水力喷射径向水平井和水力喷射分段压裂技术可为低渗透等难动用油气藏提供两种经济高效的开采途径,应用高压磨料射流喷射进行套管开孔是其中关键技术。在分析了磨料射流工作机理的基础上,采用专门的围压装置及相应的试验台架,对磨料射流在围压下射穿套管的形状和时间参数进行了试验研究。着重研究了喷嘴压降、围压、喷距和喷嘴直径对射穿套管时间的影响,得出以下结论：随着喷嘴压降的增大,射穿套管时间缩短;随着围压的增大,射穿套管的时间延长;随着喷射距离的增大,射穿套管的时间延长;随着喷嘴直径的增大,射穿套管时间缩短。在本试验条件下,磨料射流射穿套管的孔径在10～14mm,射穿时间在18～330s范围内。

高压水射流磨料啧嘴是磨料颗粒加速的关键部位，喷嘴直径对射流有重要影响。通过实验与仿真的方法研究了喷嘴直径与射流切割能力的关系。研究结果表明：①试件的切口深度和切口宽度随喷嘴直径的减小基本上呈线性减小；②同一压力下，减小喷嘴直径会降低射流的切割比能耗；③不同直径喷嘴射流轴心的加速规律和衰减规律基本一致。喷嘴直径越小，射流加速越慢，衰减越快，等速核心段越短，切割能力降低；④从能耗、切割效率等多方面因素考虑，对于普通材料切割的喷嘴直径较佳选择为0．6～1．0mm，不宜进行直径0．2mm以下的磨料射流切割。