[发明专利]一种预测射孔爆炸剩余能量的方法、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种预测射孔爆炸剩余能量的方法、装置及存储介质，该方法包括：获取井筒内射孔爆炸能量的构成关系，建立射孔释放到井筒内的等效能量模型；根据所述等效能量模型，建立射孔枪内的射孔弹对应的有限元计算模型；基于所述有限元模型，提取不同时刻对应的能量仿真数据；根据所述能量仿真数据，确定最终井筒内射孔残余能量的比例。本发明提供满足现场真实射孔弹爆炸条件，确定井筒内射孔爆炸剩余能量的方法，大幅度提升了井筒内射孔爆炸剩余能量预测的准确性，可以科学的为现场射孔优化设计提供理论依据。

技术领域

本发明涉及射孔安全技术领域，尤其涉及一种预测射孔爆炸剩余能 量的方法、装置及存储介质。

背景技术

聚能射孔弹因其强穿透性、能量集中等优良性能，被广泛应用于石 油天然气开采中。聚能射流的形成是一个极其复杂的物理和化学过程， 爆炸会在微妙时间尺度内产生高达几百甚至上千兆帕的局部超压。射流 在穿透套管和地层的同时，会有部分能量释放到井筒内。这部分能量是 造成井筒安全威胁的主要来源，其大小受射孔枪型号及其他射孔条件的 影响。由于井下射孔动态过程的求解是非常复杂的，从有限元模型的建 立到提交计算都面临着诸多难题，如：模型简化、模型数值计算、方法 的选择、模型计算不收敛等，要解决这些问题，就需要综合运用一系列 的学科知识，克服这些理论困难。

现有的国内外针对井筒内射孔爆炸剩余能量预测的方法未见详细报 道，由于射孔研究涉及多学科交叉，目前采用理论方法很难全面分析井 下射孔能量转换过程。采用室内射孔弹实验方法消耗较大人力物力、安 全风险较高，同时现有的测量技术难以捕捉到真实物理现象及全面采集 动态数据。综上，如何高效便捷地对井筒内射孔爆炸剩余能量进行预测 是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种预测射孔爆炸剩余能量的方法、装置及 存储介质，用以解决现有技术中井筒内射孔爆炸剩余能量预测方法复杂 且具有场地局限性的问题。

本发明提供一种预测射孔爆炸剩余能量的方法，包括：

获取井筒内射孔爆炸能量的构成关系，建立射孔释放到井筒内的等 效能量模型；

根据所述等效能量模型，建立射孔枪内的射孔弹对应的有限元计算 模型；

基于所述有限元模型，提取不同时刻对应的能量仿真数据；

根据所述能量仿真数据，确定最终井筒内射孔残余能量的比例。

进一步地，所述构成关系通过如下公式表示：

E_t＝E_j+E_w+E_l

其中，E_t表示射孔弹装药爆炸总能量，E_j表示形成射流所需能量， E_w表示井筒射孔剩余能量；E_l表示射孔过程其他损失能量。

进一步地，所述等效能量模型通过如下公式表示：

其中，W_e表示等效炸药质量，W表示射孔弹装药量，表示射孔能 量剩余率。

进一步地，所述根据所述等效能量模型，建立射孔枪内的射孔弹对 应的有限元计算模型包括：

根据所述等效能量模型，分析井筒内射孔残余能量的构成；

根据所述井筒内射孔残余能量的构成，针对射孔枪内的射孔弹炸药， 建立三维物理模型，形成对应的所述有限元计算模型。

进一步地，所述基于所述有限元模型，提取不同时刻对应的炸药能 量数据和射流能量数据包括：

基于所述有限元模型，进行有限元计算；