磨料兩相射流理論及在油井增產中的應用

    《磨料兩相射流理論及在油井增產中的應用》通過兩相射流理論，深入研究了磨料射流對改善油井中井周圍岩的環境及提高油層滲透性的作用，在此基礎上研製了相應的設備並在現場進行了大量的應用，提高了油氣井產量和採收率，取得了良好的經濟效益。其中主要包括兩部分的研究工作。第一部分主要是關於對磨料射流理論、切割機理和割縫增產增注機理以及套管強度的研究。研究從單相圓形層流邊界層方程出發，對固-液兩相流邊界層紊流雷諾方程作了敘述並進行了求解，為解決磨料射流割縫增產增注技術提供理論指導，而且也能作為固-液兩相流邊界層其他流動問題以及磨料射流擴大應用的初步理論基礎。第二部分包括技術設備的改進、設計、製造、調試及進行地面模擬試驗和工業試驗直至擴大應用範圍的研究。在石油開採方面，我國已經成為繼俄羅斯之後成功地應用這項技術的國家，而且可以自行製造出合格的井下割縫設備，並且為設計製造其他磨料射流設備及制訂相應工藝提供了經驗。

第1章 緒論
1.1 磨料兩相射流的理論發展概述
1.1.1 紊動射流理論的發展歷史
1.1.2 固-液兩相流的研究歷史
1.2 磨料兩相射流切割的研究現狀
1.2.1 磨粒射流切割機理研究概述
1.2.2 磨粒射流切割作用下材料失效機理研究
1.3 磨料兩相射流在油井增產中的應用

第2章 固-液兩相紊流等效單相流體流動的基本方程
2.1 引言
2.2 固-液兩相流連續介質雙流體模式的基本方程
2.3 固體顆粒在流體流動的受力分析
2.4 固-液兩相流的等效單相流體流動基本方程
2.5 固-液兩相等效單相流紊流的描述方法
2.6 固-液兩相等效單相紊流基本方程
2.7 紊流方程組的封閉性問題
2.8 小結

第3章 固-液兩相流圓形紊動射流理論
3.1 引言
3.2 紊動射流的形成
3.3 圓形層流射流邊界層方程及其求解
3.3.1 單相圓形層流射流
3.3.2 圓形固-液兩相流層流射流
3.4 單相圓形紊流邊界層方程及其求解
3.4.1 紊流邊界層的理論基礎
3.4.2 圓形紊動射流的流速分佈
3.4.3 圓形射流的紊動特性
3.5 固-液兩相流紊流邊界層方程
3.6 採用動量積分法求解及討論
3.7 小結

第4章 磨料射流對材料的打擊作用
4.1 引言
4.2 磨料射流對材料破壞的作用
4.3 射流撞擊材料時水擊壓力
4.4 金屬材料在磨料射流作用下破壞機理
4.4.1 金屬材料的破壞形式
4.4.2 接觸應力的確定
4.5 岩石在磨料射流作用下的破壞機理
4.5.1 受衝擊時岩石失效的原因
4.5.2 壓縮波對岩石的破壞作用
4.5.3 磨料兩相射流中聲速的確定
4.6 小結

第5章 油井割縫增產機理及有關射流工藝參數的確定
5.1 引言
5.2 油井割縫增產的機理
5.3 割縫影響區域
5.4 割縫長度對套管強度的影響
5.5 磨料射流工藝參數的確定
5.6 鋼球及顆粒的沉降速度
5.7 小結

第6章 井下磨料射流切割設備的設計研製及試驗
6.1 引言
6.2 井下磨料射流割縫設備設計的改進
6.3 溢流閥的設計和研製
6.4 割縫施工工藝參數的選擇
6.5 地面模擬及井下試驗
6.5.1 試驗配套設備及其佈置
6.5.2 地面模擬試驗
6.5.3 井下試驗
6.6 小結

第7章 井下磨料射流切割的應用
7.1 引言
7.2 一般油層割縫施工設計實例
7.3 其他典型情況下割縫施工
7.3.1 多層位或特厚油層進行割縫
7.3.2 割縫用於薄油層及雙層套管代替射孔
7.4 井下割縫有關施工參數的確定
7.5 割縫設備用於油井擴孔
7.5.1 油井水力擴孔的來源
7.5.2 水力擴孔方法及成效
7.6 割縫設備後續使用狀況
7.6.1 井下割縫深穿透試驗
7.6.2 水力割縫技術水井增產應用
7.6.3 井下液力噴砂割縫技術現場應用
7.7 施工中遇到的主要問題及對策
7.8 小結

第8章 油井中磨料射流固、液兩相流場的數值模擬
8.1 磨料射流固、液兩相流場的數學模型
8.1.1 磨料射流連續相的數學模型
8.1.2 磨料射流離散相的數學模型
8.1.3 磨料射流離散相與連續相耦合的數學模型
8.2 磨料射流固、液兩相流場的數學模型的求解
8.2.1 磨料射流數學模型連續性方程的離散
8.2.2 磨料射流數學模型動量方程的離散
8.3 磨料射流固、液兩相流場的數值模擬分析
參考文獻