*川西地区压裂施工过程中管柱摩阻计算摘要：以降阻比法为基础，分别对有机硼交联(HPG)
压裂液的前置液、携砂液的沿程管柱摩阻计算方法进行分析，结合川西地区部分井压裂施工现场的施工数据，对管柱摩阻计算公式进行修正改进后，提高了压裂施工设计和数值模拟中摩阻参数计算的准确性；同时用计算机程序实现了施工过程管柱沿程摩阻的计算，可用于模拟压裂施工全过程的摩阻计算。对四川川西地区以油管方式注入井的水力压裂施工设计及现场施工过程中井底压力的分析具有重要意义。
关键词：压裂施工；降阻比；管柱摩阻；公式；计算前言
压裂施工管柱沿程摩阻值的准确性直接影响到压裂工艺的设计过程，是确定井底压力的必要数据，也是压裂施工成功与否的主要因素。在实际压裂设计中，大多数采用经验估计法对管柱的摩阻损失进行计算，往往不能准确地预测实际摩阻，尤其不能模拟压裂施工整个过程的实际摩阻值。管柱的摩阻计算单纯的从流变学和水力学的角度去计算，目前还不能被实际应用。文章以降阻比法为基础，分别就HPG压裂液、相应的携砂液沿程管柱摩阻计算方法进行分析对比，并结合川西地区大部分压裂井的现场施工数据，对压裂液的沿程摩阻有关计算公式进行改进，实现压裂施工全过程摩阻计算的计算机程序化。实例计算表明，改进后的摩阻计算公式以及压裂施工过程摩阻计算结果与现场实际数据有较高的符合率，可以用于川西地区压裂施工过程摩阻的模拟计算。
1 压裂液摩阻的计算
Lord和MC Gowen等人[1,2]利用其他人的实验资料提出了计算溶胶及混砂液摩阻的方法。采用延迟交联技术，使交联HPG与HPG溶胶在井筒中的摩阻相差不大，因此，Lord等人仍用溶胶的数据提出了一个降阻比（δ）的概念：
（1）
式中：(△Pf)0为清水的摩阻损失，MPa；(△Pf)P为压裂液的摩阻损失，MPa。
清水的摩阻损失可以用经典水力学雷诺数与摩阻系数关系进行计算，或者同样采用Lord等人提出的回归公式：
（2）
式中：D为压裂油管柱的内径，mm；Q为施工过程泵注排量，m3/min；H为油管长度，m。在实验数据处理中认为，降阻比δ是压裂液平均流速υ、稠化剂浓度CHPG、支撑剂浓度CP的函数，通常表示为δ＝f（υ、CHPG、CP）。通过对1 049个实验数据的线性回归，结合实际矿场条件，提出了实用于HPG压裂液降阻比的计算经验关系式：
（3）
式中：CP为支撑剂的浓度，kg/m3；CHPG为稠化剂HPG的浓度，kg/m3。
从本质上讲，降阻比就是牛顿流体与非牛顿流体的不同流变特性在摩阻方面的表现，其值大小主要受物料来源及交联特性的影响[3]。因此，由上述公式计算所得到的压裂液摩阻与现场实测数据还有很大的误差，必须利用获得的实际压裂液的摩阻损失值进行现场校正，以便更为真实地反映压裂液的摩阻值。
1.1 前置液摩阻计算
令式（3）中的CP = 0（即未加支撑剂的情况），可以求出前置液阶段的降阻比δ，结合（1）、（2）式可以计算出前置液的摩阻值。为了获得与实际更接近的结果，在不改变降阻比影响因素的前提下，以川西地区部分压裂井前置液阶段施工过程的实际摩阻值为基础，结合降阻比公式，对式（3）的系数进行反复修正计算，最终得到适合于川西地区压裂液体系的降阻比计算式：
（4）
修正后的降阻比计算式是结合川西地区压裂井不同的施工参数综合计算而得，因此，该公式可适用于目前川西地区压裂液在油管注入方式下前置液阶段管柱的沿程摩阻计算。
1.2 携砂液摩阻计算
同样，以川西地区大部分压裂井加砂过程的实际施工过程摩阻数据为基础，通过对前置液降阻比计算式（4）增加支撑剂影响系数项，对携砂液摩阻进行拟合计算，得到压裂过程携砂液降阻比的计算式：
（5）
表1中列出了某实际压裂井用本文拟合公式、文献[4]及文献[5]中介绍的摩阻计算公式进行不同携砂液阶段摩阻计算结果及其与实测值的比较。
表1 实测压裂液摩阻值与公式计算摩阻值比较
支撑剂浓度
/(kg/m3) 实测摩阻
/MPa 计算摩阻值(本文) 计算摩阻值(文献[4]) 计算摩阻值(文献[5])
△Pf/MPa 相对误差/% △Pf/MPa 相对误差/% △Pf/MPa 相对误差/%
0 11.05 10.86 -1.72 12.70 14.93 11.05 0
166.8 11.44 11.42 -0.17 12.73 11.27 11.99 4.80
340.0 11.67 12.08 3.51 12.75 9.25 12.73 9.08
437.8 12.01 12.47 3.83 12.76 6.24 13.00 8.24
692.1 13.02 13.52 3.84 12.80 -1.69 13.96 7.22
从表1中可以看出，本文所采用的拟合公式与实际摩阻更为接近,误差相对较小,而文献[4]中采用的公式同样是通过对降阻比公式相关系数进行修正得到的,但是从计算结果看出不同支撑剂浓度的携砂液的摩阻变化不大,这与实际摩阻随支撑剂浓度增大而增大的原则不相一致；文献[5]主要采用无因次摩阻和无因次密度来计算携砂液的摩阻，应用该公式计算本例携砂液摩阻的变化趋势与本文公式基本一致，只是计算出的摩阻比实际摩阻偏大。本文的经验公式是结合本地区的压裂工艺拟合得出的，因此与本地区的实际摩阻更为接近，而文献[4]和文献[5]的公式同样是在结合其相应的压裂井有关压裂工艺得出的，因此计算结果都是相对的。
2 压裂施工过程摩阻计算
根据前面拟合出的压裂液摩阻值的经验计算公式(5),就可以计算出压裂施工过程从前置液、携砂液到最后顶替液各个阶段的管柱摩阻值。在实际压裂施工过程中各个阶段的体积不一样，即在井筒中可能出现2个或3个不同的阶段。从前面的推导过程可以看出，在其它施工条件不发生变化的情况下，井筒中各个阶段的摩阻主要为液体在管柱中运行距离、稠化剂浓度CHPG以及支撑剂浓度CP的函数，而运行距离又与施工时间有关，因此，管柱摩阻可以转换为时间的函数。
假设在1个井筒运行时间内，开始时（t = 0）井筒中全部为阶段1的携砂液，此时阶段2的携砂液开始进入井筒，则在t 时刻管柱内的摩阻可以表示成时间的函数关系：（6）
式中：t为时间，min；A为管柱内截面积；m2；△Pf为管柱摩阻值，MPa；(△Pgf)1 为阶段1的摩阻梯度值，MPa/m；(△Pgf)2为阶段2的摩阻梯度值，MPa/m。
如果井筒中同时有3个阶段的压裂液，则同样可以表示为时间的函数关系。根据各个阶段的注入液体量，按照管柱容积将施工过程分割成不同的时间段，用计算机实现编程计算，就可以模拟出压裂施工整个过程摩阻值随时间的变化曲线。程序模拟时充分考虑了井筒中运行时间（一般文献都假设压裂液在井筒中运行的时间很短而忽略），计算输出结果可以秒为单位。
根据模拟计算施工过程的摩阻值可以了解施工过程井底压力的变化趋势（尤其是对带封隔器的压裂井），进而及时地根据情况采取相应的措施。
3 施工过程摩阻值计算实例
应用所编制的计算施工过程摩阻的计算机程序，对川西地区洛带构造遂宁组气藏的1口实际压裂井的施工过程摩阻进行对比分析。该井压裂液从油管注入（不带工具），根据施工现场监测到的环空压力，油管压力结合井筒内液柱压力（其值随施工时间是变化的），可以确定整个压裂施工过程油管沿程摩阻的实际值曲线，并与应用本文介绍的理论经验回归公式（5）计算得到的施工过程油管沿程摩阻的曲线进行了对比（图1）。
图1 川西地区某井压裂施工过程沿程摩阻曲线
从图1可以看出，整个压裂施工过程中计算摩阻值与实际值基本一致。在施工前置液和砂液比为10%的低砂浓度阶段计算值与实际值相对误差较小，在砂液比为25%～35%的高砂浓度阶段计算值与实际值相对误差增大，且计算值明显比实际值偏低，但最大摩阻差值不到 1 MPa，最大误差仅4.4%。
4 结论及建议
（1）本文应用降阻比公式法，结合川西地区压裂施工井的实测管柱摩阻，对降阻比公式的有关参数进行修正，得到了适合川西地区压裂施工油管注入的管柱沿程摩阻计算公式，该公式计算沿程摩阻值与实际施工数据最大误差仅为4.4%。
（2）用计算机编制了用于压裂施工整个过程的管柱摩阻计算程序，可以根据泵注程序及施工排量及时模拟出压裂施工全过程的管柱摩阻。
（3）该计算程序可以用于压裂井尤其是带封隔器井施工过程摩阻的计算，应用该摩阻结果可以确定井底压力的变化趋势及大小，对压裂施工有很大的帮助。
（4）建议在今后加强对不带封隔器、能同时准确监测油管和环空压力的压裂井的施工数据的准确分析处理，以获得更加准确的相关参数及实际过程管柱的摩阻值，以便结合本文公式进行验证和相关参数的修正，使该公式更具有普遍化。
压裂施工管柱摩阻计算 苏权生 摘要：压裂施工管柱摩阻计算对压裂施工过程中压力波动判断和压后净压力拟合具有重要意义。目前对压裂液在层流状态下的摩阻计算比较成熟，计算结果可信度高，但对压裂液在紊流状态下性质还未找出一定的规律，摩阻计算结果误差较大。本文以降阻比法为基础进行压裂管柱摩阻计算，通过理论计算与现场实测数据进行对比分析，提高计算精度。 关键词： 管柱摩阻 紊流 降阻比 计算精度 压裂管柱摩阻计算是压裂施工过程中压力变化判断的基础，是进行井底压力和裂缝净压力计算的关键。在实际压裂设计中经常采用经验估计法对管柱摩阻进行粗略计算，往往不能准确地预测实际管柱摩阻。本文以降阻比法为基础，分别对HPG 压裂液的前置液、携砂液沿程管柱摩阻进行理论计算，并结合胜利油田现场施工井的实际数据进行对比分析，对影响管柱摩阻计算的影响因素进行修正，提高理论计算和现场施工数据的一致性，形成适合胜利油田压裂施工管柱摩阻计算的相关计算程序。 1、降阻比管柱摩阻计算 Lord 和MC Gowen 等人在前人研究的基础上提出了HPG 压裂液前置液，携砂液摩阻计算的新方法，称为降阻比法，其基本原理是在相同条件（如排量、管径、管长相同）下，压裂液摩阻与清水摩阻之比称为降阻比，用公式表示为: w f p f P P )()(??= δ (1) 式中：p f P )(?：压裂液摩阻，Mpa ；w f P )(?：清水摩阻，Mpa ；δ：降阻比系数,无单位。 1.1 清水摩阻计算 从公式（1）可以看出，降阻比法要首先计算清水摩阻，且其值的准确性对压裂液摩阻计算有较大的影响，水力学中伯拉休斯清水摩阻计算式: L Q D P ***10*779.775.175.461--=? (2) 式中： 1P ?：清水摩阻，Mpa ； D ：管柱内径，m ； Q ：施工排量m 3 /s ； L: 管柱长度，m ；
FRICTION REDUCER FOR OIL AND GAS FRACTURING FLUID BENEFITS ?Highly effective OIL FREE anionic friction reducer ?Works in both oil well and (tight) gas shale applications ? A highly effective friction reducer providing increased flow rates without increasing operating pressures ?Greatly reduces friction at small concentrations ?Does not contain unfriendly hydrocarbons or mineral oils ?Minimises hydraulic horsepower usage due to lower surface treating pressures. ?Contains leading edge chemical technology for inversion in seawater and fast dissolution when injected into an energy mixing zone. ?Designed to be added as supplied ?Works in both fresh and high brine water ?Hydrates very rapidly,even in cold water Excellent Salt-Resistance performance DESCRIPTION Jinyu ‘Oil Free’ Friction Reducer is the latest polymer technology is a highly efficient, highly competitive friction reducer for oil & gas fracturing fluid and contains NO enviromentally hazardous hydrocarbons, mineral oils or surfactants.. It is a multipurpose, high molecular weight, anionic friction reducer that will instantly and effectively reduce pipe friction. It is designed to reduce friction in water based fracturing and brine applications with friction pressures being reduced by a minimum of 70-80% and even further in some applications. APPLICATION The composition of the fracturing fluid may be adjusted depending on the particular well or formation to be fractured. For example, in fracturing certain formations it may be desirable to use a high concentration of the propping agent, while in other formations, little or no propping agent may be used. In general, the polymer is added to the fracturing fluid continuously at rates between 25 ppm to about 2500 ppm. Jinyu ‘Oil Free’ Friction Reducer is preferably applied on site by a blender, metering product into the fracturing fluid. The polymer may also be added by simply pouring from the container into the fluid stream or very accurately by using a positive displacement pump tied to a feedback from the flowmeter on the blender.
压裂施工中摩阻计算-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
*川西地区压裂施工过程中管柱摩阻计算摘要：以降阻比法为基础，分别对有机硼交联(HPG) 压裂液的前置液、携砂液的沿程管柱摩阻计算方法进行分析，结合川西地区部分井压裂施工现场的施工数据，对管柱摩阻计算公式进行修正改进后，提高了压裂施工设计和数值模拟中摩阻参数计算的准确性；同时用计算机程序实现了施工过程管柱沿程摩阻的计算，可用于模拟压裂施工全过程的摩阻计算。对四川川西地区以油管方式注入井的水力压裂施工设计及现场施工过程中井底压力的分析具有重要意义。 关键词：压裂施工；降阻比；管柱摩阻；公式；计算前言 压裂施工管柱沿程摩阻值的准确性直接影响到压裂工艺的设计过程，是确定井底压力的必要数据，也是压裂施工成功与否的主要因素。在实际压裂设计中，大多数采用经验估计法对管柱的摩阻损失进行计算，往往不能准确地预测实际摩阻，尤其不能模拟压裂施工整个过程的实际摩阻值。管柱的摩阻计算单纯的从流变学和水力学的角度去计算，目前还不能被实际应用。文章以降阻比法为基础，分别就HPG压裂液、相应的携砂液沿程管柱摩阻计算方法进行分析对比，并结合川西地区大部分压裂井的现场施工数据，对压裂液的沿程摩阻有关计算公式进行改进，实现压裂施工全过程摩阻计算的计算机程序化。实例计算表明，改进后的摩阻计算公式以及压裂施工过程摩阻计算结果与现场实际数据有较高的符合率，可以用于川西地区压裂施工过程摩阻的模拟计算。 1 压裂液摩阻的计算 Lord和MC Gowen等人[1,2]利用其他人的实验资料提出了计算溶胶及混砂液摩阻的方法。采用延迟交联技术，使交联HPG与HPG溶胶在井筒中的摩阻相差不大，因此，Lord等人仍用溶胶的数据提出了一个降阻比（δ）的概念：（1） 式中：(△Pf)0为清水的摩阻损失，MPa；(△Pf)P为压裂液的摩阻损失，MPa。清水的摩阻损失可以用经典水力学雷诺数与摩阻系数关系进行计算，或者同样采用Lord等人提出的回归公式： （2） 式中：D为压裂油管柱的内径，mm；Q为施工过程泵注排量，m3/min；H为油管长度，m。 在实验数据处理中认为，降阻比δ是压裂液平均流速υ、稠化剂浓度CHPG、支撑剂浓度CP的函数，通常表示为δ＝f（υ、CHPG、CP）。通过对1 049个实验数据的线性回归，结合实际矿场条件，提出了实用于HPG压裂液降阻比的计算经验关系式： （3） 式中：CP为支撑剂的浓度，kg/m3；CHPG为稠化剂HPG的浓度，kg/m3。 从本质上讲，降阻比就是牛顿流体与非牛顿流体的不同流变特性在摩阻方面的表现，其值大小主要受物料来源及交联特性的影响[3]。因此，由上述公式计算所得到的压裂液摩阻与现场实测数据还有很大的误差，必须利用获得的实际压裂液的摩阻损失值进行现场校正，以便更为真实地反映压裂液的摩阻值。 前置液摩阻计算
压裂液减阻剂（油包水乳液）:在油田增产方法操作中,许多的压裂液通过泵在高压力及高流速条件下被运送到深度约500米至6000米或许更深的钻孔处,致使井眼周围的岩层开裂。油层中的油气在地层压力作用下渗透到井眼分裂处，通过泵又被运送到地上。压裂液在管道中被运送的过程中，因为来自泵的压力会发生湍流，湍流致使阻力的发生。阻力会消耗更多的能量。通常高分子量的线性聚合物可以用于改善流体的流变性质，然后使湍流最小化，然后尽可能的减少在运送过程中丢掉的不必要能量。 压裂液减阻剂（油包水型）在用量很小的情况下减少摩擦阻力,成本低,而且会有高剪切、及抗高温抗高压等出色的功用。尽管，传统的乳液聚合物具有适合的分子量,但是，体系中因为富含碳氢化合物及表面活性剂,会对环境发生危害，表面活性剂及有机溶剂可能在陆地泄露或许在海上途径发生火灾。此外，运用前，需要破乳，所以，传统的乳液聚合物的运用遭到约束。 固体聚合物通常在这种运用中被广泛运用，因为固体聚合物的有用浓度比液体聚合物溶液的浓度高许多。但是，固体聚合物难以溶解,需要格外的设备以及许多的动力和水来稀释产品。在悠远的钻井现场，动力和水常常供应不上,需要许多的经费投入确保。 压裂液减阻剂 产品形状:乳白色流动性液体 产品特征:溶解快，能耗小，抗剪切性好，无毒无污染，无粉尘，无损健康，流动性好易于操作，格外适宜自动加药，完结出产的自动化。 1、与粉体产品对比，溶解快，药效高，无粉尘无污染，可自动连续加药； 2、与胶体产品对比，溶解快，含量高，粘度低，流动性好，易操作，可自动连续加药； 运用范畴:首要用于页岩气压裂液减阻剂，石油工业用于钻井乳液包被抑制剂，水处理领域等！
一种压裂液管柱摩阻求取方法 张 军 【摘 要】摘 要 在油管压裂工程设计与分析过程中，由于考虑压裂液管柱摩阻，施工压力和施工排量的设计除考虑地层因素外，不得不考虑井筒管材和施工管柱所承受的最大压力，对依据储层条件科学合理地进行储层改造造成了很大的障碍。同时在压裂施工过程中，为确保压裂施工的成功率和减少井筒复杂，在计算施工压力和提升作业排量时，压裂液管柱摩阻必须纳入计算或估算范围内。但在实际情况中，由于成本、施工时间的影响，并不能将每种压裂液摩阻进行现场实测，同时运用摩阻经验计算公式对特定的压裂液计算的管柱摩阻误差较大，因此需要在实验室对每种压裂液进行实验，测试其在实验室条件下的管柱摩阻，然后将其得到的结果转化成现场条件下的摩阻。利用小管径实验将得到的管柱摩阻结果按现场比例放大能很好的指导现场压裂施工，对施工人员实时判断施工真实压力大小提供了参考。同时利用该方法能减小摩阻经验公式计算的误差，对提高压裂工程设计质量和压后分析起到很好的帮助作用。 【期刊名称】矿山工程 【年(卷),期】2018(006)003 【总页数】8 【关键词】关键词 压裂液摩阻，降阻比，小管径实验，放大方法 文章引用: 张军. 一种压裂液管柱摩阻求取方法[J]. 矿山工程, 2018, 6(3): 175-182. Received: Jul. 4th, 2018; accepted: Jul. 19th, 2018; published: Jul. 26th, 2018 Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/4a17237818.html,/licenses/by/4.0/ 1.引言 近年来，随着油气勘探开发技术的进步，油气勘探开发不断向深井和超深井领域发展，而深井和超深井改造过程中最令工程设计者困惑的是压裂液管柱摩阻。压裂液管柱摩阻是压裂施工过程中的一项重要参数[1] [2] [3] [4]。压裂液摩阻对施工水马力、压裂过程井底和井口压力、施工管材承压能力等的影响是设计者不得不考虑的因素[5]。通常压裂液管柱摩阻计算采用理论公式计算，但该方法对压裂液性质尤其是胶体黏度把握不够准确，导致摩阻计算数据与实测数值差距较大，影响后续数据分析[6]。而实测每种压裂液管柱摩阻耗时长，成本高。
减阻剂--滑溜水压裂 滑溜水压裂液是指在清水中加入少量的滑溜水压裂用减阻剂，一定量支撑剂以及表面活性剂、黏土稳定剂等添加剂的一种压裂液，又叫做减阻水压裂液。 由于滑溜水压裂施工中泵速较大，因而会产生较高摩阻。作为减阻水体系的主剂，压裂用减阻剂的作用是减少压裂液流动时的摩擦系数，从而减少施工压力。 为了达到现场大排量条件下即配即用的目的，减阻剂不仅应具有较高的减阻性能，还应具有较好的溶解分散性能。 1、分散性能：减阻剂的分散性能可以用分散时间来表征，分散时间是指减阻剂聚合物完成溶解、破乳并且聚合物分子完全展开达到最大黏度所需要的时间，新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂，分散快且无需破乳，分散性能好。 2、减阻性能：减阻剂的减阻性能具体表现为减阻剂溶液流速加快和摩阻压降减少：当输送压力一定时，减阻效果表现为流速的增加；当流量一定时，减阻效果则表现为摩阻压降的减少。新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂，价格低、用量少，且减阻效果可达60%以上。 近年来，页岩气能源的开采在中国受到越来越高的重视，作为北美地区页岩气体积改造的关键技术，滑溜水压裂液在中国具有广阔的应用前景。 滑溜水压裂的优势： 1、传统的凝胶压裂液体系使用较高浓度的凝胶，这些凝胶的残留物以及在压裂过程中产生的滤饼会堵塞地层并降低裂缝导流能力。而滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂，并且易于返排，大大降低了地层及裂缝伤害，从而有利于提高产量。 2、滑溜水压裂液中的化学添加剂及支撑剂的用量较少，可节省施工成本40%～60%。由于成本的降低，许多原来不具商业开采价值的储层便可以得到开发。 3、减阻水能够产生复杂度更高体积更大的裂缝网络。这是由于减阻水具有较低的黏度以及施工时的泵入速率较高。裂缝复杂度和体积的提高增加了储层的有效增产体积，使得产量增加。 4、由于减阻水中添加剂含量少，较为清洁，因此更易于循环利用 滑溜水压裂优势总结：减阻水压裂液的优点是减阻效果好、低伤害、低成本、产生的裂缝网络复杂度高体积大、易于循环利用。
浅析桩基负摩阻力产生的原因及其计算 【摘要】桩周土体由于某种原因发生下沉时对桩身产生相对向下的位移，这就使桩身承受向下作用的摩擦力，这种摩擦力就是桩基的负摩擦阻力。本文针对桩基负摩擦阻力产生的机理及原因，并通过实例计算分析桩基负摩擦阻力。 【关键词】桩基；负摩擦阻力；机理及原因；实例计算 rough discuss the reason and count of pile foundation force of negative friction wang zhigang1 liang guankao2 (1.fifth geological mineral exploration and development institute of inner mongolia, baotou 014010, p.r.china;2.inner mongolia geology engineering co.,ltd, hohhot.010010,p.r.china) 【abstract】owing to some reasons ,the soil around pile foundation occur subside will produce displacement downward to pile foundation，so pile foundation will bear downward friction force，this friction force is negative friction force。this paper point at the reason of pile foundation negative friction force and analysis pile foundation negative friction force by living example。 【key words】pile foundation; negative friction force;the mechanisation and reason；living example account
*川西地区压裂施工过程中管柱摩阻计算摘要：以降阻比法为基础，分别对有机硼交联(HPG) 压裂液的前置液、携砂液的沿程管柱摩阻计算方法进行分析，结合川西地区部分井压裂施工现场的施工数据，对管柱摩阻计算公式进行修正改进后，提高了压裂施工设计和数值模拟中摩阻参数计算的准确性；同时用计算机程序实现了施工过程管柱沿程摩阻的计算，可用于模拟压裂施工全过程的摩阻计算。对四川川西地区以油管方式注入井的水力压裂施工设计及现场施工过程中井底压力的分析具有重要意义。 关键词：压裂施工；降阻比；管柱摩阻；公式；计算前言 压裂施工管柱沿程摩阻值的准确性直接影响到压裂工艺的设计过程，是确定井底压力的必要数据，也是压裂施工成功与否的主要因素。在实际压裂设计中，大多数采用经验估计法对管柱的摩阻损失进行计算，往往不能准确地预测实际摩阻，尤其不能模拟压裂施工整个过程的实际摩阻值。管柱的摩阻计算单纯的从流变学和水力学的角度去计算，目前还不能被实际应用。文章以降阻比法为基础，分别就HPG压裂液、相应的携砂液沿程管柱摩阻计算方法进行分析对比，并结合川西地区大部分压裂井的现场施工数据，对压裂液的沿程摩阻有关计算公式进行改进，实现压裂施工全过程摩阻计算的计算机程序化。实例计算表明，改进后的摩阻计算公式以及压裂施工过程摩阻计算结果与现场实际数据有较高的符合率，可以用于川西地区压裂施工过程摩阻的模拟计算。 1 压裂液摩阻的计算 Lord和MC Gowen等人[1,2]利用其他人的实验资料提出了计算溶胶及混砂液摩阻的方法。采用延迟交联技术，使交联HPG与HPG溶胶在井筒中的摩阻相差不大，因此，Lord等人仍用溶胶的数据提出了一个降阻比（δ）的概念： （1） 式中：(△Pf)0为清水的摩阻损失，MPa；(△Pf)P为压裂液的摩阻损失，MPa。 清水的摩阻损失可以用经典水力学雷诺数与摩阻系数关系进行计算，或者同样采用Lord等人提出的回归公式： （2） 式中：D为压裂油管柱的内径，mm；Q为施工过程泵注排量，m3/min；H为油管长度，m。在实验数据处理中认为，降阻比δ是压裂液平均流速υ、稠化剂浓度CHPG、支撑剂浓度CP的函数，通常表示为δ＝f（υ、CHPG、CP）。通过对1 049个实验数据的线性回归，结合实际矿场条件，提出了实用于HPG压裂液降阻比的计算经验关系式： （3） 式中：CP为支撑剂的浓度，kg/m3；CHPG为稠化剂HPG的浓度，kg/m3。 从本质上讲，降阻比就是牛顿流体与非牛顿流体的不同流变特性在摩阻方面的表现，其值大小主要受物料来源及交联特性的影响[3]。因此，由上述公式计算所得到的压裂液摩阻与现场实测数据还有很大的误差，必须利用获得的实际压裂液的摩阻损失值进行现场校正，以便更为真实地反映压裂液的摩阻值。 1.1 前置液摩阻计算 令式（3）中的CP = 0（即未加支撑剂的情况），可以求出前置液阶段的降阻比δ，结合（1）、（2）式可以计算出前置液的摩阻值。为了获得与实际更接近的结果，在不改变降阻比影响因素的前提下，以川西地区部分压裂井前置液阶段施工过程的实际摩阻值为基础，结合降阻比公式，对式（3）的系数进行反复修正计算，最终得到适合于川西地区压裂液体系的降阻比计算式：
利用ABAQUS进行桩侧摩阻力仿真计算 [摘要] 桩侧摩阻力的大小直接确定了桩的实际承载力。因而如何确定桩的侧摩阻力对于桩基设计计算的意义重要。此处借用ABAQUS有限元软件对桩的侧摩阻力进行仿真计算。[关键词] 有限元软件桩侧摩阻力仿真计算 一、引言 桩基设计的核心问题，不外是沉降和承载力两个方面。在现行的规范中，桩侧摩阻力主要通过原位测试、当地经验值、规范给定值三种方式经过修订而得的。事实上，桩侧摩阻力的值是随着桩顶载荷、地层情况，以及深度等各种因素而变的，而且深度效应较为明显。 对于摩擦型单桩，其承载力主要由桩侧摩阻力承担。因此如何正确分析和计算桩侧摩阻力的分布及影响因素至关重要。传统的方法是通过原位贯入试验测得桩的侧摩阻力。通过现场原位试验虽然可以有效的得到设计需要的数据。但是现场原位试验既费工又费钱，而且试验技术有一定的困难。现代计算机技术的飞速发展，因此如何根据室内试验得到的有关资料，利用仿真分析的方法来确定桩侧摩阻力作用情况，进而确定桩侧摩阻力，是值得广泛关注和讨论的问题。 二、桩土计算模型 在考虑土的非线性、桩周土分层、桩土间非线性相互影响、桩端有存渣、桩端及桩侧注浆加固、桩长及桩直径变化等因素时，有限元法是现阶段最适用的方法，它能解决由于试桩困难及实测费用大的问题。为了方便阐述和演示，本次仿真计算采用了很大的简化。本次计算只考虑桩打入土层之后的摩阻力的变化，土层只取一层。桩取直径0.5米，长度为10米，并简化为弹性本构模型，土水平边界设置为10米，深度方向设置为30米，并简化为弹塑形本构模型。
图1：计算模型 三、计算过程 在几何模型上，采用大尺寸来模拟半无限空间体系，土体的边界半径去10米（桩半径的40倍），土体深度方向上去30米（桩长度的3倍）。 在ABAQUS的Part模块中根据工程条件通过轴对称的方式建立图1的计算几何模型，并将模型分别建成2个part，一个桩的part，一个土的part。在桩的part中只保留桩的部分，在土的part中只保留土的部分。在桩和土接触问题上，要求在土和桩相接触的地方分别建立接触面。 在 ABAQUS的Property模块中，分别建立相应的混凝土材料和土体材料，并赋值给相应 的部件。
压裂近井摩阻分析 摘要：压裂施工近井摩阻值的准确性直接影响到压裂工艺的设计，是确定井底压力的必要数据，也是决定压裂施工难易程度的主要因素。该文从压裂近井摩阻的成因、分类、计算方法等方面对国内外压裂近井摩阻进行了整理和归纳，并在此基础上得到了降低近井摩阻的两个工艺：○1支撑剂段塞冲刷工艺作为一种可靠而实用的降摩阻工艺它的作用主要在优化近井筒附近裂缝壁面。在前置液中支撑剂的加入使裂缝的壁面更趋于光滑,可减小裂缝的凹凸面,增大近井裂缝的宽度,减小支撑剂在近井筒砂堵的可能性，也减少了裂缝摩阻。○2定向压裂的实施，沟通了主体裂缝与井筒的连通，这样就大大减少了由于裂缝转向而造成的压裂液流失和压裂液流程，这样就起到了一般压裂不能达到的降低裂缝摩阻的效果。 关键词：近井摩阻；水力压裂；支撑剂段塞；裂缝扭曲；多裂缝 从80年代以来，人们对近井筒摩阻问题的认识随着实践的发展不断得到深化，对近井筒摩阻的产生机理、影响因素、降低措施等都进行了广泛的研究。众多的学者从室内实验、定性认识、定量计算、检测手段及压裂施工工具等方面，着眼于裂缝起裂位置、裂缝转向扭曲、多裂缝、非平面裂缝、孔眼位置、施工排量等方面，对近井筒摩阻的产生原因、计算方法、影响因素等进行了广泛的研究。 1近井摩阻的成因分析 所谓水力压裂的近井筒效应是指由射孔孔眼特性及井筒周围(射孔壁)应力集中作用在近井筒区域所产生的孔眼摩阻、复杂裂缝形态(多裂缝、裂缝面的扭曲、窄高缝、非平面裂缝)以及由此引起的压力损失和早期脱砂现象。水力压裂的近井压力降(损失)主要归因于井筒连通(孔眼)、裂缝面弯曲(裂缝转向和扭曲)、多裂缝等近井筒裂缝的几何形态，这些形态导致有效压力损失和意外脱砂[1]，是影响压裂成功的不利因素。因此，它是分析近井带摩阻产生原因的结构基础和现实依据。根据近井筒问题得出压裂近井摩阻产生的主要原因如下： （1）射孔孔眼相位不一致。因为水力裂缝往往不是沿着射孔方向生成的，压裂液从孔眼到裂缝通常要经过一条或几条曲折的通道。主要是因为孔眼的相位、间距差异比较大，导致射孔与预期裂缝方向并不一致； （2）孔眼连通性差。射孔的质量会直接影响到破裂压力及施工功耗，如果射孔不当，射孔孔眼与裂缝主体连通不好会导致携砂压裂液过早脱砂； （3）近井筒裂缝扭曲。因为随着地层岩石应力分布状况而发生扭曲和转向等问题，裂缝延伸过程中会发生不规则延伸现象。在90 年代初，裂缝扭曲问题就已经被许多专家所关注； （4）多重裂缝。大量的细微裂缝会消耗泵注压力，而且多裂缝问题的产生与储层地应力分布和压裂施工情况密切相关。 2裂缝弯曲对近井筒摩阻的影响 国外一些实验室采用大尺寸的真三轴实验设备，模拟现场地应力条件下射孔对压裂的影响。通过实验发现，裂缝从射孔孔眼或是从与最小水平主应力垂直的方向起裂，裂缝起裂取决于射孔方向与最大水平主应力面的夹角。另外，所有裂缝开始转向最大水平主应力方向的位置在距井相当于井筒直径的范围内。而且，尽管裂缝延伸的初始阶段有多条裂缝，却只有一级单缝延伸超过井筒直径的范围。Abass[2]研究得出了射孔方向与最大水平主应力方向成不同角度对缝宽的影响。当射孔方向大于45°时缝宽急剧减小，裂缝弯曲现象明显，而角度在0°～30°时裂缝与孔眼连通良好。所以，射孔方向应在最大水平应力方向或与其夹角小于30°。由于射孔对水力裂缝有影响，定向射孔技术已
单桩承载力验算 一、土层分布情况 二、单桩竖向承载力特征值 桩端持力层为全风化花岗岩，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），中性点深度比l n /l 0=0.75，桩周软弱土层下限深度l 0=28.84m ，则自桩顶算起的中性点深度l n =21.63m 。根据规范可知，该处承载力特征值只计中性点以下侧阻值及端阻值。 kN l q u A q Q i sik p pk 3976)613021.712(1141600uk =?+???+?? =+=∑ππkN Q K R uk a 198838942 11=?== 三、单桩负摩阻力
第一层路堤填土和杂填土自重引起的桩周平均竖向有效应力： 地下水以上部分：Pa k 93.6594.6192111=??= σ； 地下水以下部分：Pa k 06.1396.1)1019(2 194.61912=?-?+?=σ； 则kPa 20512111=+=σσσ； 第二层淤泥自重引起的桩周平均竖向有效应力： kPa 26.182)54.863.21()105.15(2 16.1)1019(94.6192=-?-?+?-+?=σ； ； ，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 24245.612053.01111=>=?==σξ ； ，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 121245.3626.1822.01222=>=?==σξ 对于单桩基础，不考虑群桩效应则1n =η； 基桩下拉荷载： kN l q u Q n i i n si n n g 1137))54.863.21(1254.824(10.11=-?+????==∑=πη 四、单桩分担面积上的荷载 kN N 720)2520(44k =+??= 五、验算 N R N Q N a n k 1988k 185********g k =<=+=+ 故单桩承载力满足要求。
浅谈负摩阻力(一) 论文关键词]负摩阻力中性点成因影响因素防治措施计算方法 论文摘要]负摩阻力问题严重影响着建筑物的安全，桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响，故其准确数值很难计算。介绍和阐述桩侧负摩阻力产生的条件和机理，桩侧负摩阻力的计算方法，中性点的确定，防治和减少桩侧负摩阻力的方法。 随着人文居住环境的改善以及土地价格的不断攀升，建筑物已从多层不断的转向高层建筑，从而对地基承载力和变形要求也越来越高，越来越严格。因此地基处理变得越来越重要。在地基处理工程中，因负摩阻力问题，造成工程事故屡有发生（建筑物出现沉降、倾斜、开裂），负摩阻力问题在我国工程实践中已变成一个热点问题。下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。 一、负摩阻力的成因 桩周土的沉降大于桩体的沉降！桩土的相对位移（或者相对位移趋势）是形成摩擦力的原因，桩基础中，如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力；反之，则为负摩阻力。 地基土沉降过大，桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力，使原来稳定的地基变得不稳定，实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。 一般可能由以下原因或组合造成：未固结的新近回填土地基；地面超载；打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降；地下水位降低，有效应力增加引起土层下沉；非饱和填土因浸水而湿陷；可压缩性土经受持续荷载，引起地基土沉降；地震液化。 二、地基设计为什么要考虑负摩阻力 桩周负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献，反而要产生作用于桩侧的下拉力。而造成桩端地基的屈服或破坏、桩身破坏、结构物不均匀沉降等影响。因此，考虑桩侧负摩阻力对桩基础的作用是桩基础设计必不可少的问题之一。 三、如何在现场测试和估算负摩阻力 在桩体安装应变计这是目前测单桩负摩阻力问题的最常用的方法。80年代，有工程运用瑞士生产的滑动侧微计（SlidingMicrometer---ISETH）来测定。 普遍的方法都是测定桩体轴力，从而推算桩侧摩阻力。 四、影响负摩阻力大小的主要因素 桩周土的特性当然是首当其冲的，其次桩端土特性也不可忽视（因为其之间影响着中性点的位置问题）、桩体的形状、桩土模量比等都有影响。 五、负摩阻力的防治措施 打桩前，先预压地基土，从根本上消除负摩阻力的产生；在产生负摩阻的桩段安装套筒或者把桩身与周围土体隔离，这种方法会使施工难度加大；在桩身涂滑动薄膜如涂沥青]，目前这种方法应用比较普遍，效果也不错；通过降低桩上部荷载，储备一定承载力；在地基和上部结构允许有相对较大沉降的情况下，采用摩擦桩；采用一定的装置消除负摩阻力。 下面介绍一种消除负摩阻力的装置：它由设置在桩体外周的卸荷套及卸荷套与桩体之间的润滑隔离层构成。卸荷套使桩体与周围土层完全隔开并由桩体带动在打桩时与之同步下沉，而当桩周土层沉陷时，卸荷套依靠隔离层内润滑材料的作用，可随土层相对桩体自由下沉而不将下拽力传给桩体，从而有效地消除了负摩阻力的作用。可广泛用于各种软基地层拟用桩基础的工程中。 六、负摩阻力的群桩效应研究大多数是单桩，实践中基本是群桩 这个跟我们的研究方法有关系，目前我们的现场实践方面的研究方法都是针对单一桩体的。另外，群桩方面的研究，运用数值分析方法也有不少研究。群桩的现场研究很值得期待呀。 七、端承桩产生负摩阻的可能性大于摩擦桩 （1）对于摩擦型桩基，当出现负摩阻力对基桩施加下拉荷载时，由于持力层压缩性较大，
管道水力摩阻系数的计算 Черникин，A．B． Черникин，A．B．：管道水力摩阻系数的计算，油气储运，1999，18（2）26～28。 摘要介绍了计算水力摩阻系数λ的通用公式，在分析现有计算摩阻系数公式的基础上，借助于专门的过渡函数，求出了新的通用式。推荐可实际应用于管道水力计算的公式λ＝0.11［（Z＋ε＋C1.4）／（115 C＋1）］1／4，该公式可完全避免确定液体流动区域的程序，适用于任一雷诺数Re和不同管子相对粗糙度ε，排除了由于自身连续性而导致不同区域边界上λ数值不一致的情况。 主题词管道水力摩阻系数计算方程 一、管道水力摩阻系数计算的改进 完善各种管道(原油管道、天然气管道、水管道等)的水力计算，可以通过提高计算精度或使计算公式通用化等途径来实现。进行水力计算所需重要参数之一，便是水力摩阻系数λ，一般情况下它是以下两个参数的函数：雷诺数Re和管子相对粗糙度ε。依据这些参数的数值，管道内流体流动划分为不同区域(状态)，对于每个区域都有计算λ的公式，以及确定区域边界的所谓雷诺数过渡值。 在分析现有计算系数λ的公式和寻求通用计算式的基础上，借助专门的过渡函数，求得以下形式新的通式： （1） 这一公式覆盖所有的流动区域，即在管输液体和气体介质时，用于计算任一Re和ε时的λ。公式中的参量具有如下数值：对于液体，α＝0.11，C＝1.4，γ＝68／Re，A＝（28 γ）10，B＝115，n＝4；对于气体介质，α＝0.077，C＝1.5，γ＝79／Re，A＝（25 γ）10，B＝76，n＝5。 比较式(1)和常用的斯托克斯公式、Aльтшуль公式、俄罗斯天然气科学研究院公式(做为特例，针对不同流动区域，由式(1)很容易求得这些公式)计算λ的结果，它们完全吻合。最大的偏差(不超过1.7%)发生在层流与湍流过渡区边界上。在其它情况下，偏差甚小。
1?压裂摩阻产生机理 水力压裂施工过程中，压裂液从泵出口经地面管线、井筒管柱和射孔孔眼进入裂缝，在每个流动通道内都会因为摩阻而产生压力损失。如果压裂施工过程中产生的摩阻过大将会导致井口压力过高，甚至超过压裂泵车的负荷，从而增大了压裂施工风险。准确计算压裂液在流动过程中产生的各种压力损失并分析其影响因素，对于确定井底施工压力以及指导优化压裂工艺参数以降低压裂施工摩阻具有重要意义。 20世纪80年代以来，水力压裂施工产生的摩阻问题逐渐引起工程师和学者的重视。基于对压裂液施工排量、裂缝起裂及扩展、射孔工艺等多方面的探索，对整套压裂施工中的压力损耗问题进行了深入研究[1]。前期研究表明，由于地面管线比较短，一般忽略由地面管线产生的摩阻。因此，水力压裂施工的摩阻损耗主要由两部分组成：第一部分是液体在压裂管柱（油管、套管或油套环空）中的沿程摩阻，即存在于管柱壁面的阻滞作用产生的摩擦阻力所造成的水头损失。一般情况下，压裂排量越大、管柱直径越小、压裂液黏度越大、支撑剂浓度越大，其产生的管柱沿程摩阻越大。第二部分是近井摩阻，其包括流体通过射孔孔眼的局部摩阻以及近井地带的弯曲摩阻，矿场一般采用降排量法对以上2种近井摩阻进行测试。近井摩阻产生的机理较为复杂，主要归纳如下[2]： 1）孔眼局部摩阻：射孔数不足、孔眼的清洁度差以及孔眼堵塞均会产生孔眼局部摩阻。由于通常采用电缆配套射孔枪对套管进行射孔，导致射孔弹在套管—水泥环内部形成及不规则的圆孔。从径向来看，孔眼内存在的凹凸不平的通道，会对流体的流入过程造成一定的影响，将会在孔眼处产生明显的压力降[3]。 2）裂缝弯曲摩阻：射孔相位不当、固井质量差以及多裂缝竞争延伸均会导致裂缝在延伸过程中并不总沿着一个方向前进，而是会发生弯曲和转向的现象[4]，从而产生裂缝弯曲摩阻。这种情况将引起净压力增大，限制近井筒裂缝宽度，从而增大支撑剂的运移难度。裂缝弯曲摩阻一般在压裂施工初期最大，随着施工进行逐渐减小[2]。 2?降低压裂摩阻的工艺措施 2.1?支撑剂段塞工艺 该工艺是目前降低近井摩阻最为常用的方法。其原理是在主压裂的前置液阶段，以脉冲加砂的形式，间断地泵入低砂比携砂液进入地层中，高速的含砂压裂液能够产生很强的水力切割作用，对不完善的射孔孔眼和近井带迂曲且粗糙的水力裂缝进行磨蚀，使压裂液流动路径逐渐趋于完善、光滑，从而达到降低近井摩阻的效果。 一般情况下，孔眼越不完善、近井裂缝迂曲程度越高、表面粗糙度越大，支撑剂段塞的实施效果越好。世界范围内众多水力压裂现场压裂实践经验表明，支撑剂段塞技术配合其他技术可以大幅提高水力压裂成功率[5]。因此，有必要根据测试压裂分析的近井裂缝摩阻数据，科学合理地进行段塞冲刷设计，并实时分析评价段塞冲刷的效果，合理调整携砂液阶段的砂浓度和砂量，并最大限度地提高施工砂浓度，以确保压裂施工达到预期效果。 支撑剂段塞还可以用于封堵微小裂隙，主要用于对天然裂缝进行封堵，从而降低滤失，保证主裂缝的充分延伸[6]。此外，支撑剂段塞还可以增大裂缝延伸的净压力，从而增大水力裂缝的应力干扰强度，促进复杂裂缝网络的形成。因此为了支撑剂段塞的使用达到各自所需的目的，需要对其相关参数进行优化设计，确定合理的支撑剂性能、目数、段塞数量以及泵注时机等。 2.2?增大缝内压裂液黏度 增加压裂液的黏度，可以在裂缝条数较多时有效减少裂缝条数，增加主裂缝的宽度，从而进一步起到减小 水力压裂摩阻类型及降阻措施 刘炜1?刘觐瑄2?华继军1?王小军1?肖佳林1 1. 中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院 湖北 武汉 430000 2. 西南石油大学国家重点实验室 四川 成都 610500 摘要：水力压裂摩阻引起施工压力增加，施工风险增大。水力压裂摩阻包括沿程摩阻和近井摩阻。近井摩阻产生机理最为复杂，其中射孔数不足、孔眼清洁度差以及孔眼堵塞产生孔眼摩阻；射孔相位不当、固井质量差以及多裂缝竞争延伸产生裂缝弯曲摩阻。降低压裂摩阻的工艺措施主要包括定向射孔、支撑剂段塞磨蚀、增大压裂液黏度、压裂液延迟交联等。 关键词：水力压裂?摩阻?降阻?施工压力 Friction?Types?of?Hydraulic?Fracturing?and?Measures?for?Reducing?Friction Liu?Wei1，Liu?Jianbao2，Hua?Jijun1，Wang?Xiaojun1，Xiao?Jialin1 1. Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Jianghan Oilfield Branch，Sinopec 430000，Wuhan，Hubei Province Abstract：Hydraulic?fracturing?friction?increases?the?fracturing?work?pressure?and?increases?the?risk?of?construction.?Hydraulic?fracturing?friction?includes?friction?along?the?path?and?friction?near?wellbore.?The?mechanism?of?near-well?friction?is?the?most?complex，in?which?perforation?number?is?insufficient，hole?cleanliness?is?poor?and?hole?plugging?produces?hole?friction；perforation?phase?is?improper，cementing?quality?is?poor，and?multi-fracture?competitive?extension?produces?fracture?bending?friction.?The?technological?measures?to?reduce?fracturing?friction?include?directional?perforation，slug?abrasion?of?proppant，increasing?viscosity?of?fracturing?fluid?and?delayed?crosslinking?of?fracturing?fluid. Keywords：Hydraulic?fracturing；Frictional?resistance；Resistance?reduction；fracturing?work?pressure 下转第149页）
浅谈负摩阻力 [论文关键词]负摩阻力中性点成因影响因素防治措施计算方法 [论文摘要]负摩阻力问题严重影响着建筑物的安全，桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响，故其准确数值很难计算。介绍和阐述桩侧负摩阻力产生的条件和机理，桩侧负摩阻力的计算方法，中性点的确定，防治和减少桩侧负摩阻力的方法。 随着人文居住环境的改善以及土地价格的不断攀升，建筑物已从多层不断的转向高层建筑，从而对地基承载力和变形要求也越来越高，越来越严格。因此地基处理变得越来越重要。在地基处理工程中，因负摩阻力问题，造成工程事故屡有发生（建筑物出现沉降、倾斜、开裂），负摩阻力问题在我国工程实践中已变成一个热点问题。下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。
一、负摩阻力的成因 桩周土的沉降大于桩体的沉降！桩土的相对位移（或者相对位移趋势）是形成摩擦力的原因，桩基础中，如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力；反之，则为负摩阻力。 地基土沉降过大，桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力，使原来稳定的地基变得不稳定，实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。 一般可能由以下原因或组合造成：未固结的新近回填土地基；地面超载；打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降；地下水位降低，有效应力增加引起土层下沉；非饱和填土因浸水而湿陷；可压缩性土经受持续荷载，引起地基土沉降；地震液化。 二、地基设计为什么要考虑负摩阻力
桩周负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献，反而要产生作用于桩侧的下拉力。而造成桩端地基的屈服或破坏、桩身破坏、结构物不均匀沉降等影响。因此，考虑桩侧负摩阻力对桩基础的作用是桩基础设计必不可少的问题之一。 三、如何在现场测试和估算负摩阻力 在桩体安装应变计这是目前测单桩负摩阻力问题的最常用的方法。80年代，有工程运用瑞士生产的滑动侧微计（SlidingMicrometer---ISETH）来测定。 普遍的方法都是测定桩体轴力，从而推算桩侧摩阻力。 四、影响负摩阻力大小的主要因素 桩周土的特性当然是首当其冲的，其次桩端土特性也不可忽视（因为其之间影响着中性点的位臵问题）、桩体的形状、桩土模量比等都有影响。