采油工程-第06章--水力壓裂--湯(參考版)
2024-09-22 21:51本頁面
【正文】 BqPKhq D ??? 51? ?? ?ZTqPKhq D ? ??fffCD KLWKF ?ftD x f LCKtt??0 3 5 6 ?無因次時間 無因次產(chǎn)量倒數(shù) （油） （氣） 無因次導流能力 四、裂縫參數(shù)設(shè)計方法 基本步驟： ① 預(yù)測不同裂縫長度和導流能力下的產(chǎn)量，并繪制產(chǎn)量與縫長和無因次導流能力關(guān)系曲線 ② 根據(jù)產(chǎn)量要求 ， 優(yōu)選裂縫參數(shù) ③ 選擇支撐劑類型 ④ 確定尾隨支撐劑體積和尾隨比 ⑤ 根據(jù)地層條件選擇壓裂液 (結(jié) ) 。 （一）增產(chǎn)倍數(shù)計算 垂直縫壓裂井 用麥克奎爾－西克拉增產(chǎn)倍數(shù)曲線確定 水平縫壓裂井 ? ?? ? ? ???????????????????????????????????????????wfweffweffffrrrRKhWKrRWKKhKhWKPR/ln/ln1/ln1僅適用于 穩(wěn)定和擬穩(wěn)定 生產(chǎn)階段，對低滲透地層壓裂后采用增產(chǎn)倍數(shù)法預(yù)測的結(jié)果將會有很大的誤差。 在巖石泊松比 ν= 時，吉爾茲瑪方程為： 縫長： 縫寬： 三、壓裂效果預(yù)測 效果預(yù)測有 增產(chǎn)倍數(shù) 和 產(chǎn)量預(yù)測 兩種 垂直縫 的增產(chǎn)倍數(shù)一般可用麥克奎爾 — 西克拉增產(chǎn)倍數(shù)曲線確定； 水平縫 可用解析公式計算。 縫寬： ? ? 41W2m a x PPGHQL601184W?????? ???????? ???縫長： ? ? ? ??????? ????LLPm a x2 e rf ce12S8WHC32QL L ??????HCtQL?21?42 GHQLW ??（四）吉爾茲瑪模型 該模型以牛頓液體為基礎(chǔ)，流動方程采用了泊稷葉理論，巖石破裂方程采用英格蘭 — 格林公式。 裂縫面積 ? ? ? ?WtC2x1x2xe rf ceC4 QWtA 2x2?????????? ????裂縫內(nèi)的壓力分布公式： ? ? ? ?4/13243cf 1HQ L E601PxP????????????????????縫寬公式： ? ? ? ?4/12m a x ELQ16012xW ?????? ???????? ???對非牛頓液液體，最大縫寬為： ? ? ? ? ????????????????????????????????????????? ????????? ?? 2n21 n1fnn2n max ELHKQ6011n1n21n3128W ??裂縫的平均寬度： m a xW4W??PKN縫寬公式 與 卡特面積公式 聯(lián)立，給定一個縫寬，通過迭代求解縫寬和縫長。 （一）卡特模型 基本假設(shè)： ① 裂縫是等寬的； 濾失量 QL(t) ??tQ ? ?tQL ?? ?? ??tQtQtQ FL ??+ = ? ? ? ? ??? dddAtv2tQ t0L ???????? ?裂縫體積變化 QF(t) ? ?dtdAWtQF ??② 壓裂液從縫壁面垂直而又線性地滲入地層； ③ 縫壁上某點的濾失速度取決于此點暴露于液體中的時間； ④ 縫壁上各點的速度函數(shù)是相同的； ⑤ 裂縫內(nèi)各點壓力相等，等于井底延伸壓力。 國內(nèi)已研制了 擬三維和真三維模型， 在地應(yīng)力和巖石力學資料比較齊全的情況下，應(yīng)盡 可能選用擬三維或真三維模型 進行設(shè)計。裂縫內(nèi)仍是 一維流動 (縫長 )。 （圖 612） 假設(shè)條件： 擬穩(wěn)定流動；定產(chǎn)或定壓生產(chǎn)；正方形泄油面積；外邊界封閉；可壓縮流體；裂縫穿過整個產(chǎn)層。區(qū)塊整體壓裂設(shè)計還包括采收率和開采動態(tài)分析等。 第四節(jié) 壓裂設(shè)計 壓裂設(shè)計的任務(wù) ： 優(yōu)選出經(jīng)濟可行的增產(chǎn)方案 壓裂設(shè)計的原則 ： 最大限度發(fā)揮油層潛能和裂縫的作用 使壓裂后油氣井和注入井達到最佳狀態(tài) 壓裂井的有效期和穩(wěn)產(chǎn)期長 壓裂設(shè)計的方法： 根據(jù)油層特性和設(shè)備能力，以獲取最大產(chǎn)量或經(jīng)濟效益為目標，在優(yōu)選裂縫幾何參數(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計合適的加砂方案。 由于粒徑 越大 ，所能承受的閉合壓力 越低 ，所以在深井中受到破碎及鋪砂等諸多因素的限制，也不宜使用粗粒徑砂。 2）粒徑及其分布 3）支撐劑類型 4） 其它因素 如支撐劑的質(zhì)量 、 密度以及顆粒園球度等 雖然大粒徑支撐劑在低閉合壓力下可得到高滲透的填砂裂縫，但還要視地層條件而定。如果支撐劑的強度不能抵抗閉合壓力，它將被壓碎并導致裂縫導流能力下降，甚至壓裂失敗。 對 中高滲 地層，水力壓裂應(yīng)以增加 裂縫導流能力 為主。 阻力速度 牛頓液體 非牛頓液體 ? ?PhaPPEQWPdR4dU0 4 UU???????????? ?????????????????? hEQWEQRUVsc42? ?????????????????? hEQWEQRUVsc4226 50110 0000CCsc????阻力速度與平衡流速的關(guān)系 : 層流 紊流 混砂液密度 我國礦場上常用砂比 S表示加砂濃度，砂比是砂堆體積與壓裂液體積之比。 在平衡狀態(tài)下，垂直裂縫中的顆粒的 垂直剖面上存在著濃度差別，可以分為四個區(qū)域。 平衡流速： 平衡時的流速，也即攜帶顆粒最小的流速。砂堤減少了攜砂液的過水流斷面，使流速提高。 支撐劑沉降速度、砂堤堆起高度等都與裂縫參數(shù)有關(guān) 固體顆粒主要受到 水平方向液體攜帶力、垂直向下重力 以及 向上浮力 的作用 顆粒相對于攜帶液有沉降運動時，還會受到粘滯阻力的作用。 全懸浮型支撐劑分布特點： 適合于低滲透率地層，不需要很高的填砂
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