【正文】 m/suu/ m/s 圖 38 NRe≤2 時 dul/dt 于支撐劑回流速度的關(guān)系 當(dāng) 2＜ NRe≤500 時 ， 分別對 dul/dt 進行取值為 4， 6， 8， 10 計算得到對應(yīng)的支撐劑回流速度 。 下面對不同日產(chǎn)量下的液體流速和支撐劑回流情況進行討論 。 壓裂液返排時選擇一個合理返排流量 ， 使壓裂液及時有效的排出 ， 實現(xiàn)既不傷害儲層又不出現(xiàn)支撐劑回流的目的 。 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第 四 章 總結(jié) 通過對 壓裂井返排優(yōu)化設(shè)計 研究 ， 對支撐劑回流機理分析 ， 要實現(xiàn)防止支撐劑的回流可以做以下幾點： 從支撐劑方面來講 ， 使用改造支撐劑工藝技術(shù)如樹脂涂層支撐劑防砂技術(shù) 、 纖維防砂技術(shù) 、 熱塑性薄膜防砂技術(shù) 、 可變形支撐劑防砂技術(shù)等來有效的防止支撐劑回流 。 根據(jù)前面對生產(chǎn)過程中出砂控制的研究首先對油井的攜液產(chǎn)量進行計算結(jié)果為 m3/d。同時支撐劑回流速度還受攜帶介質(zhì)流動形態(tài)而改變。 通過對比不同油嘴對應(yīng)的井口壓力與時間關(guān)系不難發(fā)現(xiàn) ， 油嘴直徑越大 ， 返排速度就越快 ，裂縫閉合時間也就越短 。 圖 36 為預(yù)測出的關(guān)井后的壓降曲線。 通過該程序可以計算油井生產(chǎn)過程中能返排壓裂液的產(chǎn)量 。 它所涉及的參數(shù)有支撐劑顆粒直徑 、 支撐劑顆粒密度 、 攜帶介質(zhì)密度 、 井筒直徑以及放大計算機程序 臨界流量計算 回流速度計算 沉降速度計算 攜液產(chǎn)量計算 最大產(chǎn)量計算 合理的壓裂液返排速度 最大的 生產(chǎn)產(chǎn)量 不出現(xiàn)支撐劑回流及出砂 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 系數(shù) ， 通過計算可以得到控制支撐劑回流的臨界流量 。 其中 ， 沖擊力 F 可由 2o ocF Av?? （ 211） 計算 ， 若砂粒半徑 rd 為則 31,22ddL r H r?? （ 212） 234, 3d d cA r G r g??? ? ? （ 213） 將式（ 211） ， 式（ 212）和式 （ 213） 代入式（ 210）中 ， 得 12433oc c d ogvr????????? （ 214） 式中 ， rd—砂粒的半徑 ， m； ρc—支撐劑的密度 ， kg/ m3。 排液過程中的支撐劑回流量由支撐劑回流速度和排液時間確定 。 在考慮油井生產(chǎn)過程中既要返排注入地層中的壓裂液 ，同時又不將地層砂 (包括支撐劑 )帶入井筒的前提下 ， 推導(dǎo)壓裂氣井的臨界產(chǎn)量計算公式 ， 為指導(dǎo)壓 裂液返排和確定油井合理產(chǎn)能提供依據(jù) 。 目前 ， 對支撐劑充填層穩(wěn)定性所進行的數(shù)值模擬研究很少 ， 基本還出于嘗試階段 。 Romero 和 Feraud[13]通過考察支撐劑顆粒從支撐劑充填層被侵蝕的情況來確定臨界返排流量 。 (3) API 線性流動巖芯夾持器 該裝置主要用來觀察和測量支撐劑充填帶在不同應(yīng)力條件下的支撐劑回流現(xiàn)象 。 常見的實驗?zāi)?型有如下幾種 ： (1)圓管 —射孔模型 [8] 這種模型主要是研究射孔附近沒有側(cè)限應(yīng)力時 ， 支撐劑發(fā)生回流的臨界流速 。 強化返排減少了壓裂液在地層中的停留時間 ， 從而減少了液體傷害 ， 有助于改善裂縫的導(dǎo)流能力 。 壓裂液返排研究現(xiàn)狀 近十多年來 ， 國外學(xué)者在壓后壓裂液返排問題上形成了多種認識 ，其中有代表性的觀點主要有小排量返排 、 強化返排和反向脫砂三種 [4]。 這些窩或凹陷處有助于穩(wěn)定和鎖住周圍的支撐劑 。 隨著溫度的升高 ， 薄膜的表面將變得粘稠 ， 它就會把支撐劑粘附在表面形成小的支撐劑團 。 所以樹脂涂層支撐劑的應(yīng)用受到了一定的限制 ， 要使用 RCP 必須進行合理的選井選層 。 下面介紹一下控制支撐劑回流的新技術(shù)[2]。 隨閉合壓力的增加或承壓時間的延長 ， 陶粒的破碎率要比石英砂低的多 ， 導(dǎo)流能力的遞減率也要慢得多 。 因此石英砂僅適用于淺井 、 低閉合壓力油氣層的水力壓裂 。 首先介紹一下天然石英砂 。 當(dāng)開始返排時 ， 返排速度十分關(guān)鍵 。 Based on the analysis of the mechanism of the proppant backflow，the models for calculating critical flowing back flow rate ， proppant backflow speed and proppant settling rate are established， and the principles for selecting boosting beans to control the proppant backflow are presented 。本文 分析了支撐劑回流機理 ， 建立了壓裂液返排過程中臨界返排流量 、 支撐劑返排速度和沉降速度計算模型 ， 提出了控制支撐劑回流的放噴油嘴選擇原則 。 Key words:oil well； fracturing； backflow of proppant； flowing back of fracturing fluid； sanding； critical output中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） iii 目錄 摘要 ........................................................ I 第一章 前言 ................................................ 1 研究的目的與意義 ....................................... 1 研究現(xiàn)狀 ............................................... 1 支撐劑及支撐劑防砂現(xiàn)狀 ............................. 1 壓裂液返排研究現(xiàn)狀 ................................. 5 支撐劑回流研究現(xiàn)狀 ................................... 6 第二章 壓裂油井支撐劑回流及出砂控制模型的建立 .............. 9 臨界流量的建立 ......................................... 9 支撐劑的回流速度 ....................................... 9 放噴油嘴選擇 .......................................... 10 控制壓裂油井出砂的合理產(chǎn)量 ............................ 10 第三章 計算機程序編制及模型的應(yīng)用 ......................... 14 計算機程序的編制 ...................................... 14 壓裂液返排過程中支撐劑回流模型應(yīng)用 .................... 18 壓裂油井生產(chǎn)過程中出砂控制模型應(yīng)用 .................... 23 第四章 總結(jié) ............................................... 26 參考文獻 ................................................... 27 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 一 章 前言 研究的目的與意義 加砂壓裂是低滲油氣藏開發(fā)評價和增儲上產(chǎn)必不可少的技術(shù)措施 ，而油井壓后的壓裂液返排是水力壓裂作業(yè)的重要環(huán)節(jié) 。 因此 ， 對返排過程進行合理優(yōu)化 ， 使之有據(jù)可依 ， 合理控制壓裂液的返 排速度 ， 合理控制壓裂液的返排過程 ，就顯得尤為必要 。 對于低閉合壓力的儲層 ， 使用石英砂作為壓裂用支撐劑取得了一定在增產(chǎn)效果 。 由于在砂子表面包裹了一層高強度樹脂 ， 使閉合壓力分布在較大的樹脂層中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 的面積上 ， 減少了點負荷 ， 這樣即使壓碎了包層內(nèi)的砂子 ， 外邊的樹脂層仍可以將碎 塊 、 微粒包裹在一起 ， 防止它們運移或堵塞支撐劑帶的孔隙 ， 使裂縫保持有較高的導(dǎo)流能力 。 水力壓裂后的支撐劑回流一直是困擾油氣采輸?shù)碾y題之一 ， 有的施工井支撐劑回流量高達 注入總量的 20% 。 樹脂涂層支撐劑用于油氣田井下作業(yè)始于 20世紀 70 年代中期 。 纖維材料通過在裂縫中構(gòu)成一種類似網(wǎng)狀的互繞結(jié)構(gòu) ， 固定住支撐劑 、 增加支撐劑充 填層的穩(wěn)定性 ， 但不影響液體的自由流動 。 可變形支撐劑防砂技術(shù) ：幾年前 ， 一種可變形支撐劑 (DIP)防砂技術(shù)被用來控制支撐劑回流 。 水力加砂壓裂已成為油氣田增產(chǎn)的一種重要措施 ， 但是壓后支撐劑 的回流給生產(chǎn)帶來了嚴重影響 ， 帶到地面的支撐劑可能損壞地面測試設(shè)備 ， 增加作業(yè)費用 ， 降低水力壓裂作業(yè)的改