值较小。

本文首先分析了自进力多孔射流喷嘴的工作原理，然后建立了自进式多孔射流喷嘴的自进力计算模型，并通过实例计算分析了其自进能力的影响因素。

1 自进式多孔射流喷嘴及其工作原理

自进式多孔射流喷嘴是径向水平井技术中一关键部件，它既要完成破岩钻孔的任务，又要对高压软管产生向前的自进力。……