裸眼水平井分段压裂施工中井口压力预测
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工排 量 ，１ Ｔ Ｉ 。 ／ ｓ 。
， 一１ ． ２ ７ ３ ２ ￣Ｄ Ｑ － － ￣； Ｉ Ｄ 为 密度 ， ｋ ｇ ／ ｍ３ ； 为 流体黏 度 ，ｍＰ ａ・ ｓ ； Ｑ为 施
采用 上述 清水 摩 阻计 算 式 得 出 的清 水 摩 阻 具 有 很 好 的 “ 稳定性” ，与实 测 比较 相 符 ，最 大 误 差 只
一
，
近年 来 已在 国内外得 到 推广应 用 。
对 裸 眼水平 井分 段 压裂技 术 而言 ，多级 球 座施工 管 柱沿程 摩 阻值 的准 确性 直接 影响 到压 裂工 艺的设
计 ，是确 定井底 压 力 的必要 数据 ，也 是影 响压 裂施 工成 败 的主要 因素 。在 目前 水平 井 多级压 裂 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 。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 。为解 决 目前关 于裸 眼水 平井 分段 压 裂摩 阻计 算方 法误 差较 大 的问题 ，笔 者 以降 阻 比法 为基 础 ，分 别对清 水 、有 机硼 交 联 ＨＰ Ｇ压 裂 液 （ 羧 甲基 羟丙 基瓜 尔胶 压裂 液 ） 、携砂 液 沿程管 路 摩阻计 算方 法进 行 了分析 ，并 以此 为基 础 预 测 了裸 眼 水 平 井分 段 压
长江大学学报 （ 自科 版 ） ２ ０ １ ４ 年３ 月号石油中旬刊 第 ｌ １ 卷 第８ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｝ Ｍａ ｒ ． ２ Ｏ １ ４ ．Ｖ ｏ １ ． １ １ Ｎ ｏ ． ８
用 结 果 表 明 ，裸 眼 水平 井 分 段 压 裂 摩 阻分 析 软 件 计 算 结 果 与 实 际 施 工 相 符 ，可 为 裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 优
化提 供 依 据 ； 该 软 件 不 仅 适 用 于 裸 眼水 平 井 ，也 可 用 于 常规 水 平 井 的 施 工 摩 阻 分 析 计 算 。
［ 关 键 词 ］ 裸 眼水 平 井 ；分 段压 裂 ； 摩 阻 ［ 中图分类号］Ｔ Ｅ ２ ４ ３ ． １ ［ 文 献标 志 码 ］ Ａ ［ 文章编号］１ ６ ７ ３—１ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ４ ）０ ８— ０ ０ ９ ８ —０ ３
裸 服水 平井 分段 压 裂完井 技术 对储 层伤 害小 ，可以 使裸 眼井段 产生 多 条人工 裂缝 ，改善 产层 渗流 条 件 ，增 加产 层泄 油 面积 ，能够 更 大程 度地提 高单 井 产量 ，是开 发低 压 、低 渗透油 气 藏 的重 要 增产措 施 之
一
０． ０ ４６ Ｒｅ
（ ３）
［ 收 稿 日期 ］２ Ｏ ｌ ３—１ ２—２ ０ ［ 收稿 日期 ］ 湖 北 省 自然 科 学 基 金 项 目 （ ２ ０ １ ３ Ｃ Ｆ Ｂ ９ ７ ） 。 ［ 作 者 简介 ］刘 依 达 （ １ ９ ９ ０一 ） ，男 ，助 理 工 程 师 ，硕 士 生 ，现 主 要 从 事 油 田 地 质 开发 方面 的研 究 工 作 。
裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 施 工 中 井 口压 力 预 测
刘 依 达（
喾 主
；
。 。 ）
［ 摘 要］ 裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 技 术 已 成 为提 高低 渗透 油 气 藏 开 发 效 果 的 重 要 措 施 之 一 ， 已在 国 内外 油 田得
到 广 泛 运 用 。 为解 决 目前 关 于 裸 眼水 平 井 分 段 压 裂 摩 阻 计 算 方 法 误 差 较 大 的 问题 ， 以 降 阻 比 法 为 基 础 ， 分 别 对 清 水 、 有机 硼 交 联 ＨＰ Ｇ 压 裂 液 、携 砂 液 沿 程 管 路 摩 阻计 算 方 法进 行 了分 析 ， 得 到 了裸 眼 水 平 井 分 段压 裂 施 工 中进 口压 力 预 测 公 式 ，并 采 用 ＶＢ语 言 编 写 了裸 眼水 平 井 分 段 压 裂 管柱 摩 阻 分 析 软 件 。 实 际 应
一 一
ｚ 厂 嚣
式 巾， 为摩 阻 系数 ，ＭＰ ａ ／ ｍ； ＿ ， 为 范宁摩 阻 阻 系数 。ＭＰ ａ ／ ｍ； 为管 内流体 的流 速 ，ｍ／ ｓ ； Ｄ 为施 工 油 管 内径 ，ｉ ｉ ｌ ｍ；ｇ为重 力加 速度 ，ｍ／ ｓ ； Ｌ为 管柱 下深 ，ｍ。
又：
裂 施 工 中 口压 力 。
１ 摩 阻 计 算
１ ． １ 清 水摩 阻 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。 计 算
公式为：
△Ｐ砂 一 △Ｐ 清 （ １）
式中， 为降 阻 比 ； △ Ｐ砂为携砂 液沿 程摩 阻 ，ＭＰ ａ ； △ Ｐ清 为 清水 沿程 摩 阻 ，ＭＰ ａ 。 由式 （ １ ） 可知 ，降 阻 比法要求 计 算清 水 的摩阻 ，且 其值 的准 确程 度对 压 裂液摩 阻计 算有 较 大影 响 。 清水 的管柱 沿程 摩 阻采用 经典 流体 力学 公式 ：
第１ １ 卷 第 ８期
刘依 达 ：裸 眼 水平 井 分 段 压 裂施 工 中 井 口 压 力 预 测
代入 式 （ ２ ）并 转换 单位 ，得 出清水 摩 阻的计 算式 为 ：
ＡＰ清 ＝ １ ． ３ ８ ５× １ ０ 。 Ｄ Ｑ ・ 。 Ｌ （ ４ ）
式中 ， Ｒ ｅ为 流体 雷诺数 ， ｅ 一 Ｒ
为 ３ ． ４ ［ 。 １ ． ２ 携 砂 液 沿 程 摩 阻
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 、交联 特性 ２方 面 的影 响 。 目前 国内所用 ＨＰ Ｇ压 裂液体 系在 这 ２方 面都 与 国外存 在着 较 大 的差 异 。因此 ，认 为计算摩 阻值与实 测摩 阻值 误差 较大 的主要原 因在 于计 算 降阻 比与 目前所 用 ＨＰ Ｇ 压 裂液 体系 实际 降阻 能力不 符 。为此 ，对公 式进 行 了修正 ，得 出适 用 于 目前 国 内所 用 ＨＰ Ｇ 压 裂 液体 系 在
， 一１ ． ２ ７ ３ ２ ￣Ｄ Ｑ － － ￣； Ｉ Ｄ 为 密度 ， ｋ ｇ ／ ｍ３ ； 为 流体黏 度 ，ｍＰ ａ・ ｓ ； Ｑ为 施
采用 上述 清水 摩 阻计 算 式 得 出 的清 水 摩 阻 具 有 很 好 的 “ 稳定性” ，与实 测 比较 相 符 ，最 大 误 差 只
一
，
近年 来 已在 国内外得 到 推广应 用 。
对 裸 眼水平 井分 段 压裂技 术 而言 ，多级 球 座施工 管 柱沿程 摩 阻值 的准 确性 直接 影响 到压 裂工 艺的设
计 ，是确 定井底 压 力 的必要 数据 ，也 是影 响压 裂施 工成 败 的主要 因素 。在 目前 水平 井 多级压 裂 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 。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 。为解 决 目前关 于裸 眼水 平井 分段 压 裂摩 阻计 算方 法误 差较 大 的问题 ，笔 者 以降 阻 比法 为基 础 ，分 别对清 水 、有 机硼 交 联 ＨＰ Ｇ压 裂 液 （ 羧 甲基 羟丙 基瓜 尔胶 压裂 液 ） 、携砂 液 沿程管 路 摩阻计 算方 法进 行 了分析 ，并 以此 为基 础 预 测 了裸 眼 水 平 井分 段 压
长江大学学报 （ 自科 版 ） ２ ０ １ ４ 年３ 月号石油中旬刊 第 ｌ １ 卷 第８ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｝ Ｍａ ｒ ． ２ Ｏ １ ４ ．Ｖ ｏ １ ． １ １ Ｎ ｏ ． ８
用 结 果 表 明 ，裸 眼 水平 井 分 段 压 裂 摩 阻分 析 软 件 计 算 结 果 与 实 际 施 工 相 符 ，可 为 裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 优
化提 供 依 据 ； 该 软 件 不 仅 适 用 于 裸 眼水 平 井 ，也 可 用 于 常规 水 平 井 的 施 工 摩 阻 分 析 计 算 。
［ 关 键 词 ］ 裸 眼水 平 井 ；分 段压 裂 ； 摩 阻 ［ 中图分类号］Ｔ Ｅ ２ ４ ３ ． １ ［ 文 献标 志 码 ］ Ａ ［ 文章编号］１ ６ ７ ３—１ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ４ ）０ ８— ０ ０ ９ ８ —０ ３
裸 服水 平井 分段 压 裂完井 技术 对储 层伤 害小 ，可以 使裸 眼井段 产生 多 条人工 裂缝 ，改善 产层 渗流 条 件 ，增 加产 层泄 油 面积 ，能够 更 大程 度地提 高单 井 产量 ，是开 发低 压 、低 渗透油 气 藏 的重 要 增产措 施 之
一
０． ０ ４６ Ｒｅ
（ ３）
［ 收 稿 日期 ］２ Ｏ ｌ ３—１ ２—２ ０ ［ 收稿 日期 ］ 湖 北 省 自然 科 学 基 金 项 目 （ ２ ０ １ ３ Ｃ Ｆ Ｂ ９ ７ ） 。 ［ 作 者 简介 ］刘 依 达 （ １ ９ ９ ０一 ） ，男 ，助 理 工 程 师 ，硕 士 生 ，现 主 要 从 事 油 田 地 质 开发 方面 的研 究 工 作 。
裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 施 工 中 井 口压 力 预 测
刘 依 达（
喾 主
；
。 。 ）
［ 摘 要］ 裸 眼 水 平 井 分 段 压 裂 技 术 已 成 为提 高低 渗透 油 气 藏 开 发 效 果 的 重 要 措 施 之 一 ， 已在 国 内外 油 田得
到 广 泛 运 用 。 为解 决 目前 关 于 裸 眼水 平 井 分 段 压 裂 摩 阻 计 算 方 法 误 差 较 大 的 问题 ， 以 降 阻 比 法 为 基 础 ， 分 别 对 清 水 、 有机 硼 交 联 ＨＰ Ｇ 压 裂 液 、携 砂 液 沿 程 管 路 摩 阻计 算 方 法进 行 了分 析 ， 得 到 了裸 眼 水 平 井 分 段压 裂 施 工 中进 口压 力 预 测 公 式 ，并 采 用 ＶＢ语 言 编 写 了裸 眼水 平 井 分 段 压 裂 管柱 摩 阻 分 析 软 件 。 实 际 应
一 一
ｚ 厂 嚣
式 巾， 为摩 阻 系数 ，ＭＰ ａ ／ ｍ； ＿ ， 为 范宁摩 阻 阻 系数 。ＭＰ ａ ／ ｍ； 为管 内流体 的流 速 ，ｍ／ ｓ ； Ｄ 为施 工 油 管 内径 ，ｉ ｉ ｌ ｍ；ｇ为重 力加 速度 ，ｍ／ ｓ ； Ｌ为 管柱 下深 ，ｍ。
又：
裂 施 工 中 口压 力 。
１ 摩 阻 计 算
１ ． １ 清 水摩 阻 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。 计 算
公式为：
△Ｐ砂 一 △Ｐ 清 （ １）
式中， 为降 阻 比 ； △ Ｐ砂为携砂 液沿 程摩 阻 ，ＭＰ ａ ； △ Ｐ清 为 清水 沿程 摩 阻 ，ＭＰ ａ 。 由式 （ １ ） 可知 ，降 阻 比法要求 计 算清 水 的摩阻 ，且 其值 的准 确程 度对 压 裂液摩 阻计 算有 较 大影 响 。 清水 的管柱 沿程 摩 阻采用 经典 流体 力学 公式 ：
第１ １ 卷 第 ８期
刘依 达 ：裸 眼 水平 井 分 段 压 裂施 工 中 井 口 压 力 预 测
代入 式 （ ２ ）并 转换 单位 ，得 出清水 摩 阻的计 算式 为 ：
ＡＰ清 ＝ １ ． ３ ８ ５× １ ０ 。 Ｄ Ｑ ・ 。 Ｌ （ ４ ）
式中 ， Ｒ ｅ为 流体 雷诺数 ， ｅ 一 Ｒ
为 ３ ． ４ ［ 。 １ ． ２ 携 砂 液 沿 程 摩 阻
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 、交联 特性 ２方 面 的影 响 。 目前 国内所用 ＨＰ Ｇ压 裂液体 系在 这 ２方 面都 与 国外存 在着 较 大 的差 异 。因此 ，认 为计算摩 阻值与实 测摩 阻值 误差 较大 的主要原 因在 于计 算 降阻 比与 目前所 用 ＨＰ Ｇ 压 裂液 体系 实际 降阻 能力不 符 。为此 ，对公 式进 行 了修正 ，得 出适 用 于 目前 国 内所 用 ＨＰ Ｇ 压 裂 液体 系 在
