一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法技术

本发明专利技术涉及水力压裂工艺中流体摩阻测试方法，具体涉及一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法。一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法，包含以下三个步骤：(1)建立各支管间的流量、管径和摩阻系数的关系式；(2)初值求解；(3)并联管路下各支路管参数的终值求解，此过程用matlab编程计算。本发明专利技术具有三大优势：1.将理论公式推导与室内实验测试相结合，采用并联管路差压相等的方法，求解两条并联管路的分配排量，室内测试其中一条支路在模拟排量下的摩阻，即可得到另一条支路的管流摩阻；2.相比现有剪切速率相等、流速相等及雷诺数相似等常规方法准确性高，更便捷；3.较现有的流速相等摩阻预测准确度提高50％以上，误差控制在10％以内。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法
本专利技术涉及水力压裂工艺中流体摩阻测试方法，具体涉及一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法。
技术介绍
近年来国际石油能源格局不断调整，非常规能源已成为能源接替的重要资源，致密油气、页岩油气的开采对国内能源结构的转变带来新的发展方向，但是针对非均质储层的非常规能源，常规压裂技术无法满足开采要求，必须寻求新的开发方式来动用可采资源储量。体积压裂是随着非常规油气开采伴随而来的，主要是针对页岩油气、致密油气等非常规储层提出的有效开采方式，体积压裂是凭借地面泵效高对储层形成空间网状裂缝的开采技术，该压裂技术具有用液量多、施工排量高、开采规模大的特点，通过该技术的实施，动用了低渗透储层，解放了“无油”区域，实现了原油产量的大幅提升。在体积压裂过程中施工排量一般为8-15m3/min，施工规模较大，对井口及管柱等设备的要求较高，同时流体摩阻对施工压力也有较大的影响，为了实现体积压裂降压增注的目的，压裂流体选用滑溜水作为主要压裂液用来降低施工压力，进而提高施工排量，增加储层改造规模，截止目前现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法，其特征在于：包含以下三个步骤：/n(1)建立各支管间的流量、管径和摩阻系数的关系式；/n因为并联管路在入口分流处及出口合流的势能值是唯一的，按照化工原理并联管路各支路损失势能相等的原则，即：/nh

【技术特征摘要】
1.一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法，其特征在于：包含以下三个步骤：
(1)建立各支管间的流量、管径和摩阻系数的关系式；
因为并联管路在入口分流处及出口合流的势能值是唯一的，按照化工原理并联管路各支路损失势能相等的原则，即：
hf1＝hf2
根据达西摩阻公式，管柱中的流动阻力损失可按下式计算：



因各支管流速vi不相同，而将该流速的计算方式代入上式经整理得：



由此式可以计算出各支管中的流量分配，即：



设定即



此关系式为并联管路中两支管分配流量qv1和qv2与总流量qv总，各支管内径D1和D2，摩阻系数λ1和λ2的关系式。
(2)初值求解
为了进行后续迭代计算，需要求解出各种初值，已知并联总排量为qv总，1#管内径为D1、粗糙度为ε1、测试管长为l1，流体密度ρ1，流体粘度μ1；2#管内径为D2、粗糙度为ε2、测试管长为l2，流体密度ρ2，流体粘度μ2；
将两支管粗糙度ε和管径D带入摩阻系数公式：求得两支管的λ1-1和λ2-1，随后将总排量为qv总，1号管内径为D1、摩阻系数为λ1-1、测试管长为l1，2号管内径为D2、摩阻系数为λ2-1、测试管长为l2带入(1)中关系式1，求得两支管分配流量qv1和qv2，再利用公式求得两支管流速v1和v2，最后利用公式求得支管中流体流动雷诺数Re1和Re2；
此初值求解部分得到了后续迭代计算所需要的初值，包含将λ1-1、λ2-1、Re1、Re2、ε1、ε2、D1和D2。
(3)并联管路下各支路管参数的终值求解，此过程可以用matlab编程计算
①首先利用粗糙圆管的紊流运动模型C.F.科尔布鲁克公式计算现场施工条件下的清水摩阻系数：



将关系式2进行简化求解出摩阻系数λ，



②...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋三，杨洪，吴金桥，段玉秀，朱容婷，任婷，高志亮，郭庆，罗攀，刘安邦，穆景福，刘飞，杨博，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61