页岩气井射孔过程模拟及射孔套管性能评价研究

射孔完井法是页岩油开采中主要的完井方式,套管射孔后会造成套管力学性能的变化,从而影响油气开采的产能.通过地面全尺寸射孔模拟试验,确定不同射孔工艺下孔径的变化规律,并通过材料试验,确定了孔口周围屈服强度变化规律,明确了高速粒子流穿孔过程组织形态形貌变化.基于此,建立了射孔套管剩余抗挤强度量化表征有限元模型,确定了不同射孔条件下射孔套管剩余抗挤强度理论预测模型;借助理论方法建立了射孔工艺参数和产能对应关系.研究表明:套管射孔形态呈椭圆形,由于高速粒子流穿过套管导致射孔周围金相组织发生变化从而引起套管的屈服强度、抗拉强度以及硬度均降低;剩余抗挤强度随着射孔孔密、相位角、孔径的增加而降低,但对于孔径的变化更为敏感;油气产能随着射孔穿深、孔密、孔径、相位角的增加而提高.研究结果可为提高产能、优化射孔工艺提供数据支持.