高壓水射流技術在石油工程中的應用

目前，高壓水射流技術在十幾年（nián）的發（fā）展中（zhōng）已（yǐ）經取得了很大的進步（bù），在石油工程開采中的作用越來越明顯，逐漸受到（dào）了石油行業的高（gāo）度重視，使得高壓水射流技術得到了快速的發（fā）展。但是，就目前我國高壓水射流技術水平而言，還遠遠（yuǎn）低於世界平均水平，再加之水射流設備的滯後，常常導致石（shí）油工（gōng）程開（kāi）采工作無法（fǎ）順利開（kāi）展，這（zhè）也是影響我國高壓水射流技術進一（yī）步提升的主（zhǔ）要原（yuán）因之一。

20世紀初，隨著噴射鑽井的出現，不僅大（dà）大提高了石油工（gōng）程的鑽井效（xiào）率，還確保了鑽井（jǐng）的質量，減少了人力投入和石（shí）油工程的建設成本。通過多（duō）年的實踐工作，技術人員發（fā）現，噴射鑽井在正常運行狀態時（shí），如果（guǒ）將射流（liú）壓力逐漸調高的話，就會加快鑽井的速度，而（ér）這一施工過程一般需要借助（zhù）泥漿（jiāng）泵所（suǒ）實現。但是（shì）這勢（shì）必會對泥漿泵體積造（zào）成一定的影（yǐng）響，使得柴油機功率過大，運輸起來十分不便，變相增加了石油工程設備費用，還從（cóng）一定程度上加大了燃料的浪費。因此，這（zhè）一問（wèn）題已經成為鑽井行業共同關注的看問題。由於射（shè）流鑽井（jǐng）是一項（xiàng）比較複雜的工作，受到很多條件因素的限製，我國對於鑽井射（shè）流並不全麵，尚未形成相對完善的（de）水射流技術（shù）體係。
 
在（zài）20世紀後期，隨著科學技術的不斷發展與進步，越來越多先進的高壓水射流技術被應用於石油工程中，而自激振（zhèn）蕩脈衝射流作為當（dāng）時（shí）常見的新型水射流技術，受到了石油行業的高度青睞，這種高壓水射流（liú）技（jì）術主要的工作原（yuán）理是讓壓力能間斷地釋放，將（jiāng）連續射流轉變為斷續（xù）性射流，形（xíng）成一個渦環流，由於這種渦環流的壓力較低，常（cháng）常會出現空（kōng）化的（de）現象，而其最大的特（tè）點就是能夠對（duì）粉碎的岩石表麵進行快速的（de）清理，是一種非常實用的水射流技術。

根據瞬（shùn）態流理論和水聲學原理，當流體通過（guò）各種類型的諧振腔出口收縮斷麵時產生壓力激動，這種壓力激動反射回入口處與來流（liú）的壓力脈動疊加形成駐波（bō），當激振頻率與射流本身的固有頻率匹配時產生共振，從而（ér）產生空化。
 
目前自激（jī）振蕩脈衝射流用於鑽井和采油生產，開（kāi）發出若幹有實用價值的新技術（shù），獲得了顯著的經濟效（xiào）益。如（rú）將自激振蕩脈衝射流用於鑽（zuàn）井，研（yán）製出的自激振蕩脈衝（chōng）射流鑽頭，將平均機械鑽速提高了35%；將自激振蕩脈衝射流用於處理油井（jǐng）近（jìn）井地層及解堵，首創自振旋轉射流處理近井地層及解堵（dǔ）新技（jì）術。由於射流作用（yòng）於近（jìn）井地層，同（tóng）時對（duì）其（qí）產生低頻水力衝擊、高頻水力振蕩和超聲波3種物理效應，故能有效地解堵和處（chù）理地層。這項技術自1995年起先後（hòu）在遼河、勝利、大慶等11個油田和地區的500多口井上應用，平均油（yóu）井單井增油20%～30%，注水井單井（jǐng）增注30%～130%；把自激振蕩脈衝射流用於油田注水（shuǐ），創製了自激波動注水新技術，它從源頭上預防在注水過程中形成的近井地帶堵塞，實（shí）現了邊注水邊解堵，達到了（le）降低（dī）注水壓力、延長（zhǎng）修井周期和降低作業費用的目的。