超临界二氧化碳流体作为一种新型钻井流体,具有粘度低、密度高、扩散性强的特性,同时又具有防止地层水化、保护油气层的优势,这使它在非常规油气藏的勘探开发领域中具有巨大的应用潜力。但是其在井底喷射及井筒流动过程中对地层有何影响尚未见报导,开展超临界二氧化碳射流喷射对地层渗透率及力学性质影响的研究,有助于推动超临界二氧化碳钻井、完井理论与技术的发展。首先,采用数值模拟方法,根据试验装置结构建立了超临界二氧化碳射流喷射地层物理模型,模拟了超临界二氧化碳射流流场以及岩石内部流场分布,对影响岩石渗透率的机理进行了分析,并与水、氮气射流进行了对比模拟,初步揭示了超临界二氧化碳射流过程中在岩石内部形成了拉剪应力波动与层间温差应力,从而引发了岩石裂隙的生成与扩展的喷射增渗的机理。其次,开展了超临界二氧化碳射流喷射增渗试验研究,并与数值模拟结果进行了结合分析。试验结果表明:(1)随着喷射压力的增大,渗透率变化曲线总体呈现先快速上升后趋于平稳的规律(2)随着射流温度的增加,渗透率呈现不断上升的趋势,在一定温度区域内低压射流增渗效果优于高压射流增渗效果(3)随地层温度升高,射流后岩石渗透率呈线性趋势增加(4)随射流时间增加,渗透率先迅速提高然后缓慢趋于定值。最后,对射流前后的岩石力学性质进行了试验研究,结果表明:(1)随喷射压力、射流温度、岩石温度的增加,射流后岩石强度逐渐降低;(2)随着射流冲击时间的增长,岩石强度先迅速下降后缓慢降低趋于定值;(3)射流冲击后岩石弹性模量降低,在射流冲击下随着地层温度的上升其泊松比不断增加,射流冲击作用下岩石由弹性向塑性转变。综合采用数值模拟和试验研究相结合的方法,初步研究揭示了超临界二氧化碳喷射提高地层渗透率的机理,分析了超临界二氧化碳喷射对地层力学参数的影响,从而为超临界二氧化碳开发油气资源的储层保护机理提供了基础试验依据和支撑。