【摘要】：與水射流相比,超臨界二氧化碳射流破巖具有所需能量少、效率高,以及不產(chǎn)生儲層滲透性傷害等優(yōu)點(diǎn)。將其應(yīng)用于非常規(guī)油氣資源的徑向井鉆井與噴射壓裂作業(yè)中已引起廣泛關(guān)注。井底壓力環(huán)境對水力能量具有嚴(yán)重影響,而超臨界二氧化碳流體性質(zhì)易隨環(huán)境壓力改變而顯著變化,是否具有良好射流作業(yè)效率仍亟待研究。通過數(shù)值模擬與室內(nèi)測試實(shí)驗(yàn)方法,研究了模擬圍壓對流場速度分布、射流沖擊力以及沖蝕破巖效率的影響。結(jié)果表明:噴射壓力恒定時,射流沖擊力和射孔深度均隨圍壓增大而顯著減小,二氧化碳臨界壓力處變化明顯;噴射壓差恒定時,隨著圍壓的增大,射流沖擊力幾乎不發(fā)生變化,而射孔深度先較穩(wěn)定或輕微增長然后明顯減小,在臨界壓力時達(dá)到最大。分析認(rèn)為,圍壓升高引起噴嘴外流場二氧化碳由氣態(tài)相變?yōu)槌R界態(tài),射流形式由非淹沒射流轉(zhuǎn)變?yōu)檠蜎]射流,是超臨界二氧化碳射流與水射流沖蝕射孔規(guī)律顯著不同的主要原因。

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