【摘 要】
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随着我国西部战略与油田勘探开发的不断深入,井越来越深,地层越来越复杂、难钻,如二叠系、石炭系这类火山岩、凝灰岩等,迫切需要新技术来缩短深井建井周期。其中微波辅助破岩技术采用热能辅助破岩,具有无需介质实现热量传递、温度提升速度相对快、穿透性较强、操作简单、控制方便等特点,经国内外学者研究表明具有潜在的发展前景。通过对微波辅助破岩技术的研究将会有效提高难钻地层破岩效率,降低钻井成本,提高钻井效率,对提
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随着我国西部战略与油田勘探开发的不断深入,井越来越深,地层越来越复杂、难钻,如二叠系、石炭系这类火山岩、凝灰岩等,迫切需要新技术来缩短深井建井周期。其中微波辅助破岩技术采用热能辅助破岩,具有无需介质实现热量传递、温度提升速度相对快、穿透性较强、操作简单、控制方便等特点,经国内外学者研究表明具有潜在的发展前景。通过对微波辅助破岩技术的研究将会有效提高难钻地层破岩效率,降低钻井成本,提高钻井效率,对提升油气产能效果具有重要作用。本文首先分析了利用微波近场和热失控两种效应产生热量用于微波辅助破岩的原理,并由此设计了微波辅助破岩模拟实验装置,通过室内实验研究其对不同材料的破岩效果。在此基础上,探索构建了微波辅助破岩理论模型,完成了数值模拟与室内实验的模型验证,并模拟了不同微波功率下温度变化情况。通过室内实验与数值模拟的对比分析可知:（1）不同岩性的岩石对微波近场能量的热失控效应阈值差异较大。实验所用微波发生装置功率不足以产生显著的辅助破岩效果。（2）随着内导体深入,微波功率的增大,局部温度提升也会越高,会使得破岩越来越容易。（3）微波初始加热时间对岩石热失控效应影响不大,微波发生功率对被加热岩石的温度和强度影响较大。（4）若微波发生功率提高,使温度升高到800℃左右,岩石强度会明显降低,破岩效率大大增加。
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