在低渗透油藏中,油气井的近井带都存在不同程度的地层伤害,地层伤害造成油气井产量下降。人们对于改善近井筒地带受污染油气层的渗透率进行了许多有益的探索。本文研究的水力深穿透射孔技术与常规聚能射孔相比,由于可以在某段地层上射出更深且直径更大的孔道、无压实带及更少的污染,逐渐被国内外油田所关注。近20年来的相关研究和应用表明,水力深穿透技术用于油井射孔对于油田增产增注、提高油田最终采收率都具有重要的意义。随着水力深穿透射孔技术的广泛应用,目前射孔孔径不够大,射孔距离不够长等问题,是人们研究的焦点。为了从根本上提高射孔能力和效率,进一步提高油田产量。本文对水力深穿透喷嘴进行研究,完成的主要工作如下:(1)建立三维小喷口喷嘴射流模型,分析喷嘴结构参数对射流性能的影响,得到相对合理的单孔喷嘴结构。(2)建立三维多孔喷嘴模型,并且进行流场分析。重点分析多孔喷嘴上斜孔位置和角度对射流流场的影响。(3)建立自进式喷嘴模型,并且进行流场分析。重点研究前后孔位置、角度和直径等参数匹配问题,验证文中设计的喷嘴有自进能力。(4)使用FSI方法对水射流破岩进行流固耦合分析。在后处理可以同时观察射流流场分布和岩石界面应力的相对关系。(5)首次使用用SPH法建立射流和岩石模型进行显示动力分析。(6)基于拉格朗日法、ALE法、SPH法、SPH法和拉格朗日法耦合四种方法分析水射流破岩。结果表明,SPH法和拉格朗日法耦合方法更合适水射流模拟。(7)使用SPH和拉格朗日法耦合方法对多孔喷嘴进行结构优化,得到相对合理的多孔喷嘴模型。综上所述,本文对多种型式喷嘴内外流场进行研究,并且基于多种方法对水射流破岩进行数值模拟。最终优化出自进式喷嘴结构,此喷嘴具有自进能力,能够应用到水力深穿透工作中。