【正文】 s presented， which can guide the flowingback of fracturing fluid and the determination of the reasonable productivity of fractured oil wells。 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 。 關(guān)鍵詞 ：油 井壓裂 ； 支撐劑回流 ； 壓裂液返排 ； 出砂 ； 臨界產(chǎn)量 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） ii ABSTRACT Sand fracturing is the necessary technical measures to the development evaluation and the reservesincreasing and outputincreasing of lowpermeability oil reservoirs。 在考慮氣井生產(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)出了壓裂 油 井的臨界產(chǎn)量計算公式 。中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 壓裂井返排優(yōu)化設(shè)計研究 姓 名： 12212 學(xué) 號： 2121232 性 別： 212 專 業(yè) : 石油工程 批 次： 2121212 學(xué)習(xí)中心： 2121212 指導(dǎo)教師： 121212 2021 年 3 月 30 日 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） i 壓裂井返排優(yōu)化設(shè)計研究 摘要 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 ，然而經(jīng)過大量的現(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn) ， 如果壓裂后 油 井排液控制不當(dāng)或生產(chǎn)過程中配產(chǎn)不合理 ， 將導(dǎo)致支撐劑回流或出砂 ， 引起氣井產(chǎn)能嚴(yán)重下降 ，從而影響最終的壓裂效果 。本文 分析了支撐劑回流機(jī)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 。 結(jié)合實(shí)際的壓裂施工資料進(jìn)行了實(shí)例計算分析 ， 為指導(dǎo)壓裂液返排和確定氣井合理產(chǎn)能提供依據(jù) 。 But a lot of field constructions show that，the improper flowingback control and the irrational allocation of fractured oil wells will lead to the back flow of porppant and the sanding of reservoir， and then cause the reduction of the productivity of fractured oil wells。 The critical output calculating formula of the fractured oil wells is derived under the presupposition of formation sand and proppant being not carried to wellbore in fracturing fluid flowingback process。 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(yuǎn)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(jī)程序編制及模型的應(yīng)用 ......................... 14 計算機(jī)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(xiàn) ................................................... 27 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)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) 。 由于返排這一過程是在 裂縫閉合期間進(jìn)行的 ， 因而適當(dāng)?shù)姆蹬懦绦蚝头蹬潘俣仁潜３至芽p導(dǎo)流能力的關(guān)鍵 ， 油井壓后的產(chǎn)能在很大程度上取決于該導(dǎo)流能力 。但是 ， 由于對壓后關(guān)井期間或返排過程中的裂縫閉合情況 、 支撐劑運(yùn)移情況 、 壓裂液的濾失變化情況不能很好地把握 ， 所以對返排流量的控制顯得無據(jù)可依 。 如果排液速度過快 ， 高速流動的壓裂液沖刷近井筒地帶的砂拱 ， 引起支撐劑充填失效 ， 導(dǎo)致支撐劑回流 ， 從而導(dǎo)致 人工裂縫的支撐狀況變差 ， 導(dǎo)流能力下降 ， 影響油井產(chǎn)量 ，或?qū)е戮壮辽岸逊e掩埋油層 ， 或出砂侵蝕地面油嘴和閥門 ， 影響采油工作的正常進(jìn)行 ； 如果排液速度過慢 ， 壓裂液攜帶支撐劑濾失進(jìn)生產(chǎn)層中 ， 壓裂液殘渣造成地層有效滲透率的降低 ， 對儲層造成二次傷害 ， 并且壓裂液不及時返排的話 ， 產(chǎn)層中的氣體進(jìn)入到裂縫中 ， 引起氣液兩相流 ， 地層壓降遞減 ， 地層能力損耗 ， 從而影響壓裂液的最終返排效率 。 因此 ， 對返排過程進(jìn)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 。 5060 年代曾經(jīng)使用的金屬鋁球 、塑料球 、 核桃殼和玻璃球等支撐劑由于自身存在的缺點(diǎn)已被淘汰 。 但隨著深層致密油氣層的開發(fā) ， 油氣層閉合壓力增加到一定值 ，石英砂已不能適應(yīng) 這 種地層水力 壓裂的要求 ， 而研制了高強(qiáng)度的人造陶粒支撐劑 [1]。 石英砂 是一種分布廣 、 硬度大的天然的穩(wěn)定性礦物 ， 其主要化學(xué)成分為二氧化硅 ， 主要產(chǎn)于沙漠 、 河灘和沿海地帶 ， 礦物組分以石英為主 ， 石英含量一般在 80%左右 ， 國外優(yōu)質(zhì)石英砂中石英含量可達(dá) 98%以上 。 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 。 但是石英砂具 有以下缺點(diǎn)： (1)石英砂強(qiáng)度較低 ， 開始破碎的壓力約為 20MPa， 不適合在于中高閉合壓力的壓裂層中使用 。 (3)石英砂的抗壓強(qiáng)度低 ， 破碎后將大大降低裂縫的導(dǎo)流能力 ； 圓球度 、 表面光潔度較低 ， 加之受嵌入 、 微粒運(yùn)移 、 堵塞 、 壓裂液傷害（濾餅和殘渣）及非達(dá)西流動 、 時間等因素的影響 ， 其導(dǎo)流能力可降低到1/10 或更低一些 。 我們通過對石英砂改造就形成 了 樹脂包層砂 。 由于在砂子表面包裹了一層高強(qiáng)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(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 的面積上 ， 減少了點(diǎn)負(fù)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(yùn)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 。