【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气田开发水力压裂
,具体涉及一种支撑剂有效沉降粒径的 测量方法。
技术介绍
水力压裂技术自20世纪30年代诞生以来推动了石油工业的快速发展。在水力压 裂设计过程中,支撑剂的沉降规律始终是石油工作者研究的主要问题之一,它直接决定裂 缝中砂堤的展布形态,影响压裂施工效果。准确计算支撑剂沉降速度,精确预测裂缝中砂堤 展布形态,对压裂设计和压后产能分析具有重要的意义。近年来,随着全球能源需求的增加 以及常规油气资源产量的大幅降低,世界能源结构发生了巨大变化,页岩气、页岩油以及致 密油气等非常规油气藏成为开发热点。与常规油气藏相比,该类储层渗透率极低,通常需要 进行水平井+滑溜水压裂技术,而由于滑溜水的低粘度,支撑剂在其中的沉降行为更加显 著,使得精确计算支撑剂在滑溜水压裂液中的沉降速度显得尤为重要。 在水力压裂过程中,支撑剂的沉降速度受压裂液性质、裂缝壁面、浓度以及颗粒形 状等多重因素影响,其中支撑剂的不规则性是主要影响因素之一。针对非球形颗粒的沉降 速度,通常引入表征颗粒不规则性的形状因子进行修正。Wadell提出了球形度的概念,它 表征了与固体颗粒等体积球的表面积与固体颗粒表面积的比值,然而对于规则程度较差的 颗粒,其表面积难以精确计算。Corey和Krumbein分别提出了形状系数和Krumbein球形 度的概念,该两种方法需要测量不规则颗粒三维方向上的轴径,对于小颗粒这显然是很难 做到的。佐藤博引入固体颗粒等价球直径,提出了面积指数的概念,虽然随着高精度电子天 平的出现,不规则颗粒等价球直径相对容 ...
【技术保护点】
一种支撑剂有效沉降粒径的测量方法,步骤如下:S1、测定支撑剂颗粒在流体中的自由沉降速度v;S2、给出一支撑剂颗粒有效沉降粒径初值,输入相应的各参数值,计算支撑剂雷诺数;当流体为牛顿流体时,雷诺数按公式(1)计算,Rep0=ρlvde0μ---(1)]]>当流体为幂律流体时,雷诺数按公式(2)计算,Rep0=ρlv2-nde02K---(2)]]>当流体为粘弹性流体时,雷诺数按公式(3)计算,Rep0=ρlv2-nde02K---(3)]]>公式(1)~(3)中,Rep0表示支撑剂雷诺数,ρl表示流体密度,v表示支撑剂自由沉降速度,de0表示支撑剂有效沉降粒径初值,μ表示流体粘度,K表示流体稠度系数,n表示流体流性指数;S3、当流体为牛顿流体时,根据步骤S2得到的Rep0判断流动类型并根据公式(4a)或(4b)计算支撑剂有效沉降粒径de,当Rep0≤1则de=1.3553μ0.5v0.5(ρp‑ρl)‑0.5 (4a)当1<Rep0≤500,则de=1.2427μ0.375v0.875ρl0.25(ρp-ρl) ...
【技术特征摘要】
1. 一种支撑剂有效沉降粒径的测量方法,步骤如下: Si、测定支撑剂颗粒在流体中的自由沉降速度V ; s2、给出一支撑剂颗粒有效沉降粒径初值,输入相应的各参数值,计算支撑剂雷诺数; 当流体为牛顿流体时,雷诺数按公式(1)计算,(1) 当流体为幂律流体时,雷诺数按公式(2)计算,(2) 当流体为粘弹性流体时,雷诺数按公式(3)计算, (3) 公式U)?(3)甲,Rep(l表不支撑剂雷诺数,Pi表不流体密度,v表不支撑剂自由沉降 速度,de(l表示支撑剂有效沉降粒径初值,μ表示流体粘度,K表示流体稠度系数,η表示流 体流性指数; S3、当流体为牛顿流体时,根据步骤S2得到的Rep(l判断流动类型并根据公式(4a)或 (4b)计算支撑剂有效沉降粒径4,当流体为幂律流体时,根据公式(5)计算(5) 然后根据公式(6)求Rep,(6) 公式(6)中,X表示修正系数,根据步骤S2得到的Rep(l判断流动类型并按公式(7a)、 (7b)或(7c)计算得到X,(7c); 进而根据公式(2)反求支撑剂有效沉降粒径4 ;当流体为粘弹性流体时,根据公式(8)计算(8) (9; 公式(9)中,X表示修正系数,根据步骤S2得到的Rep(l判断流动类型并按公式(7a)、 (7b)或(7c)计算得到X %表示韦森伯格数,按公式(10)计算得到,(10) 进而根据公式(3)反求支撑剂有效沉降粒径4 ; 公式(4a) A4b)?(10)中,de表示支撑剂有效沉降粒径,deQ表示支撑剂有效沉降粒径 初值,μ表示流体粘度,v表示支撑剂自由沉降...
【专利技术属性】
技术研发人员:张国栋,李明忠,谢建勇,石彦,李吉斌,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东;37
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