负压射孔利用静态负压或动态负压装置产生高速回流冲刷孔眼携带出孔道内的岩石碎屑并消除杵堵,达到清洁孔眼的目的。负压回流的清洁效果主要取决于射孔负压差值的大小,而最小射孔负压是达到孔眼清洁效果的基本条件,直接决定负压射孔的作业质量。目前负压设计方法众多,同一口井用不同方法设计出来的负压值差异很大,并且这些方法多以经验公式为主,考虑因素不全面,缺乏广泛适用性。本文根据渗流力学与流体力学相关理论,建立了负压回流半解析模型,分析负压回流过程中,孔眼周围渗流速度的变化,并采用有限体积法计算射孔孔眼内流场与射孔残余物的运移轨迹,而着重研究了清洁孔眼所需的理论最小射孔负压。另外,分析了钻井污染与孔眼周围压实带对地层渗透率的损害机理,低渗地层或稠油地层的启动压力梯度对负压回流的影响以及水平井负压射孔过程中负压回流在井筒内汇集产生的流动摩阻,并研究了这三种因素对最小射孔负压造成的影响,从而对最小负压设计方法进行优化。结合Colle的最大负压设计方法与防止地层出砂的最大负压设计理论,根据油田实际情况提出合理射孔负压设计方法。最后考虑井下管柱与工具的安全抗压强度、岩石结构稳定性、孔眼力学稳定等因素对合理负压进行校核。采用上述新方法设计不同参数下的最小射孔负压,分析负压设计结果的影响因素。研究表明：①孔眼之间的渗流干扰与渗流条件受射孔参数(穿深、孔密、孔径等)的影响,与传统设计理念不同,认为射孔参数会对最小负压设计结果产生影响；②地层渗透率是最小负压设计的主要影响因素,随地层渗透率的下降,最小负压明显增大；③钻井污染改变了井筒周围地层的渗透性,随着表皮系数的增加,最小负压越大；④水平井负压射孔时,水平段与射孔段越长,产生的流动摩阻越大,清洁孔眼所需的最小负压越大；⑤由于负压回流过程中压力波传播范围有限,启动压力梯度对孔眼渗流流率的影响较小,对最小负压设计结果影响不明显。现场试验应用取得了理想效果,表明按本方法设计的负压差值,满足最小负压要求,能够达到清洁孔眼的目的,提高了油井产能,同时又满足最大负压要求,保证负压射孔过程中地层的稳定性与施工安全性。因此与传统负压设计方法相比,本文提出的新方法考虑因素全面,设计结果更为科学合理。