近封隔器环空支撑剂沉降运移规律研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:s334794681
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连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂技术是集喷砂射孔、水力喷射压裂、环空加砂、连续管拖动转层等技术于一体的新型增产措施。该技术可以实现对水平井的精确改造,压裂级数不受限制,可实现套内全通径,施工快捷,不需要钻塞,综合成本低。但是,当采用该工艺进行现场施工时,支撑剂容易窜入封隔器与射孔工具之间的环形空间形成支撑剂床,造成施工完成后封隔器无法顺利解封,形成砂卡。针对这一问题,考虑流固双向、固固间的耦合作用,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,标准k-?湍流模式及coupled算法进行数值模拟,研究了施工排量、砂比、压裂液粘度、支撑剂密度和粒径对支撑剂床无因次高度、支撑剂床无因次长度和支撑剂浓度的影响,得到了不同条件下支撑剂床形态变化规律。研究结果表明:随着压裂施工的进行,大部分支撑剂颗粒会转向进入射孔孔道,少量支撑剂经过射孔工具与套管环空进入近封隔器环空,并在液流失速和突扩双重作用下运移速度迅速衰减并沉降。支撑剂床高度的抬升减小了其上方液流流经面积,导致流速增加,液流流化能力增强,支撑剂被携带至近封隔器环空更深处,整个沉降运移过程表现为支撑剂床在高度和长度上同步增加。同时,随着施工排量、砂比、支撑剂密度的增加,近封隔器环空支撑剂浓度不断增加。随着压裂液粘度和支撑剂粒径的增加,近封隔器环空支撑剂浓度不断降低。自行设计了双射孔孔道水平井喷射压裂模拟装置,选用20/40目,40/70目两种不同粒径支撑剂颗粒开展了不同排量、砂比、压裂液粘度条件下的近封隔器环空支撑剂沉降运移规律室内实验,室内实验结果与数值模拟结果一致。数值模拟与室内实验互相印证了支撑剂沉降运移规律的正确性,共同揭示了近封隔器环空支撑剂沉降运移规律,为连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂现场施工提供了指导依据。
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