[發(fā)明專利]壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710416025.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN109002565B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳培勝;陳勇;鐘安海;王瑞軍;郁登朗;呂永利;丁然;張軍峰;王昊;盧娜娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;E21B43/267;G06Q50/02
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37224
• 代理人: 崔曉艷

1.壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，該壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法包括：

步驟1，支撐劑在破膠液中進(jìn)行沉降速度實(shí)驗(yàn)，以確定支撐劑沉降速度；

步驟2，將支撐劑在裂縫中的沉降模型簡(jiǎn)化；

步驟3，將支撐劑在孔眼中的沉降模型簡(jiǎn)化；

步驟4，推導(dǎo)臨界返排速度計(jì)算公式；

在步驟2中，支撐劑回流涉及到裂縫形態(tài)和支撐劑在裂縫中的沉降規(guī)律，裂縫形態(tài)簡(jiǎn)化為：裂縫為垂直縫，KGD或PKN模型，支撐劑在裂縫內(nèi)均勻分布；支撐劑由于粒徑小，受裂縫壁面和支撐劑之間相互影響，在裂縫中的沉降視為小雷諾數(shù)運(yùn)動(dòng)；對(duì)裂縫模型和支撐劑沉降模型簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化的裂縫模型認(rèn)為，壓裂液在進(jìn)入射孔孔眼時(shí)，會(huì)沖蝕擴(kuò)大孔眼，裂縫在射孔孔眼端部啟裂；壓裂液返排期間的支撐劑的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化為在孔眼內(nèi)的運(yùn)動(dòng)；

在步驟3中，假設(shè)孔眼的作用都一樣，把所有的孔眼簡(jiǎn)化成一個(gè)大的孔眼；假設(shè)所有的返排液、支撐劑都從該大的簡(jiǎn)化孔眼中流出，忽略孔壁和支撐劑相互之間的影響，那么支撐劑在此簡(jiǎn)化孔眼中的流動(dòng)簡(jiǎn)化為返排液的拖曳運(yùn)動(dòng)和自身的沉降運(yùn)動(dòng)；

在步驟4中，根據(jù)步驟2和步驟3中對(duì)模型的簡(jiǎn)化，考慮一個(gè)最極端情況，一個(gè)支撐劑顆粒隨返排液從射孔孔眼的端部流出，只要此支撐劑顆粒在到達(dá)井筒之前落在最下端的一個(gè)射孔孔眼的距離內(nèi)，那么就不會(huì)發(fā)生吐砂造成封隔器卡封事故，據(jù)此計(jì)算出臨界返排速度；臨界返排速度計(jì)算公式為：

（1）

其中：

m³/h；

：支撐劑沉降速度，m/s；

n：射孔有效孔數(shù)；

d：孔眼直徑，m；

L ：射孔穿深，m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，在步驟1中，裂縫內(nèi)支撐劑的運(yùn)動(dòng)，在垂直方向做自由沉降運(yùn)動(dòng)，在水平方向由于受壓裂液的滯帶作用而運(yùn)動(dòng)，因此視為沉降作用與壓裂液的滯帶的合成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，在步驟1中，不考慮砂濃度和裂縫壁面的影響，單粒支撐劑在水平方向的速度與壓裂液的水平流速一樣。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，在步驟1中，在計(jì)算垂直方向的沉降速度時(shí)，針對(duì)油田目前施工使用的支撐劑，進(jìn)行壓裂液不同粘度下的支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)，得到支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)的曲線圖，根據(jù)該支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)的曲線圖，獲得不同返排液粘度下的支撐劑沉降速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，在步驟1中，油田目前施工使用的支撐劑為20/40目支撐劑，粒徑規(guī)格為0.425-0.85mm，閉合壓力為69MPa，體積密度為1.88g/cm³，球度≥0.8，圓度≥0.8，粒徑規(guī)格內(nèi)支撐劑質(zhì)量所占比例≥90%。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓裂液臨界返排速度計(jì)算方法，其特征在于，在步驟1中，對(duì)油田目前施工使用的支撐劑，進(jìn)行壓裂液不同粘度下的支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)，獲得如下數(shù)據(jù)：返排液粘度為10mp.s時(shí)，支撐劑沉降速度為0.4cm/s；返排液粘度為8mp.s時(shí)，支撐劑沉降速度為1cm/s；返排液粘度為6mp.s時(shí)，支撐劑沉降速度為4cm/s；返排液粘度為3mp.s時(shí)，支撐劑沉降速度為12cm/s；返排液粘度為1mp.s時(shí)，支撐劑沉降速度為17cm/s；根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪制該支撐劑沉降實(shí)驗(yàn)的曲線圖。