射孔器内动压测试技术研究

发布时间：2017-12-04 11:09

  本文关键词：射孔器内动压测试技术研究

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【摘要】：无论是近期起源于美国席卷全球的页岩气革命中页岩气井，，还是传统石油、煤层气井，在它们的开采作业过程中聚能射孔都是极其重要的环节。为解决世界经济井喷式发展对能源需求的巨大缺口和能源供应不足这一现实之间的尖锐矛盾，石油勘探与开采企业不得不将触角伸向更深、更丰富、地址结构更复杂的油气储层，这就需要能够应对油气井下严酷环境的聚能射孔工艺的支持。由于油气井下聚能射孔器的性能是决定射孔工艺优劣和聚能射孔效果的重要一环，同时聚能射孔作业时产生的动态压力，特别是射孔枪内部环境产生的高频响动态高压，是评价压裂效果、射孔工艺、射孔器效能优劣、油气井产能与寿命的重要参考数据，因此本文提出射孔器内动压测试技术，研究了射孔器内动态压力特性和相应测试仪器的设计方法。 本文对射孔器枪内高频动压的分析及其测试仪器的设计采用了理论分析、数值模拟、实验论证相结合的方法，主要体现在下述几个方面： 1、简要介绍了聚能射孔过程射流形成与地层压裂机理，即枪内高频动压形成机理，凭借环空压力与枪内压力相关联的特点，结合大量井下实测环空压力数据的分析，总结和阐述了他们所共有的性质，为测试仪器的设计提供部分理论依据。 2、针对严酷恶劣、狭小紧凑的井下空间环境和枪内动压的高频特性，提出了枪内测压系统的设计思想与设计方案，详细分析和研究了软件程序算法、硬件电路结构，引入了FPGA嵌入式知识产权核、模拟动态补偿和数字动态补偿方法，实现系统控制功能的高度智能化，加强了系统的集成度、节约了硬件资源、降低了功耗、延长了仪器使用寿命、提高了系统可靠性、保证了系统动态测试精度。 3、基于聚能装药和聚能射流等相关理论，对射孔/压裂过程中涉及到的各种环境因子与物理化学变化建立简化数值模型，以仿真云图的方式直观的表示出射孔过程射孔器枪内外压力变化规律与分布状况，并结合以往测得大量环空压力波形数据，对实测过程压力信号动态特性进行刻画与评估，同时通过井下模拟实验装置对仪器进行动态校准，获得模拟实际动态压裂过程枪内压力变化数据曲线，经过模拟数据与实测数据的对比分析得出压力数据的变化规律、分布状况与井下实际状况之间的内在联系。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE257.1

【参考文献】

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本文编号：1250780