巖石含水率對微波穿透深度的影響

摘要：微波輔助破巖技術是近年來正在研究的一項鉆井提速新技術,有著巨大的技術優勢。實際微波鉆井過程中,巖石含水率的變化會造成微波對巖石穿透深度的差異,從而影響微波破巖效率。以216mm空氣鉆井為載體,建立井眼微波照射巖石模型,選取大慶砂巖為研究對象,通過理論分析和數值仿真方法研究了砂巖含水率對微波穿透深度和能量利用率的影響。結果表明,隨著砂巖含水率從4%增加到32%,頻率為2.45GHz的微波穿透深度從18.5mm減小到8.4mm,微波能量利用率從54.78%降低到28.72%。由于數值仿真考慮了巖石加熱后內部的熱傳遞作用,獲得的結果更接近于真實情況。該仿真方法可提前預測微波對不同含水率巖石的穿透深度,為微波輔助破巖鉆井提速優化設計提供了理論依據。