[發明專利]預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法及裝置

有效

• 申請號: 201810263775.6
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108625828B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張輝;鄧橋;李軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/117
• 分類號: E21B43/117;G06F30/23
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;賈磊

本發明實施例提供了一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法及裝置，該方法包括：確定影響射孔爆炸載荷的因素；建立管柱系統的三維物理模型，對三維物理模型進行數值模擬計算，根據計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭；根據影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小；根據不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型；根據射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同工況下射孔爆炸載荷輸出大小。該方法能夠提供一種滿足實際情況需要，預測不同射孔工況下射孔爆炸載荷輸出大小，大幅度提升了射孔爆炸載荷預測的準確性，可以有效的為射孔作業設計決策提供理論依據。

技術領域

本發明涉及油氣井工程射孔技術領域，特別是涉及一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法及裝置。

背景技術

射孔是采用特殊聚能器材進入井眼預定層位進行爆炸開孔讓井下地層內流體進入孔眼的作業活動，普遍應用于油氣田和煤田。射孔作業的目的在于使井筒與油氣層之間形成通路，是油氣田開采的關鍵環節，在射孔彈爆炸形成射流的同時，有部分爆轟波會向井筒狹長空間內釋放形成動態沖擊載荷，一方面直接作用在槍管上，并通過槍管將這部分載荷傳遞給與之相連的減震器、油管、篩管、封隔器等其他管柱結構，引起管柱系統強烈沖擊振動；另一方面沖擊載荷會造成管柱外環液體壓力在短時間內發生劇烈的變化，以沖擊波形式在射孔液中傳播，瞬間造成井內液體大變形、高速劇烈運動，影響整個管柱系統的結構穩定性以及局部結構強度。近年來，隨著高孔密射孔器及大威力射孔彈在現場射孔中得到廣泛應用，射孔段管柱受到的爆炸載荷大幅增加，容易造成管柱失穩、屈曲斷裂、封隔器解封等事故的發生，特別是對于近些年發展起來的射孔測試聯作技術，使得這些問題更為突出。因此，如何準確預測不同射孔工況下爆炸載荷輸出大小，一直是射孔行業關注的焦點，對保障現場射孔作業的安全性具有重要意義。

目前國內對射孔爆炸載荷輸出大小的預測大致有兩種方法，一種是經驗總結法，也就是根據已射孔井的測試數據來預測未來射孔作業時爆炸載荷輸出大小的方法，這種方法當射孔工況發生變化時，預測的準確率極低；另一種方法是應用理論公式進行分析，這種方法其物理模型不能根據需要的實際情況設計，過于簡單，不能保證計算結果的準確性。

發明內容

本發明實施例提供了一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的方法，用以提升爆炸載荷輸出大小預測的精確性，該方法包括：

確定影響射孔爆炸載荷的因素；

建立管柱系統的三維物理模型，對三維物理模型進行數值模擬計算，根據計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭；

根據影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小；

根據不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型；

根據射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同工況下射孔爆炸載荷輸出大小。

本發明實施例還提供了一種預測射孔爆炸載荷輸出大小的裝置，用以提升爆炸載荷輸出大小預測的精確性，該裝置包括：

因素確定模塊，用于確定影響射孔爆炸載荷的因素；

源頭確定模塊，用于建立管柱系統的三維物理模型，對三維物理模型進行數值模擬計算，根據計算結果確定射孔爆炸載荷輸出源頭；

載荷輸出計算模塊，用于根據影響射孔爆炸載荷的因素，計算不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小；

模型建立模塊，用于根據不同工況下射孔爆炸載荷輸出源頭的爆炸載荷輸出大小，建立射孔爆炸載荷輸出大小預測模型；

載荷預測模塊，用于根據射孔爆炸載荷輸出大小預測模型，預測不同工況下射孔爆炸載荷輸出大小。