【正文】 精選資料可修改編輯 02468101210 20 30 40 50 60t(min)V(ml)圖 44 巖樣損害時(shí)間與累計(jì)濾液體積 05 10 25 30 45 50 60 70t(min)P(MPa)圖 45 巖樣返排壓力與 時(shí)間 0 5 10 15 20 25V(ml)K/Kw1圖 46 累計(jì)流量與滲透率恢復(fù)值 結(jié)論與建議：（1）壓裂液返排過程是非常重要的，良好的返排效果不但能有效的清除殘留在油層內(nèi)的精選資料可修改編輯壓裂液殘?jiān)夷茉谝欢ǔ潭壬咸岣吡芽p周圍壁面巖石的滲透率，有利于壓裂后油井的采油過程，進(jìn)而提高壓裂井的產(chǎn)量。巖樣未受鉆井液損害前，初始正向地層水驅(qū)流動(dòng)壓力反映了當(dāng)時(shí)的滲透率大小。（2）壓裂液返排研究以下為巖樣返排時(shí)間與累計(jì)濾液體積關(guān)系曲線精選資料可修改編輯表 42 巖樣返排壓力與時(shí)間t(min) 2 5 8 10 15 17 20 25 30 35 40P(MPa)46 5555555500 10 20 30 40 50t(min)P(MPa)圖 42 巖樣返排壓力與時(shí)間從上圖可以看出，返排壓力在變化過程中存在一個(gè)突起帶。W1K（3）將中間容器中的地層水換成壓裂液，以一定的流量對(duì)巖心進(jìn)行壓裂液損害，記錄損害時(shí)間與累計(jì)濾液的體積，直到累計(jì)濾液體積達(dá)到穩(wěn)定值為止。通過研究發(fā)現(xiàn)返排過程中存在一個(gè)最大返排壓差，同時(shí)返排 壓力的提高也會(huì)影響油層滲透率的恢復(fù)能力，于是我們安排了下面的實(shí)驗(yàn)研究以上問題。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理 壓裂水層模擬實(shí)驗(yàn)將壓裂液注入飽和過模擬地層水的巖心，壓裂液返排時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)變化如表 32 所示：表 32 模擬壓裂水層后的壓裂液返排數(shù)據(jù)t(min) p(MPa) V(mL) Q(103m3/min)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 精選資料可修改編輯12 13 14 15 16 根據(jù)表格內(nèi)的數(shù)據(jù)繪制壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線，如圖 34 所示： 時(shí) 間 （ min）壓力（MPa） 壓 力 變 化圖 34 壓裂水層時(shí)壓裂液返排壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律由圖 34 可以看出，壓裂水層時(shí)壓裂液返排壓力是隨返排時(shí)間的增長(zhǎng)而下降的，造成這種結(jié)果的原因是停泵后地層內(nèi)集聚的壓力在地層內(nèi)累積，使得剛時(shí)開始返排時(shí)壓力差很大，而后隨著時(shí)間的加長(zhǎng)壓力逐漸消耗變得越來越低。這與 Williams 等人提出的觀點(diǎn)一致?；居?jì)算參數(shù)如表 31，計(jì)算結(jié)果如圖 32 所示。對(duì)于恒定流，由伯努利方程 則可得到放噴油嘴中不同時(shí)刻返排液的速度 [44]： （332） ]1)([)1(1????????tpRr???由式（329 ）又可導(dǎo)出不同時(shí)刻的返排流量 Q 和累積返排量 ，計(jì)算式分別如下：outV （333） ]1)([)1(1????????tprrQ??? （334）()[(]dt .outVttR??? ??上面的式子中， 為返排液的密度，kg/m 3； 為局部阻力系數(shù)，無量綱，在這里取， ；??， 為放噴油嘴和井筒的半徑，m； 為返排過 程中井口的壓力，Pa；其與井底壓力的關(guān)rR)(tp系為 ，其中， 為井筒靜液柱壓力，Pa。后面便以實(shí)驗(yàn)和實(shí)例計(jì)算的方式驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確程度，并加以修正。Mu?v第二步，隨著動(dòng)邊界的推移，在計(jì)算的 n 時(shí)刻可以將計(jì)算區(qū)域化為兩大部分：第一部分為濾餅區(qū)，其壓力分布由式（ 319）計(jì)算；第二部分為侵入?yún)^(qū)和儲(chǔ)層區(qū)，通過動(dòng)邊界的推移距離來判斷網(wǎng)格系統(tǒng)中的各點(diǎn)是處于侵入?yún)^(qū)還是儲(chǔ)層區(qū)，然后在這些點(diǎn)分別采用式（327）和式（326 ）提供的格式，結(jié)果形成兩組五對(duì)角矩陣方程。i,jii+1/2d??i,jjj+12tdi,ji,ji,ji,ji,jtdi,ji,j()neyccabeKpgK?????????????????其他的表示項(xiàng)同式（326）。在壓裂液返排過程中精選資料可修改編輯裂縫附近的壓力梯度大，而遠(yuǎn)離裂縫的壓力梯度小，因此采用不均勻網(wǎng)格。裂縫內(nèi)部的濾餅面處， （321）fxLP??式中， 為停 泵時(shí)刻裂縫 的長(zhǎng)度，m。由上述的對(duì)濾餅形成過程的分析可以看出，應(yīng)適當(dāng)修正濾餅因數(shù) ，使之適 應(yīng)濾餅形c?成過程中的既有增厚又有削薄的情況。它是取決于流體和濾餅性質(zhì)的一個(gè)綜合參數(shù)。dK?K根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可得到連續(xù)方程： （35）??0?????Vt?考慮流體及多孔介質(zhì)的可壓縮性，流體密度變化及地層孔隙度變化的狀態(tài)方程如下： （36）0f0[1()]cp? （37）φ???式中， 和 分別為流體及孔隙的壓縮系數(shù)，Pa 1；令 ， 為綜合壓縮系數(shù)，fc? ?c??ft tPa1。 壓裂液從地層返排的數(shù)學(xué)模型在壓裂施工過程及裂縫閉合的過程中，只要裂縫是張開著，在裂縫壁面與油藏之間就會(huì)形成一定的壓差，而壓裂液的返排速度的大小又受裂縫與儲(chǔ)層之間的壓力梯度所控制 [3639]。 裂縫閉合過程中模型的假設(shè)條件壓裂施工停泵后井底或井口壓力一般都會(huì)隨時(shí)間下降。到目前為止，確定裂縫形態(tài)的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)從二維模型、擬三 維模型發(fā)展到全三 維模型。王尤富 [26]論述了入井液表面張力與儲(chǔ)層損害關(guān)系的實(shí)驗(yàn)室研究。 為了減少快速返排和井筒脫砂可能對(duì)循環(huán)系統(tǒng)造成的磨損，國(guó)外一般還要采取控制支撐劑倒流的措施，使用尾追樹脂包裹支撐劑（樹脂砂）就是其中的一種。（4）裂縫向下延伸時(shí)，無論泵送期間還是裂縫閉合期間，支撐劑都是沉降的，此 時(shí)再大的返排速度也不足以影響裂縫體積，支撐劑可能填充在射孔孔眼處，但不可能覆蓋整個(gè)裂縫段?；谶@種認(rèn)識(shí)，1995 年 Barree 和 Mukherjee 提出了“反向脫砂” （Reverse Screenout）工藝。 強(qiáng)化返排與 Robinson 等人相反， 1990 年 E1y 等人提出用強(qiáng)制裂縫閉合（Forced Closure ）工藝，配以較高的支撐劑濃度（高砂比）和嚴(yán)格的壓裂液質(zhì)量控制措施，能極大地改善低滲透油氣井支撐縫的導(dǎo)流能力。如果壓裂液破膠時(shí)間大于裂縫閉合時(shí)間，應(yīng)當(dāng)用～ 的小油嘴，以 19～38（L/min）的小排量返排，使裂縫降壓。 壓裂液返排規(guī)律研究現(xiàn)狀 國(guó)外壓裂液返排的推薦做法近十多年來，國(guó)外學(xué)者在壓后壓裂液返排的問題上形成了多種認(rèn)識(shí)，具有代表性的觀點(diǎn)主要有小排量返排、強(qiáng)化返排和反向脫砂三種 [1424]。就已有的研究成果來看，主要存在以下 問題：低速滲流時(shí)，有沒有啟動(dòng)壓力梯度 還存在很多爭(zhēng)議；如何測(cè)量低滲透巖石的啟動(dòng)壓力梯度和啟動(dòng)壓力產(chǎn)生的原因值得進(jìn)一步研究。可見低滲透油藏是我國(guó)今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要資源基礎(chǔ)。（6）油層受巖性控制，水動(dòng)力聯(lián)系差， 邊底水驅(qū)動(dòng)不明顯，自然能量 補(bǔ)給差，多數(shù)靠彈性和溶解氣驅(qū)采油，油層產(chǎn)能 遞減快，一次采收率低，只能達(dá)到 8%~12%，采用注水保持能量后，二次采收率可提高到 25%~30%。大部分 為 7%~20%，個(gè)別高達(dá) 28%。低滲透儲(chǔ)集層中石油黏度在 10mPa近些年來，小而復(fù) 雜的低滲透油田比例越來越大。因此有必要建立井口不同返排壓力與返排效果的關(guān)系，根據(jù)油藏實(shí)際情況選擇合適的返排井口壓力。這些問題主要有兩大方面 [34]：一是沒有選擇合理的時(shí)機(jī)對(duì)支撐劑的運(yùn)移進(jìn)行控制，導(dǎo)致大量的支撐劑回流到井筒（吐砂），或在近井筒帶破碎，從而使產(chǎn)層區(qū)的支撐劑很少或分布不合理。研究表明：施工結(jié)束后，為了防止殘液長(zhǎng)期滯留地層造成二次傷害，一般說來應(yīng)將殘液盡可能地快速排出。然后以 濾失機(jī)理研究為基礎(chǔ)，通過了建立裂縫壁面上的滲流模型，編 制了返排參數(shù)預(yù)測(cè) 程序，可通 過對(duì)壓裂返排效果的預(yù)測(cè)來指導(dǎo)壓裂液返排作業(yè)。中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）低滲透油田壓裂液返排規(guī)律研究姓 名：學(xué) 號(hào)：性 別：專 業(yè): 石油工程批 次：學(xué)習(xí)中心：指導(dǎo)教師： 年 月精選資料可修改編輯摘 要水力壓裂是低滲透油氣藏開發(fā)評(píng)價(jià)和增產(chǎn)增注必不可少的技術(shù)措施，而油氣井壓后的壓裂液返排又是水力壓裂作業(yè)的重要環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：水力壓裂；裂縫閉合；壓裂液返排；數(shù)學(xué)模型；井底壓力精選資料可修改編輯精選資料可修改編輯目 錄第 1 章 緒論 .....................................................................................................................1 壓裂液返排規(guī)律研究的目的和意義 ..........................................................1 目前關(guān)于壓裂液返排規(guī)律研究存在的不足 ..............................................2第 2 章 低滲透油田特點(diǎn)及壓裂液返排規(guī)律研究現(xiàn)狀 .................................................3 國(guó)內(nèi)外低滲透油田儲(chǔ)量分布及特點(diǎn) ..........................................................3 國(guó)外低滲透油田儲(chǔ)量分布 ..............................................................................3 國(guó)外低滲透油田的主要特點(diǎn) ..........................................................................3 國(guó)內(nèi)低滲透油田儲(chǔ)量分布 ..............................................................................4 國(guó)內(nèi)低滲透油田的主要特點(diǎn)： ........................................................................4 壓裂液返排規(guī)律研究現(xiàn)狀 ..........................................................................5 國(guó)外壓裂液返排的推薦做法 ..........................................................................5 國(guó)內(nèi)壓裂液返排的研究現(xiàn)狀 ..........................................................................7 裂縫形態(tài)的數(shù)學(xué)模型 ..................................................................................8第 3 章 裂縫閉合期間壓裂液返排模型 .........................................................................9 裂縫閉合過程中模型的假設(shè)條件 ..............................................................9 壓裂液返排的二維數(shù)學(xué)模型 ......................................................................9 壓裂液從地層返排的數(shù)學(xué)模型 ......................................................................9 初始條件及邊界條件 ....................................................................................13 模型的數(shù)值解法 ........................................................................................14 返排模型的離散 ............................................................................................14 求解方法 ........................................................................................................17 裂縫閉合時(shí)間及壓裂液返排量的確定 ....................................................18 裂縫閉合時(shí)間確定 .........................