支撑剂在超临界二氧化碳中的跟随性计算

摘要：

超临界二氧化碳作为一种新型压裂液,是目前国内外的研究热点,但其携砂机理尚不明确,成为制约该项技术的关键问题之一.将跟随性的概念引入压裂液携砂研究,以支撑剂水平速度和压裂液水平流速的比值来表征支撑剂的跟随性或压裂液的携砂性能,并以跟随性为标准,对超临界二氧化碳的水平携砂性能进行了评价.在经典BBO方程的基础上,改进了拖曳力的表达式,联立拖曳力系数辅助方程组,建立了支撑剂在超临界二氧化碳中的跟随性计算模型,为评价和优化超临界二氧化碳输送支撑剂提供了理论依据.采用自主研发的实验设备,通过跟随性实验对该模型进行了检验,并采用模型进行了支撑剂在超临界二氧化碳中跟随性的影响因素分析.研究结果表明,在常用密度范围内,支撑剂密度对跟随性的影响不大,该数值分析结论与以往学者的实验研究结果相一致.此外,对比了砂粒在超临界二氧化碳、滑溜水以及空气中的跟随性,超临界二氧化碳的高密度特性对其携砂性能的影响大于低黏度特性对其携砂性能的影响,两者综合作用导致其携砂性能远高于空气,小于并接近滑溜水的携砂性能,特别是在较高流速下,超临界二氧化碳的水平携砂性能与滑溜水相当.

关键词：超临界二氧化碳、压裂液携砂、支撑剂跟随性、数值计算、BBO方程

所属期刊栏目：37

分类号：TE357.3(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金联合基金重点项目“非常规天然气储层超临界二氧化碳压裂工程基础研究”U1262202;国家自然科学基金国际合作重点项目“页岩气藏水平井完井与多级压裂增产的基础研究”5121006

在线出版日期：2016-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1061-1068