波动注入压裂下井筒中不稳定流动的压力特性

作     者：仝少凯 高德利 Tong Shaokai;Gao Deli

作者机构：中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室油气资源与工程国家重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井钻井与完井基础研究”(51821092) 国家自然科学基金重点项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214) 国家科技重大专项“复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003) 国家重点研发计划项目“钻井工艺及井筒工作液关键技术研究”(2016YFC0303303) 国家科技重大专项之子课题“高温高压钻完井管柱失效机理及安全控制技术”(2017ZX05005-005-007) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2020年第48卷第1期

页      码：77-84,101页

摘      要：为了准确地揭示波动注入水力压裂引起的井筒中不稳定流动的压力行为,考虑流体重力和摩阻的影响,根据膨胀管-弹性流体理论,建立了波动注入水力压裂下垂直井筒中不稳定流动的压力波动数学模型,指出压裂泵组与井筒之间存在波动干涉效应,研究了稳定和不稳定流动下环空压力的变化规律及其影响因素。研究结果表明:波动注入水力压裂作业中,井筒中产生了明显的不稳定流动,这种不稳定流动引起的压力波沿井筒呈现压力衰减现象;井筒中实际环空波动压力的振幅取决于井口处"变频压裂泵"强迫激励的波动压力振幅和波动排量振幅;与稳定注入相比,采用波动注入方式可以增加井底环空压力和降低井口环空最高压裂作业压力;井底环空压力会以脉动压力波的形式在裂缝中传播,不断加剧岩石疲劳损伤断裂,增加岩石微裂缝。研究结果对于更好地研究和应用波动注入水力压裂工艺具有重要的理论价值和现实意义,可为非稳态水力压裂工艺的先导性试验和规模化应用奠定理论基础。

主 题 词：波动注入 水力压裂 压力泵 压力波动 不稳定流动 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.01.012

馆 藏 号：203884389...