防砂工艺
1生产过程中地层出砂的判断
油气井出砂会造成井下设备、地面设备及工具(如泵、分离器、加热器、管线)的磨蚀和损害，也会造成井眼的堵塞，降低油气井产量或迫使油气井停产。所以，弄清油气井出砂机理及正确地判断地层是否出砂，对于选择合理的防砂完井方式及搞好油气田的开发开采是非常重要的。
1.1地层出砂机理及出砂的影响因素
对于出砂井，地层所出的砂分为两种，一种是地层中的游离砂，另一种是地层的骨架砂。石油界对防砂的观点也随着技术的进步和认识的深化在不断变化。在此之前，一些防砂的理论主要是针对地层中的游离砂，防砂设计也是为了能阻挡地层中的游离砂产出来。但是，近儿年来，特别是国外的看法有了较大的变化，认为地层产出游离砂并不可怕，反倒能疏通地层孔隙喉道，对提高油井产量有利。真正要防的是地层骨架砂的产出，因为一旦地层出骨架砂，可能导致地层的坍塌，使油井报废。
那么，什么时候地层将产出骨架砂呢?按岩石力学观点，地层出砂是由于井壁岩石结构被破坏所引起的。而井壁岩石的应力状态和岩石的抗张强度(主要受岩石的胶结强度，也就是压实程度低、胶结疏松的影响)是地层出砂与否的内因。开采过程中生产压差的大小及地层流体压力的变化是地层出砂与否的外因。如果井壁岩石所受的最大张应力超过岩石的抗张强度，则会发生张性断裂或张性破坏，其具体表现在壁岩石不坚固，在开发开采过程中将造成地层出骨架砂。影响地层出砂的因素归结起来主要有:
(1 )地层岩石强度
一般说来，地层岩石强度越低，地层出砂的可能性就越大。
(2)地层压力的衰减
随着地层压力的下降，井壁岩石所受的应力就会增大，地层出砂的可能性就会随着增大。
(3)生产压差
一般说来，生产压差(或生产速度)越大，地层出砂的可能性就越大。
(4)地层是否出水和含水率的大小
生产过程中，随着地层的出水和含水率的上升，地层出砂的可能性增大。
(5)地层流体粘度
地层流体粘度越大，地层出砂的可能性就越大。
(6)不适当的措施或管理
不当的增产措施(如酸化或压裂)或管理(如造成井下过大的压力激动)都会引起地层出砂。
2目前国内外最常见的机械防砂完井方法有:
1)割缝衬管完井。
2)绕丝筛管完井。
3)裸眼预充填类筛管完井。
4)裸眼井下砾石充填完井。
5)射孔套管内预充填类筛管完井;
3)和5)中的预充填类筛管包括预充填砾石筛管、金属纤维筛管、烧结陶瓷筛管、金属毡筛管等;国外的Stratapac筛管、Sinterpak筛管属于金属纤维类筛管。
6)射孔套管内井下砾石充填完井;砾石充填方式包括常规砾石充填、高速水砾石充填、压裂充填(主要有清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压裂充填等3种)。
砾石充填防砂工艺
完井技术是油气井开采技术中的重要组成部分。油气井防砂完井方式以独立筛管防砂完井、砾石充填完井、化学防砂完井为主。独立筛管防砂完井防砂精度单一，筛管易堵塞;化学防砂成本较高，有效期短;而裸眼砾石充填防砂更加经济，储层不受水泥浆伤害、有效防止地层砂运移、避免由十地层砂运移形成近井眼低渗透带，同时一对地层起支撑作用，防止井壁坍塌、砾石充填地层与筛管之间环空对地层砂形成阻挡，减少对筛管的冲刺，延长筛管的使用寿命。与其它防砂技术相比，砾石充填防砂具有防砂效果好，土作寿命长等优点，因此，用油气井开发易出砂油藏，砾石充填完井是首选的方式。
一砾石选择
充填砾石的质量直接影响防砂效果及完井产能，因此对砾石的质量控制十分重要。砾石质量包括:
1砾石尺寸选择
砾石粒径的选择国内外推荐的砾石粒径，一般用saucler公式计算，即D50是油层砂粒度中值d50的5-6倍。
砾石尺寸合格程度API砾石尺寸合格程度的标准是，大于要求尺寸的砾石质量不得超过砂样的0.1%，小于要求尺寸的砾石质量不得超过砂样的2%。
2砾石强度和圆度
石英砂人造陶粒
砾石的强度APl砾石强度的标准是，抗破碎试验测出的破碎砂质量含量不得超过表2数值。砾石的球度和圆度
砾石的酸溶度API不得超过1%。
API标准要求砾石的平均球度应大于0.6，平均圆度也应大于0.60
砾石酸溶度的标准是，在标准土酸(3 0,6 HF+12 96 HCl)中砾石的溶解质量分数
砾石的结团API的标准是，砾石应由单个石英砂粒组成，如果砂样中含有1%或更多个砂粒结团，叫该砂样不能使用。
二衬管的选择
绕丝筛管应能保证砾石充填层的完整，故其缝隙应小于砾石充填层中最小的砾石尺寸，一般取为最小砾石尺寸的1 /2-1/3。例如，根据油层砂粒度中值，确定砾石粒径为40-60目，其砾石尺寸的范围是0.249--0.419mm。查砾石与绕丝缝隙匹配表，得所选绕丝缝隙为0.15mm。
1绕丝割缝类型
2缝隙
三砾石携带液（携砂液）
1）常规砾石充填常规砾石充填所用的充填液有低粘度(50-100 mPa·s)、中粘度(300-500 mPa·s)、高钻度(500-700 mPa.s)等3种。常规砾石充填后的地层损害较大。
2)高速水砾石充填高速水砾石充填所用的充填液是清盐水，粘度为1-2mPa.s。在清盐水中加人合适的油层保护添加剂。高速水砾石充填时，将井底压力提高到接近地层破裂压力或略高于地层破裂压力，目的是破坏射孔所形成的压实损害带，同时消除部分钻井、固井损害。
3)压裂充填压裂充填主要是将砾石充填与水力压裂结合起来，该技术包括清水压裂充填、端部脱砂压裂充填、胶液压裂充填等。
1低粘度
2中粘度
3高粘度
四砾石充填工具工艺
1充填工具的内外管串结构
⑴外管柱主要部件及功能
①充填分割器
②充填滑套
③安全接头
④密封定位短接
⑤沉沙分割器
⑵内管柱主要部件及功能
①坐封工具及换位机构
②密封节
③冲洗管
2砾石充填施工工艺
⑴洗井
⑵完毕后按设计组装套管并下入预定位置，确认管柱完好插入并坐在底部封隔器。
⑶投球，待下落至球座后开泵打压，坐封封隔器。
⑷上提管柱至反循环位置，对管柱进行清洗。
⑸将管柱放在充填位置，循环砾石携带液，挤压地层，将砾石放进炮眼和近井带地层，然后打开套管阀门进行环空充填
⑹充填完毕后将管柱提至反循环位置，洗出多余砾石
⑺倒扣丢手，起出上部管柱。
3裸眼砾石充填
化学防砂技术
化学防砂是化学药剂把疏松砂岩地层的颗粒或充填到地层的砾石胶结起来，从而稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，从而起到防砂的目的。化学防砂包括树脂防砂、人工井壁防砂、有机物固砂、原油固砂和其他方法如SiCl4。固砂，氢氧化钙固砂。
（1)树脂固砂树脂固砂是将液态的可流动的树脂泵入地层，使之均匀的分
布在地层空隙中，然后逐渐固化，在粒间接触点处胶结，阻止地层出砂。
（2)耐高温人工井壁固砂耐高温人工井壁固砂属于化学防砂的范畴，是稠油开采中使用较多的化学防砂手段。耐高温人工井壁防砂技术是将树脂及其他添加剂涂在阻砂剂的表面，形成树脂预包砂，在地层温度下固化，在井筒或近井地带形成具有一定强度及渗透性的人工井壁，阻止地层砂流人井筒。该项技术可以比较有效地防治细粉砂。用于热采井的耐高温人工井壁耐温可达3500C，抗压强度不低于6MPa，渗透率不低于10达西。对于出砂比较严重的生产井，通常还采用将三氧高温固砂剂、改性吠喃树脂等固砂剂挤人地层对地层砂进行固结的方法来稳定近井的地层。但这类固砂技术由于存在不同程度的储集层伤害或耐高温性能差等问题，应用规模在逐渐减小。
The Baker Hughes CSAP gravel pack system has all of the same field proven features of CS-300 system. The definition of CSAP is Cake-Saver-Acid-Placement, before running in hole with the gravel pack assembly, displace the open hole section in casing to brine. It’s critical to the successive hole cleaning to maximize the fluid velocity at 300 ft/min near the well bore wall. 贝克休斯CSAP砾石充填系统具有CS-300已经验证的所有相同的属性。在向井下下砾石充填的组合工具时，向套管下的裸眼部分打入盐水，这对裸眼井壁附近液流速度达到300英尺每分，连续地洗井起着非常关键的作用。 For this reason, it’s important to fully maintain turbulent fluid possible. Low-viscosity fluids are desired to help to retain turbulence. However, while low-viscosity fluids help maximize velocity near the wall. It’s commonly assumed that their use also makes it somewhat more difficult to remove solids from the wellbore. To carry solids completely out of the wellbore,elevated flow velocities are required. 由于这个原因，完全保持湍流的液体很重要。低剪切速度的液体有助于保持湍流。然而，尽管低剪切速度的流体能保证井壁附近的流体高流速。但是通常它们也存在一个缺点那就是更难将井眼的固体携带出来。为了将固体百分之百地携带出井眼，就要求液体具有很高的流速。 The steps to compete the procedure are: 步骤如下： 1、Pick up gravel pack assembly and run in hole to setting depth. 将砾石充填组合工具下放到井下预定的深度。 2、Circulate brine down the work string and out the GPV shoe around the screen annulus at a rate below 25ft/sec pass the SC packing element. 将盐水循环到工作管住从GPV引鞋流出，到筛管环空周围，速度为25英尺没秒以内，通过防砂充填工具。 3、Drop a stainless steel ball to set the SC packer, this section will shift the ball seat isolation sleeve downward, opening the return bypass ports in the crossover tool, and locking the primary ball on the ball seat. 将一个不锈钢球丢手，坐在防砂封隔器上，会使球座封隔套筒向下移动，打开crossover tool 的回路旁通通道，将初始的那个不锈钢球锁在球座上。 4、Set the packer, pull the packer tech-unit, perform an anchor test on the SC packer. 坐封隔器，拉动封隔器部分，在防砂封隔器上做一个锚定测试。 5、Pull 30000 pounds over the last recorded up-weight, followed by slacking off 30,000 pounds below the last recorded down-weight. This is your running in hole position. Followed by picking up the work string to confirm the crossover tool is free from the gravel pack packer assembly. 最后一个记录的上提载荷重加到30000磅，然后将最后一个记录的释放重量加到30000磅。这是下工具的位置。接下来上提工作管住以确保crossover tool脱离了防砂封隔器组合，可以自由上提下放。 6、Pick up the work string to position the SMART Collet above the first indicating coupling, slack off 30,000 pounds, this is your test packer position. Apply the required test pressure to the annulus, to confirm the SC packing element is packed off on the casing inside diameter. 上提工作管住到SMART Collet 的第一个位置指示接箍，释放30000磅的重量，这个是测试封隔器的位置。对环空进行要求的压力测试，来保证防砂封隔工具坐封在了套管避上。7、Pick up the work string to position the SMART Collet above the second indicating coupling.
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
4.2割缝筛管表皮计算公式推导 对于简单线性排列的割缝筛管，其表皮系数s sl通过缝宽w s，缝长l s，圆周内割缝数量m s，割缝无因次穿透比λ（其定义为单位管线长度上的割缝长度defined as the length of slots per unit length of pipe）；以及井筒半径r w。图4.2显示了通过有限元模拟得到的简单线性排列下的筛管周围压力分布。恒定压力边界适用于割缝节点的模拟。割缝范围内的汇聚流可以被定义为一系列的径向流范围。其外边界（1+υ）r w，可以通过割缝将最大半径分割成若干个对称的几何区域来确定（如图4.3）。通过观察，υ可以表示成如下关系 通过有限元模型结果，当m s=1时υ≈1.5（圆周上只有一个割缝是一种极不常见的情况） 当割缝穿透比不大时，沿着筛管的汇聚流（轴向汇聚流）就需要被考虑进来（见图4.4）。我们假设通过公式4.1定义的径向流区域的厚度也可以通过割缝的距离函数被表示出来（如图4.5）。从筛管表面开始计算轴向汇聚流半径γr w取经验值为割缝单元长度的一半，即 这里l Ds（=l s/r w）为无因次割缝长度。这里给出无因次流动区域A D沿无因次流动路径 D 一个近似流动的几何学描述。综合针对近似流的公式2.36和2.37给出一个流量无关的表皮系数s slo和湍流比例系数f t,sl。 图4.6显示了割缝筛管流动的示意图。几何学上流动可以分为4部分，穿过割缝的线性流，由于多重割缝产生的径向流，割缝单元角度分布引起的径向流，以及从筛管流走的径向流。此外以上流动过渡时，轴向汇聚流需要被考虑进来，特别是当割缝穿透比很小（λ<1）时。我们假定在汇流带的径向流厚度是到筛管距离的函数。几何学的近似流动让我们可以通过到筛管距离的函数及其沿流动路径积分来表示流动区域。 割缝内的线性流 割缝筛管打开面积 无因次形式 这里 让K作为割缝内渗透率并积分公式2.38 这里t Ds(=t s/r w)为无量纲的筛管厚度或者是堵塞深度。同样的，积分公式2.39得到线性流区域
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 ；
1 砾石充填防砂井砾石尺寸设计实例 砾石充填类防砂是目前主流的防砂工艺，砾石尺寸设计是砾石充填类防砂设计的关键步骤之一，砾石尺寸的大小会影响防砂效果和油气井生产动态。较大的砾石尺寸有利于获得较高的产能，但会导致地层砂侵入砾石层；相反，较小的砾石尺寸挡砂效果好，但对油井产能的影响较大。油气井防砂领域使用的标准砾石尺寸如表1所示。 目前国内外的主要砾石尺寸设计方法为三类： (1) 第一类：设计依据简单，仅依据地层砂某一特征尺寸的设计方法，包括Karpoff、Smith、Tausch&Corley、Saucier等四种设计模型； (2) 第二类：信息依据丰富，基于地层砂筛析曲线的设计方法，主要包括DePriester和Schwartz两种设计模型； (3) 第三类：基于砾石层孔喉结构模拟的砾石尺寸设计方法。 上述砾石尺寸设计方法均已在中国石油大学(华东)研制开发的Sand control Office软件中实现。 我国西部某出砂气田S-14井地层砂为粉细砂，图3中的曲线D为其筛析曲线，经粒度分析，d10= 0.151 mm，d40= 0.082mm，d50=0.065mm，d70=0.032 mm，d90=0.008mm，分选系数2.043，均匀系数10.036，标准偏差系数0.231。 表1 油气井防砂领域使用的标准砾石尺寸 第一类设计方法的设计结果如表2所示。 使用DePriester方法进行砾石尺寸设计结果如图2所示。设计中的取值为：A=5.5，Cmin=1.5，Cmax=3.0，计算得到系数B的取值范围为[25.4，35.9]。图中曲线A、B分别为B取最小值和最大值时的砾石尺寸分布曲线；曲线C为B取平均值时得到砾石尺寸范围曲线，对应的设计结果为砾石尺寸范围0.227～0.560mm，匹配的砾石标准为0.25～0.42mm。 使用Schwartz方法设计该井的砾石尺寸，设计中的取值为：Cmin=1.2，Cmax=1.5；选择设计点为d70，设计结果如图3所示。曲线A、B分别为Cg= Cmin和为Cg= Cmin和时得到砾石尺寸分布曲线；曲线C为Cg取平均值1.35时得到砾石尺寸范围曲线，对应的设计结果为砾石尺寸范围0.160～0.300mm，匹配表1中的标准砾石尺寸为0.21～0.25mm。
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
水平井裸眼砾石充填 防砂工艺技术优化研究与应用 刘树新杨喜柱等 （大港油田公司采油工艺研究院滩海工艺室）摘要：本文通过对埕海一区储层、流体性质分析，基于理论分析、地层砂粒经分析试验，提出水平井裸眼砾石充填防砂工艺，优化了工艺设计参数，实施后已取得显著效果，该工艺的成功实施大大提高了我油田水平井防砂工艺技术水平，也将对环渤海类似储层的滩海油田开发具有良好的借鉴作用。 主题词：埕海一区裸眼水平井防砂工艺研究裸眼砾石充填防砂应用效果 1 引言 埕海油田位于渤海湾滩海-浅海地区，由于储层为疏松砂岩，前期研究结果表明必须采取先期防砂才能投产，而本区采用人工岛开发，井型以水平井为主，且井底位移大，水平段长，在防砂工艺方面存在极大难度。因此开展了水平井裸眼砾石充填防砂工艺技术优化研究与应用课题。在国内，该项技术的研究工作起步较晚，仅在胜利油田进行了试验与应用，但对于超过700m长水平井段的防砂仍然存在很大技术难度。 1 地质概况 埕海一区位于大港油田滩海区南部埕北断阶区，地理位置位于河北省黄骅市关家堡村以东的滩涂—海域水深4m的极浅海地区。该区主要包括二个井区：庄海4×1、庄海8断块。自下而上发育Es、Ed、Ng、Nm等四套含油层系。其中，NgⅠ1组为主力油组，有具有以下油藏特征：油藏埋藏较浅。埋深为1240－1268m，储层成岩作用弱，属于岩性-构造底水油藏。油层胶结疏松，易出砂。试采井存在出砂的现象。储层呈现高孔、高渗的特征，根据庄海802井粘土矿物X衍射分析报告来看，储层粘土以伊蒙间层为主，平均含量达到62.5%，其中蒙脱石含量约为70％，伊/蒙混层是易水化膨胀的矿物，易发生粘土膨胀和分散造成地层伤害。原油性质具有三高、三低的特点。即高密度、高胶质沥青含量、高初馏点、低凝固点、低含蜡、低含硫。该地区地层水矿化度平均为10350mg/L，水型为NaHCO3型。油藏属于正常的温度压力系统。 针对该区上述储层特点，储层极易出砂，同时，原油粘度较高对出砂影响较大，本区地处滩海，以水平井为主，防砂难度大，因此开展了该区水平井防砂工艺研究与应用。 2 防砂工艺优化研究 2.1 防砂难点分析 根据该区块的油藏特征以及该井的井身结构特点，该井的防砂工艺的选择存在以下难点： 2.1.1 粒度分布不均匀，D40/D90>6.5，单一的机械挡砂难以达到好的效果； 2.1.2 防砂井水平段长（其中庄海8Ng-H1井为731.5m）、水垂比大（最大为 3.9），都给防砂工艺的现场实施带来极大的难度。 2.2 防砂方式的确定 目前常用的防砂工艺有机械防砂和化学防砂，对于埕海一区庄海8Ng组油井防砂井段长，粘土含量高,化学防砂难以达到预期的效果，因此该井的防砂工艺应首选机械防砂。 对于选择筛管挡砂抑或砾石充填防砂，主要考虑以下几个方面进行了选择： 2.2.1 防砂经验公式 根据国外石油公司通用的SPE39437所推荐的防砂方法选择标准(见表1),根据庄海8区块馆陶组的岩心粒度分析资料,d40/d90=6.55～29.75,大于5，D10/D95=34-55，大于20，低于325目的砂粒（%）占11.2%，因此该区块应首选裸眼砾石充填防砂工艺。
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。
第一节概述 石油工业中，油井生产出砂(sand production)是个普遍性问题，而且油井生产出砂问题的研究十分困难，原因是： ①无法直接观测出砂过程。油田开发在地层深处进行，在地面无法直接观测； ②岩石力学性质(rock mechanical properties)复杂。地层岩石的力学性质可能在较大范围内变化，地层深部取心不但花费昂贵，而且也有一定的偶然性、局限性，如地层深部的含水率、温度和压力条件在地面上难以保持，而这些因素对地层岩石的力学性质有很大影响； ③储层条件复杂。随着生产的进行和各种增产措施的实施，使储层变得十分复杂，这也给研究出砂机理带来困难。 ④油井出砂影响因素多。油井出砂受许多复杂因素的影响，如；地质条件、岩石力学性质、生产参数等； 在一口井最终完成之前以及在其生产过程中，准确地预测其是否出砂是至关重要的，因为无论采取何种防砂(sand control)措施费用都会很高，所以不必要的采取防砂措施，不仅使生产费用增加，而且污染油气层，降低生产效率。 但是对那些因出砂而被放弃或不能继续开发的井，采取防砂措施又是使油井成为有开采价值的唯一方法。 第二节油井出砂的过程及危害 一、油井出砂的基本过程 地层砂可分为两种：充填（松散）砂和骨架砂(framework sand)。 当流体的流速达到一定值时，首先使得充填于油层孔道中的未胶结的砂粒发生移动，油井开始出砂，这类充填砂的流出是不可避免的，而且起到疏通地层孔隙通道的作用；反之，如果这些充填砂留在地层中，有可能堵塞地层孔隙，造成渗透率下降，产量降低。因此充填砂不是防治的对象。 当流速和生产压差达到某一数值时，岩石所受的应力达到或超过它的强度，造成岩石结构损坏，使骨架砂变成松散砂，被流体带走，引起油井大量出砂。防砂的主要对象就是骨架砂，上述情况是在生产过程中应尽量避免的。 根据以上情况可以把油井出砂过程分为两个阶段： 第一阶段是由骨架砂变成自由砂，这是导致出砂的必要条件； 对于出砂的该阶段来说，应力因素：如井眼压力(borehole pressure)、原地应力状态(in site stresses state)及岩石强度(rock strength)等是影响出砂的主要因素。 第二阶段是自由砂的运移。 要运移由于剪切破坏而形成的松散砂，液力因素是主要影响因素：如流速、渗透率(permeability)、粘度以及两相或三相流动的相对渗透率等的作用等。 生产过程中，只要满足以上两方面条件，油井就会出砂。 因此，对于具有一定胶结强度(cementation strength)的地层而言，要实现有效的防砂(sand control)，首先要防止地层发生破坏，即不让出砂的必要条件得到满足，这主要通过控制应力因素：如保持储层压力、减小生产压差(draw-down)等来实现。 但是，随着生产的进行，储层压力衰减，岩石强度降低都是必然要发生的，那么，岩石不可避免要发生破坏。这样，过程就由出砂的第一阶段过渡到第二阶段，这时主要通过控制流速来阻止自由砂的运移达到防砂(sand control)的目的，即控制产量（流速）。 同样，对于弱胶结和未胶结储层而言，出砂第一阶段的条件很容易满足，这样防砂(sand control)的关键在于不让出砂第二阶段所需要的条件得到满足，即可通过控制流速和生产压差来达到防砂的目的。 二、出砂的危害
基于ANSYS 的割缝筛管强度分析 王路超 徐兴平 （中国石油大学（华东）机电工程学院, 山东东营 257061） 摘要摘要：油层出砂是砂岩油藏开采过程中常见的问题之一。 随着割缝筛管在油田的完井防砂中得到了广防地应用，割缝筛管损坏问题也日益凸显。但对此进行的评估却相对很少。为此，本文以胜利油田中应用的筛管为例，利用ANSYS 软件对其进行受力分析，以期为筛管设计提供一定的理论参考，同时希望能起到抛砖引玉的作用。 关键字关键字：：完井防砂；割缝筛管；ANSYS ；强度分析 中图分类号：TE925+.3 Strength Analysis of Slotting Screen with ANSYS WANG Lu-chao XU Xing-ping (College of Mechanical and Electronic Engineer, China University of Petroleum (East China)， Dongying 257061，China) Abstract: Sand production in reservoir is one of common problems during the process of sandstone reservoir exploitation. Along with the wide application of slotting screens for completion and sand control in oil fields, the damage of slotting screen is ever-increasingly appear. However, assessments on this phenomenon are relatively less. Therefore, this paper takes screens used in ShengLi Oil Field as an example to conduct stress analysis with ANSYS in order to provide same theoretic references for screen design. Key words: completion and sand control; slotting screen; ansys; strength analysis 1 引言 油层出砂是疏松砂岩油藏开采过程中常见的问题之一。油层出砂不严重时，它的直接危害是形成砂堵，影响油井产量。同时，也会磨损抽油泵和抽油杆，增加清砂作业的工作量。油层出砂严重时，会堵塞油井致使油井停产，也可能使地层亏空，井壁坍塌，导致井下筛管或套管挤毁事故的发生。防砂可采用的完井方
射孔专业试题集 一）填空题： 1)电缆输送射孔过程中，司机下放上提电缆速度控制在6000 m/h以内，注意张 力的变化情况；油管输送校深过程中，GR下井仪起下速度控制在3000m/h之内，其测量速度控制在12 m/分钟之内。 2)射孔施工中，射孔层段温度在120 ℃以下，使用常温射孔器材；在120-160 ℃ 之间，使用普通高温射孔器材；在160-220 ℃之间使用超高温射孔器材。 3)一次或层发射率在50-85 %之间的，应按未发射孔数均匀布孔，进行补孔。 发射率低于50 %的，应按该次或层的应射孔数进行补射。可明显辨认的未发射井段在0.4 m以上时，应在未发射井段进行补孔。 4)防砂射孔技术中，增大射孔孔径目的是增大油气向井筒内的流入，孔径越大，流动面 积越大，油气流入井筒受到的阻力越小，再配合机械防砂、化学防砂达到防砂目的。 5)1in= 25.4 mm；1MPa= 145 psi；1000磅= 453.59 kg。 6)电缆头弱点的额定拉断值是由电缆强度决定的。 7)定位射孔就是在目的层附近选定一个套管接箍为施工深度的参照标准，该接箍称为标 准接箍，用磁性定位器测准该接箍的深度就等于定位了“目的层”的深度。 8)射孔测试联作是用油管或钻杆将射孔器、筛管、封隔器、压力记录仪和测试阀输送到 测试层段，使射孔器目的层，让封隔器膨胀坐封于测试层上部，将其他层段和环空压井液与测试层隔离开，然后由地面控制将测试阀打开。此时射孔层段环空通过筛管、测试阀与油管连通，与目的层之间建立了负压差。用环套内加压的方式引爆射孔器，地层内的流体通过筛管和测试阀流入油管内，直到地面器。
9)射孔测试联作采用电缆标记法校深时，测套标时要测量到本次射孔井段底界以下10 m 处，测量标准接箍位置应选在油层顶部以上80-90 m的位置。 10)国内外水平井完井方法一般有裸眼完井、割缝筛管完井和套管完井三种。套管完井必 须进行射孔施工才能达到采油，采气的目的。 11)电缆桥塞坐封工具由点火装置、动力装置、动力传导装置、坐封装置四部分组 成。 12)电缆桥塞施工中，火药未点燃，电缆上提速度不准大于1000 m/h，中途不准停 车，直至起到井口。 13)水平井射孔起下射孔管柱时，直井段每小时不应超过30 根油管，水平井段每小时 不应超过20 根，且速度均匀，防止溜墩射孔管柱。 14)硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓度的硫化氢气体有臭鸡蛋味味。其相 对密度为1.176，较空气重。硫化氢与空气混合，浓度达到4.3-46 %的范围内时，就形成一种爆炸混合物。当空气中的含量在0.001-0.002 %时,不会对人体造成危害,当空气中的含量> 0.002 %时,会对人体造成危害,当达到0.07 %时,2分钟内就致人死亡。 15)常规电缆输送射孔时，射孔马笼头每下井20 次更换拉力销一次；双复增效、114、140 等电缆输送射孔时，射孔马笼头每下井 2 次更换拉力销一次。 16)静密封“O”型圈具有单向密封的能力，动密封“O”型圈具有双向密封的能 力。 17)数字电路中，ROM是指只读存储器；A—D转换是指将模拟信号转换为数 字信号。 18)射孔枪胀径不应大于 5 mm，孔眼外翻毛刺高度不应大于 2.5 mm。
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。
一、割缝筛管 1. 微缝自洁缝管产品特点 1.1等离子割缝管的结构特点--复合（T 型）缝腔 新型复合缝腔石油割缝防砂筛管的结构为每条割缝从 管外至管内都是由依次连接的角度较小的梯形缝、过渡圆弧和 角度较大的梯形缝构成的。该筛管外层的角度较小的微梯形， 厚度为2～3 mm ，由于角度很小，降低了液流对缝口的磨损 速度，有效地提高筛管的使用寿命；管壁内层较大角度的梯形 缝可使缝腔保持畅通，并降低流体阻力。如图1所示。 1.2等离子割缝管缝腔特性—耐腐蚀耐磨性显著提高 高频、高温的等离子体焰在对筛管进行切割加工的同时，使复合水基工作液产生电离和热分解，电离和热分解的产物在高温和电场的作用下与被切割缝腔表面金属材料产生化学反应，同时被切割的缝腔表面还受到等离子体焰高频加热，两者使缝腔表面上形成了一层厚为0.1～0.2mm 的淬硬防腐层，该淬硬层的硬度是管体硬度的三倍以上，且由外至内是逐渐减小的，使淬硬层与管体的结合更加牢靠，如图2所示。缝腔表面的显微照片如图3所示，由图可知，在缝腔的表面形成了防腐淬硬层，在整个缝腔的表面上均匀的分布着一层硬的质点，可有效地提高缝的耐磨和耐蚀性。 该种切割工艺加工出的缝宽尺寸一致性好、精度高，有效的提高了缝的耐磨性和耐腐蚀性。 筛管的管 防腐淬硬层 图2 复合缝腔割缝筛管缝筋横剖面图 3 复合缝腔割缝筛管割缝表面的
1.3缝腔表面光滑 等离子切割缝的表面光滑、粗糙度低，可达Ra1.6 m ，比激光切割技术好的多。图4为等离子切割技术切割后缝的表面的显微镜照片，图5为激光切割技术切割后缝的表面的显微镜照片。 二、等离子割缝管类型规格、适用范围 2.1．衬管 （0.50 mm ～4.0 mm ）：等离子割缝衬管的规格见下表 该管适用于直井、斜井、水平井的：（1）割缝衬管完井（2）裸眼砾石充填完井（3） 套管砾石充填完井（4）管外封隔器衬管完井等。 2.2 防砂管（0.15 mm ～0.50 mm ）：等离子割缝防砂管的规格见下表 该管适用于直井、斜井、水平井的：（1）割缝衬管完井（2）裸眼砾石充填完井（3）套管砾石充填完井（4）管外封隔器衬管完井等。其规格见下表。 图4复合型腔割缝筛管割缝表面的显微照片 图5 激光切割筛管割缝割缝表面的显微照
绕丝筛管砾石充填防砂 砾石充填（gravel pack）防砂是应用最早，也是应用最广泛的机械防砂方法。常用的砾石充填方式有两种：一是用于裸眼完井的裸眼砾石充填；二是用于射孔完井的套管内砾石充填。裸眼砾石充填的渗滤面积大，砾石层厚，防砂效果好，有效期长，对油层产能影响小。常用于油井先期防砂，工艺较复杂，且对油层结构要求具有一定强度，对油层条件要求高(如厚度大、无气、水夹层的单一油层)。其它情况则采用套管射孔完井后，再进行套管内砾石充填。 砾石充填防砂的施工设计应符合三条基本原则：一是注重防砂效果，正确选用防砂方法，合理设计工艺参数和工艺步骤，以达到阻止油层出砂的目的；二是采用先进的工艺技术，最大限度地减少其对油井产能的影响；三是注重综合经济效益，提高设计质量和施工成功率，降低成本。防砂设计要形成一套完整的程序，有利于方案的系统化和规范化，从而提高施工设计的质量。一般程序为：充填方式选择－>地层预处理设计－>砾石设计－>防砂管柱设计－>携砂液设计－>施工工 艺设计。 1) 充填方式选择 根据防砂油层、油井的特点和设计原则，结合完井类型选择合适的砾石充填方式。2）地层预处理设计 根据油层砂样分析化验的结果和防砂井的具体情况，确定酸化解堵和粘土稳定处理等措施，同时考虑防乳化、防止新生沉淀等问题。这一步对于提高施工成功率、保证油井产能有着重要的意义。 3）砾石设计 砾石设计主要包括确定砾石尺寸、砾石质量控制和砾石用量。 （l）砾石尺寸选择 通过筛析实验取得防砂井油层砂样粒度中值d50后，根据计算公式求得所需用的砾石尺寸，即砾石的粒度中值D50。目前普遍采用Saucier公式 D50＝(5～6) d50 该公式是在大量实验基础上得到的，实验测得的砾／砂粒径比与渗透率的关系曲线如图8－6所示。图8－7为砾石挡砂机理示意图，图中(a)表示D50／d50＜6时，砾石与油层砂界面清楚，砾石挡住了油层砂，油气井无砂生产；图中(b)表示6 ＜D50／d50＜14时，油层砂部分侵入砾石充填层，造成砾／砂互混，砾石区渗透率下降，尽管油气井不出砂，但产量下降；图中(c)表示D50／d50＞14时，油层砂可以自由通过砾石充填层，防砂无效。 （2）砾石质量 为满足防砂工艺要求，对砾石的质量要求主要有：砂砾粒度均匀；圆度、球度好；在标准的土酸中的溶解度小于1%；砾石试样在水中搅拌后其浊度不大于50度；显微镜观察没有发现两个或两个以上颗粒结晶块；满足抗破碎试验要求。（3）充填砾石用量 砾石充填防砂所用的砾石数量要根据充填部位的体积来确定。为了保证施工质量，设计用量时要考虑足够的附加量以提高其防砂效果。 4）防砂管柱设计 防砂施工管柱通常包括充填工具、生产筛管、信号筛管、光管、扶正器等。（1）绕丝筛管
*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：
管道摩阻损失的计算公式 根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005第6.3.4条规定，后张法构件张拉时，由于钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失按下式计算： ()1[1]kx L con e μθσσ-=-＋ 式中 1L σ——由于摩擦引起的应力损失(MPa)； con σ——钢筋(锚下)控制应力(MPa)； θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和(rad)； x ——从张拉端至计算截面的管道长度(m)； μ——钢筋与管道之间的摩擦系数； k ——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。 根据公式推导k 和μ计算公式，设主动端压力传感器测试值为P 1,被动端为P 2，此时管道长度为l , θ为管道全长的曲线包角，考虑公式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得： )(1 )(1 21kl e P P P ＋μθ--=- 即： )(12 kl e P P ＋μθ-= 两边取对数可得： )/ln(12P P kl -=+μθ 令 )/ln(12P P y -=, 则 y kl ＝+μθ 由此，对不同管道的测量可得一系列方程式： 111y kl ＝+μθ 即 0111=-+y kl μθ 222y kl ＝+μθ 即 0222=-+y kl μθ n n n y kl ＝+μθ 即 0=-+n n n y kl μθ
由于测试存在误差，上式右边不会为零，假设 1111F ＝Δy kl -+μθ 2222F ＝Δy kl -+μθ n n n n y kl F ＝Δ-+μθ 则利用最小二乘法原理，同时令21)(i n i F q ΔΣ==有： 2121)()(i i n i i i n i y kl F q -+==∑==μθΔΣ 当 00=??=??k q q μ (3-5) 时，21)(i n i F ΔΣ=取得最小值。 可得： 01121111 2 =-+=-+∑∑∑∑∑∑======n i i i n i i n i i i n i i i n i i i n i i l y l k l y l k θμθθθμ 式中：i y 为第i 管道对应的))/ln((12P P -值，i l 为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线长度(m)，i θ为第i 个管道对应的预应力筋空间曲线包角(rad)，n 为实测的管道数目，且不同线形的预应力筋数目不小于2。解方程组得k 及μ值。