射孔器內(nèi)動(dòng)壓測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)論是近期起源于美國(guó)席卷全球的頁(yè)巖氣革命中頁(yè)巖氣井，還是傳統(tǒng)石油、煤層氣井，在它們的開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中聚能射孔都是極其重要的環(huán)節(jié)。為解決世界經(jīng)濟(jì)井噴式發(fā)展對(duì)能源需求的巨大缺口和能源供應(yīng)不足這一現(xiàn)實(shí)之間的尖銳矛盾，石油勘探與開(kāi)采企業(yè)不得不將觸角伸向更深、更豐富、地址結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的油氣儲(chǔ)層，這就需要能夠應(yīng)對(duì)油氣井下嚴(yán)酷環(huán)境的聚能射孔工藝的支持。由于油氣井下聚能射孔器的性能是決定射孔工藝優(yōu)劣和聚能射孔效果的重要一環(huán)，同時(shí)聚能射孔作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)壓力

2、，特別是射孔槍內(nèi)部環(huán)境產(chǎn)生的高頻響動(dòng)態(tài)高壓，是評(píng)價(jià)壓裂效果、射孔工藝、射孔器效能優(yōu)劣、油氣井產(chǎn)能與壽命的重要參考數(shù)據(jù)，因此本文提出射孔器內(nèi)動(dòng)壓測(cè)試技術(shù)，研究了射孔器內(nèi)動(dòng)態(tài)壓力特性和相應(yīng)測(cè)試儀器的設(shè)計(jì)方法。
　　本文對(duì)射孔器槍內(nèi)高頻動(dòng)壓的分析及其測(cè)試儀器的設(shè)計(jì)采用了理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)論證相結(jié)合的方法，主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：
　　1、簡(jiǎn)要介紹了聚能射孔過(guò)程射流形成與地層壓裂機(jī)理，即槍內(nèi)高頻動(dòng)壓形成機(jī)理，憑借環(huán)空壓力與槍內(nèi)

3、壓力相關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)，結(jié)合大量井下實(shí)測(cè)環(huán)空壓力數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)和闡述了他們所共有的性質(zhì)，為測(cè)試儀器的設(shè)計(jì)提供部分理論依據(jù)。
　　2、針對(duì)嚴(yán)酷惡劣、狹小緊湊的井下空間環(huán)境和槍內(nèi)動(dòng)壓的高頻特性，提出了槍內(nèi)測(cè)壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)分析和研究了軟件程序算法、硬件電路結(jié)構(gòu)，引入了FPGA嵌入式知識(shí)產(chǎn)權(quán)核、模擬動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和數(shù)字動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的高度智能化，加強(qiáng)了系統(tǒng)的集成度、節(jié)約了硬件資源、降低了功耗、延長(zhǎng)了儀器使用壽命、提

4、高了系統(tǒng)可靠性、保證了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試精度。
　　3、基于聚能裝藥和聚能射流等相關(guān)理論，對(duì)射孔/壓裂過(guò)程中涉及到的各種環(huán)境因子與物理化學(xué)變化建立簡(jiǎn)化數(shù)值模型，以仿真云圖的方式直觀的表示出射孔過(guò)程射孔器槍內(nèi)外壓力變化規(guī)律與分布狀況，并結(jié)合以往測(cè)得大量環(huán)空壓力波形數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)測(cè)過(guò)程壓力信號(hào)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行刻畫(huà)與評(píng)估，同時(shí)通過(guò)井下模擬實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)儀器進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，獲得模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)壓裂過(guò)程槍內(nèi)壓力變化數(shù)據(jù)曲線，經(jīng)過(guò)模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析得出壓力