蘇里格氣田壓裂后放噴油嘴尺寸最佳的論1

蘇里格氣田壓裂后放噴油嘴尺寸最佳的論述（摘要）在蘇里格氣田壓裂中，為了盡量減少壓裂液濾液對(duì)儲(chǔ)層的傷害和提高支撐劑在儲(chǔ)層的支撐效率，尤其在裂縫更多向下延伸的情況下，往往采取裂縫中的支撐劑快速沉降，裂縫強(qiáng)制閉合技術(shù)。我們用合理的油嘴尺寸返排，可使裂縫盡快閉合，又不至于過(guò)多的翻土支撐劑，使壓裂達(dá)到最佳效果。（前言）氣井優(yōu)雅列后放噴排液，根據(jù)不同的儲(chǔ)層情況，壓裂數(shù)據(jù)、井口壓力大小、流體形態(tài)，選擇不同的油嘴尺寸和間隙放噴時(shí)間，直接影響到放噴速度，儲(chǔ)層的二次傷害，支撐劑在儲(chǔ)層內(nèi)支撐效果。從而影響到生產(chǎn)的進(jìn)度，該井的造價(jià)，產(chǎn)量的，天然氣的浪費(fèi)的影響。這篇文章是根據(jù)我的個(gè)人放噴經(jīng)驗(yàn)和理論結(jié)合，望大家放噴時(shí)根據(jù)參考，能得到有用的地方。蘇里格氣田為低壓低滲透儲(chǔ)層，采取壓裂技術(shù)往儲(chǔ)層加入支撐劑。但地層壓力低，地層壓力不足以把井底的液體排出，其P井底〈P夜筒，所以壓裂時(shí)要拌入氮?dú)庖黄饓喝?，協(xié)助地層壓力把液體排出，其7井底=P也層+P氣〉P夜筒。（其他壓力可忽略不計(jì)），把天然氣和氮?dú)舛紴闅怏w。在放噴表面的變化（井口壓力和出口排量）和地層動(dòng)態(tài)我把它分為不同的階段：1、穩(wěn)定地層；2、強(qiáng)制閉合；3、快速返排；4、間隙放噴。一、穩(wěn)定底層壓裂后，壓入儲(chǔ)層的支撐劑處于非常不穩(wěn)定狀態(tài)，有大量的支撐劑在壓裂液中懸浮著不很好的沉降，處于不穩(wěn)固階段。為了使支撐劑回流量減少，提高壓裂效率，停留關(guān)井30-40分鐘，使儲(chǔ)層穩(wěn)定，支撐劑沉降加以穩(wěn)固。然后，開(kāi)

井返排強(qiáng)制閉合地層。二、強(qiáng)制閉合在蘇里格氣田壓裂中，為了盡量減少壓裂液濾液對(duì)儲(chǔ)層的傷害和提高支撐劑在儲(chǔ)層的支撐效率，尤其在裂縫更多向下延伸的情況下，往往采取裂縫中的支撐劑快速沉降，裂縫強(qiáng)制閉合技術(shù)。我們用合理的油嘴尺寸返排，可使裂縫盡快閉合，又不至于過(guò)多的返吐支撐劑，使壓裂達(dá)到最佳效果，我們必須考慮的造封的閉合時(shí)間、沉降距和支撐劑的回流量。1、強(qiáng)制閉合地層是用油嘴控制壓入地層壓裂液的排量。裂縫閉合時(shí)間的計(jì)有體積平衡原理可得停泵使得造縫半徑長(zhǎng)L的計(jì)算：PQtp2J元'm2J元'mr(m)chJt-t 兀 +2hs+_HW(m+0.5)r(m+0.5)p4Piim3..：Qm3..：Q為壓裂施工排量； minm/.C：綜合濾失系數(shù)，丿minh：為壓裂層的有效厚度；mSp:為壓裂液初濾失量；"/m2「：為伽馬函數(shù)「：為伽馬函數(shù)p:為壓裂施工時(shí)間minm為裂縫延伸規(guī)律的一個(gè)系數(shù)m為裂縫延伸規(guī)律的一個(gè)系數(shù)iH為水力裂縫咼度，m再求出支撐縫寬：4VPrWPrProProPKN模式ProPKN模式ProHLProKGDProHLProKGD模式側(cè)裂縫閉合時(shí)閉合在支撐劑上的壓力：E'Pro 2HPso'cWEo'cWE'rsPro2LPrt當(dāng)P二5C-Ph時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為cE'為平面應(yīng)變模量，Mpa卩E'為平面應(yīng)變模量，Mpa卩s為縫中平均壓力于井底壓力的比值，無(wú)因次o為最小水平主應(yīng)力MpacO'為閉合在支撐劑上的平均應(yīng)力，Mpac綜合上市的計(jì)算結(jié)果，：就是裂縫的閉合時(shí)間，有了裂縫閉合時(shí)間，就可以計(jì)算支撐劑的沉降距。2、 支撐劑沉降距為確定最佳的放噴油嘴尺寸，而盡可能阻止支撐劑回流出地層的前提下，加速裂縫的閉合進(jìn)度，因此考慮沉降距，使沉降距低于裂縫上延的距離。l<Hdu103pUDRe=求ld需先求s p p

由諾沃特尼公式得：103D1.44（p-p由諾沃特尼公式得：103D1.44（p-p）gU=P5.5 pS pi 18卩Re<22.034x104Di.44（p-p）0.71VU=P3.5 pS P1 p0.29 0.432<Re<500,U=1.74P2i'g（ps-p）DIRe>500P1 p得出沉降的速度，閉合時(shí)間為tc，可求知沉降距l(xiāng)d，如果求出Up則Ut<HpcuDp為支撐劑的平均半徑，m ps為支撐劑的視密度kg/m3u 卩P為支撐劑的沉降平均速度m/s 為壓裂返排液的粘度，Mpa'sP1為任意時(shí)刻砂液混合物液體中占據(jù)的比例，小數(shù)p為壓裂液的密度kg/m3 Hu為裂縫從油層頂部上延的距離，mRe為流體流動(dòng)中慣性力與粘性力比值的量度假設(shè)回流的砂液的比例于剛停泵時(shí)比例相等，而縫內(nèi)砂液混合物的比例PL,就是取停泵后到裂縫閉合時(shí)間的一半時(shí)的Pc平均值，則t=丁2?；亓鞯闹蝿┝縑fb（1-Vfb（1-PLp6x1010兀R4（P-0.1）8^7dtp為剛停泵時(shí)砂液混合物液體中占據(jù)的比例，小數(shù)P壓裂后放噴時(shí)的井口壓力1pl為油嘴的長(zhǎng)度m 卩為壓裂液返排的液的粘度Mpa's如果油嘴過(guò)大，閉合時(shí)間較短，支撐劑的回流量增加，最大沉降距就不能很好的沉降，其影響壓裂最終效果。如果油嘴太小，閉合時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，最大沉降距，就是縫高向下延伸的距離。因支撐劑沉降到縫底后就會(huì)停止沉降。三、快速返排為了達(dá)到壓裂最佳效率，在這個(gè)時(shí)期可以選用比較大些油嘴尺寸，但也得考慮到儲(chǔ)層的氣體從儲(chǔ)層流出的流量是有限的，那我們就根據(jù)Turner提出的，氣體排液后最小氣體流量是能使上升氣流中存在的最大液滴向上移動(dòng)的流量：C(67-p)0.25V二1 gg (p)0.5g則氣體最小流量為Qmin3.06PV(0.25DE2“)= gTZPg為氣體的密千克/米3 DE為油管直徑米P為出口壓力Mpa T為溫度RZ為綜合系數(shù)例如（附件1）蘇11-25-62井氣體流量過(guò)大，速度則快，液體沒(méi)有氣體快，達(dá)到一個(gè)極限，液體在井筒內(nèi)積多，至把井壓死。在快速返排時(shí)選用的油嘴過(guò)大，到井底壓力低于井筒液體壓力，支撐劑的沉降距小，支撐劑回流量多，建立的空隙喉道少，滲透率小，而產(chǎn)量大大減少。四、間隙放噴隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，由于深入地層遠(yuǎn)處的液體向油管聚集速度小于氣體，地層中氣液滲透的相對(duì)比較快的多，進(jìn)入井筒的氣大大多于液體，返排液量減少出氣量增大，排液效率降低，則應(yīng)關(guān)井恢復(fù)，采取間開(kāi)工作制度，此時(shí)可關(guān)井恢復(fù)底層能量。當(dāng)井口壓力上升較慢時(shí)，說(shuō)明表壓加液柱壓力已接近井底壓力地層流向井底的液體很少，這時(shí)應(yīng)進(jìn)行第二次開(kāi)井放噴，一般關(guān)井時(shí)間在2小時(shí)左右，開(kāi)井時(shí)間我們可以根據(jù)井口壓力，可求出流量。先求井筒的液量，井口壓力有了。P=P=hg+hg+PRslLLggwf

h=D一hgLD、 gL、gg、Pwf是已知的。出口流量：t6V=Itx1010兀R4(P-°-1)dtout08plPR為平均地層壓力MpaPsl為井底流壓MpagL為液體壓力梯度Mpa/mhLsl為井底流壓MpagL為液體壓力梯度Mpa/mhL液柱高度mg為天然氣梯度Mpa/mhg為為氣柱高度mPwf為井口壓力MpaD為到射孔段的深度mR為油嘴的半徑m卩為壓裂液返排的液的粘度Mpa-sl為油嘴的長(zhǎng)度m這時(shí)可求出所用時(shí)間l為油嘴的長(zhǎng)度m這時(shí)可求出所用時(shí)間t。根據(jù)蘇11-18-60井是用6mm油嘴、壓力10Mpa—般在1小時(shí)左右，其可再次關(guān)井。關(guān)井時(shí)間可以較長(zhǎng)些，因?yàn)榈貙拥臍怏w流向井筒比液體多的多啦蘇11-18-60井關(guān)井的時(shí)間有2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)。根據(jù)蘇11-18-60井，蘇11-25-61井得出結(jié)論：1、根據(jù)以上公式綜合考慮可求出最佳油嘴的尺寸，求出的曲線(xiàn)表可知。

208642Lxo.eo,o,o■1nfi208642Lxo.eo,o,o■1nfill987654放噴油1Will徑仏涼但不同的油嘴尺寸下的縫中的沉降距和返吐支撐劑量的到最佳油嘴為5.6mm。但，確定放噴油嘴尺寸時(shí)大多采取經(jīng)驗(yàn)法，一般根據(jù)井口壓力、壓力的回落和出排量來(lái)確定。不同的人可能采取不同尺寸的油嘴。最后放噴中期前期發(fā)現(xiàn)油嘴尺寸偏大，可能為時(shí)已晚，因?yàn)榭p處導(dǎo)流能力因支撐劑的回流而大為降低，另一方面，油嘴尺寸偏小時(shí)，使支撐劑的沉降縫底的比例較大，同樣影響最終的壓裂效果。我們放噴時(shí)，不是一個(gè)過(guò)程就用5.6mm，而是開(kāi)井選用4mm，因?yàn)閯傞_(kāi)井時(shí)井底壓力比較大返吐的支撐劑比較多，此時(shí)返吐的支撐劑相對(duì)沉降距而言傷害要小，一般在30-60分鐘，當(dāng)壓力回落一定時(shí)，我們改為6mm，然后再快速返排，可選用8mm，10mm油嘴。根據(jù)不同的階段選不同的油嘴尺寸。有蘇11-18-60井放噴曲線(xiàn)可得知（附件2）：2、 油嘴增加返排增加，支撐劑的沉降距，支撐劑的回流量增加，放噴時(shí)間減小。3、 根據(jù)以上考慮數(shù)據(jù)的放噴方式，提高壓裂效率，減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害和支撐劑回流。提高工作的效率，和減少能源的浪費(fèi)。米米米米米米+ - - -2- -4 -4巴噴苗1 苗1 苗1米米米米米米+ - - -2- -4 -4巴噴苗1 苗1 苗1苗1 苗2 苗2FKT一亠pq、4比 .ptz|.|±| .|±| |m火火火火點(diǎn)火點(diǎn)火點(diǎn)火點(diǎn)火蘇11-25-61井

5米火■油壓(Mpa) *套壓(Mpa)T—備注 油壓趨勢(shì)線(xiàn)累計(jì)排液量趨勢(shì)線(xiàn)20.0)PM(

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壓ZQQ，5-2/%；5-2^/5-3/%；5-31降:加12利加22粘32怙唸爲(wèi)4:利打20匕『放噴時(shí)間I1111111III111111111I111111111111111111111I111111111I111111111111111111111I11III1111III11111111111111I1111111III1111III11111111111111I111111111111111111111III111IIIII111111111111111