水力噴砂射孔壓裂噴嘴的損傷試驗(yàn)與分析

水力噴砂射孔壓裂是集射孔、壓裂、隔離于一體的新型增產(chǎn)改造技術(shù),適用于低滲透油藏直井、水平井的增產(chǎn)改造,是低滲透油藏壓裂增產(chǎn)的一種有效方法。提出兩步法計(jì)算顆粒撞擊套管壁的軸向速度:首先計(jì)算單相流的穩(wěn)態(tài)流場,再分析顆粒在穩(wěn)態(tài)流場中的運(yùn)動。計(jì)算結(jié)果表明,顆粒在流體中的軸向速度與實(shí)際情況定性符合。通過對不同間距下顆粒到達(dá)套管壁的軸向速度的計(jì)算,得出最佳噴嘴出口與套管壁之間的軸向間距為6mm。

噴嘴是水力噴砂壓裂技術(shù)中最重要的部位,在施工過程中容易發(fā)生沖刷腐蝕,噴嘴的使用壽命因此縮短。運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)的方法,建立了噴嘴沖刷腐蝕的數(shù)學(xué)模型,在介質(zhì)腐蝕性一致的條件下,研究入口壓力、含砂量、顆粒大小和密度、液相粘度對噴嘴壁受到的剪切應(yīng)力大小的影響。結(jié)果顯示,噴嘴沖刷腐蝕最嚴(yán)重的部位是入口處,入口壓力和含砂量對噴嘴壁剪切應(yīng)力的大小影響最大。

針對油田罐體內(nèi)易沉積泥砂和這些含油泥砂難以自動清理的技術(shù)問題,選擇圓錐收斂形沖砂噴嘴進(jìn)行了水力沖砂性能的試驗(yàn)研究。確定了單個(gè)噴嘴的最佳沖砂流量和沖刷范圍,得到流量q、噴距h(噴嘴與砂面垂直距離)、沖刷坑尺寸之間的關(guān)系,按此參數(shù)設(shè)計(jì)的水力沖砂噴嘴管網(wǎng)能使沖砂覆蓋率達(dá)到99%,并能使油水界面基本不受擾動影響。

新疆油田公司采油二廠、井下作業(yè)公司、采油工藝研究院等單位聯(lián)合作戰(zhàn),對采油二廠73157井實(shí)施水力噴砂射孔壓裂管柱施工作業(yè),此次施工中在采研院科研人員現(xiàn)場指導(dǎo)下,施工單位積極配合,共同合作,使得73157井水力噴砂射孔壓裂管柱現(xiàn)場作業(yè)獲得成功。截止到目前,水力射孔壓裂已在油田公司現(xiàn)場實(shí)施3井次,其中2009年完成施工的采油二廠15—4a井,施工后增產(chǎn)效

依據(jù)水力噴砂分段壓裂的技術(shù)特點(diǎn)結(jié)合常規(guī)加砂壓裂設(shè)計(jì)方法,建立了水力噴砂分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過數(shù)值計(jì)算,給出了噴嘴數(shù)量與施工排量的匹配關(guān)系曲線和環(huán)空壓力與排量的關(guān)系曲線,借助實(shí)驗(yàn)手段,模擬現(xiàn)場油管與環(huán)空注入壓裂液的比例研究了壓裂液混合液的黏彈性恢復(fù)能力和耐剪切性能,為現(xiàn)場水力噴砂射孔噴嘴數(shù)量、排量和射流速度的設(shè)計(jì),加砂壓裂油管和環(huán)空排量的優(yōu)化提供了參考。

煤儲層透氣性低是制約煤礦瓦斯抽采的關(guān)鍵因素,為提高煤儲層透氣性,增加瓦斯抽采效果,依靠水力壓裂技術(shù),采用穿層鉆孔對煤層進(jìn)行激勵(lì),形成裂縫,達(dá)到增透的目的。同時(shí),采用理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)的方法,對穿層鉆孔水力壓裂技術(shù)進(jìn)行研究。壓裂后壓裂孔透氣性系數(shù)增加了6~12倍,抽放純量提高了24~30倍。水力壓裂技術(shù)大幅地提高了煤層的透氣性和鉆孔瓦斯抽放量,是一種有效的煤儲層增透工藝。

煤儲層透氣性低是制約煤礦瓦斯抽采的關(guān)鍵因素,為提高煤儲層透氣性,增加瓦斯抽采效果,依靠水力壓裂技術(shù),采用穿層鉆孔對煤層進(jìn)行激勵(lì),形成裂縫,達(dá)到增透的目的。同時(shí),采用理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)的方法,對穿層鉆孔水力壓裂技術(shù)進(jìn)行研究。壓裂后壓裂孔透氣性系數(shù)增加了6~12倍,抽放純量提高了24~30倍。水力壓裂技術(shù)大幅地提高了煤層的透氣性和鉆孔瓦斯抽放量,是一種有效的煤儲層增透工藝。

為研究水力壓裂過程中鉆孔應(yīng)變發(fā)展的特征,在不同應(yīng)力條件下開展了鉆孔水力壓裂試驗(yàn),測試分析了鉆孔壓裂段孔壁變形的規(guī)律。結(jié)果表明:在水壓作用下,壓裂段孔壁應(yīng)變較為明顯,存在拉伸和壓縮2種類型,根據(jù)與水壓的對應(yīng)關(guān)系,2種應(yīng)變曲線可分為4個(gè)發(fā)展階段,即壓裂管路排氣階段(應(yīng)變小幅波動)、水壓上升階段(應(yīng)變快速增加)、起裂延伸階段(應(yīng)變緩慢變化)和閉合階段(應(yīng)變急劇降低),其中壓裂管路排氣階段對壓縮應(yīng)變的影響較小;拉伸應(yīng)變的殘余變形明顯大于壓縮變形,但壓縮應(yīng)變曲線與水壓變化存在較好的一致性;孔壁應(yīng)變是孔壁在水壓作用下裂縫形成和擴(kuò)展過程的表現(xiàn)。

在分析噴嘴出口前壓力與噴嘴面積、射程之間關(guān)系的基礎(chǔ)上,闡述了異形噴嘴變量噴灑噴頭結(jié)構(gòu)形式及工作原理。對變量噴頭進(jìn)行了水力性能試驗(yàn),并繪制了單噴頭水量分布等值線圖。試驗(yàn)表明:異形噴嘴變量噴頭運(yùn)行可靠,能夠?qū)崿F(xiàn)正方形和三角形噴灑域,與圓形噴嘴的搖臂變量噴頭相比其噴灑性能良好,改善了噴灌均勻性。

凍結(jié)砂土的損傷試驗(yàn)研究——任何數(shù)值的荷載，都會導(dǎo)致凍土內(nèi)部冰體塑性流動和冰晶體在土體內(nèi)的重新定向，以及土顆粒的重新排列．這幾方面的因素會使凍土產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的損傷，同時(shí)表現(xiàn)出明顯的各向異性．基于損傷力學(xué)理論，推導(dǎo)出凍土的各向異性損傷變量的表達(dá)式，...

為全面分析壓裂過程煤體的損傷破壞過程，提出水力壓裂過程孔壁應(yīng)變與電阻率同步監(jiān)測的試驗(yàn)方法，利用自制的水力壓裂試驗(yàn)系統(tǒng)，開展原煤水力壓裂試驗(yàn)，得到煤體水力壓裂過程的孔壁壓縮應(yīng)變-電阻率-水壓曲線，分析孔壁應(yīng)變與電阻率的響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明，煤體水力壓裂過程中孔壁應(yīng)變和電阻率呈現(xiàn)較強(qiáng)的規(guī)律性；孔壁應(yīng)變曲線呈現(xiàn)“v”型，電阻率曲線呈現(xiàn)“√”型，這種變化趨勢與水壓變化相對應(yīng)，當(dāng)水完全占據(jù)孔內(nèi)空間時(shí)會導(dǎo)致煤體電阻率達(dá)到最小，一旦壓裂孔出現(xiàn)破裂，電阻率及孔壁應(yīng)變會出現(xiàn)突變并逐漸達(dá)到最大值；孔壁應(yīng)變曲線反映出壓裂孔承壓變形的強(qiáng)度，電阻率曲線則反映出試塊內(nèi)部裂隙的演化特征。煤體孔壁應(yīng)變-電阻率-水壓曲線蘊(yùn)含了壓裂孔承壓破裂的豐富信息，為研究鉆孔起裂行為提供了一種新方法。

油氣井水力噴射射孔壓裂管柱及配套工具適用于油氣井儲層的分段射孔和分層改造,它是依據(jù)水力噴射射孔及水力壓裂工藝原理而研發(fā)的。該管柱在直井和水平井中均可使用,尤其在水平井中優(yōu)勢非常明顯。油氣井水力噴射射孔壓裂管柱及配套工具不僅能

介紹了水力壓裂消突技術(shù)在煤礦突出煤層中的應(yīng)用并進(jìn)行了分析研究。闡述了研制的水力壓裂耐高壓水力封孔器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。該水力封孔器具有結(jié)構(gòu)簡單,封孔可靠,注水壓力高,可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。

水力壓裂概述 發(fā)布：本站來源：濟(jì)南多吉利 減小字體增大字體 水力壓裂概述 一、單井水力壓裂的增產(chǎn)作用及其效果預(yù)測方法 從油藏工程觀點(diǎn)看，水力裂縫是油層中帶有方向性的具有一定長、寬、高的幾何形狀的高滲帶。單井壓裂 后，水力裂縫與井筒所組成的系統(tǒng)，與油層連通的面積遠(yuǎn)大于無水力裂縫時(shí)井筒的面積，顯著地降低了單 井生產(chǎn)時(shí)地層的滲流阻力，這是壓裂改造后單井的基本增產(chǎn)機(jī)制。當(dāng)鉆開油層后，井底附近地帶因受鉆井 液等傷害而使產(chǎn)量下降，通過壓裂使水力裂縫穿過傷害地帶（一般傷害帶小于2m）進(jìn)入未受傷害的油層， 使未傷害油層中的油流通過水力裂縫進(jìn)入井筒，恢復(fù)并提高了井的自然產(chǎn)能。在單井壓裂時(shí)，往往兩種機(jī) 制都起作用。 一般來說，在相對較高的滲透率油藏，由于生產(chǎn)井壓后投產(chǎn)很快就進(jìn)入擬穩(wěn)態(tài)流狀況，所以產(chǎn)量預(yù)測求解 可以用徑向流動方程，通常，這可用prats與mcguire和sikora方法來求解。

水力壓裂原理

煤層水力壓裂增透技術(shù)應(yīng)用 劉延超何忠信曹承斌鄭學(xué)斌 摘要：針對較難抽放煤層、采用水利壓裂增透技術(shù)后透氣性增加，抽放濃度增大，消除了瓦 斯超限隱患，保證了安全生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：水利壓裂、煤層增透 道清煤礦北斜井經(jīng)沈陽煤科院測定煤的破壞類型為ⅱ～ⅲ類，煤的瓦斯放散 初速度指標(biāo)δp介于5.41～15.28之間，煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值介于0.18～0.75 之間。屬于較難抽放類型，施工的順層鉆孔、穿層鉆孔往往單孔抽采濃度達(dá)不到 20%，抽采效果差，煤層開的采往往伴隨著大量瓦斯涌出，瓦斯報(bào)警和瓦斯超限 的威脅越來越嚴(yán)重.隨著開采深度的增加及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜化、煤層透氣性差、瓦 斯抽采效率低、當(dāng)前瓦斯治理技術(shù)與裝備不能滿足需要，嚴(yán)重影響了采煤接續(xù)及 安全生產(chǎn)。為解決低透氣性帶來的瓦斯抽采困難的問題，提出了水力壓裂增透技 術(shù)，通過實(shí)施水力壓裂措施，增大煤體透氣性，擴(kuò)大鉆孔影響半徑，

水力壓裂力學(xué)

隨著油田開發(fā)的不斷深入，油氣勘探開發(fā)方向不斷轉(zhuǎn)向低滲透、薄油層。對于低滲透水平井，目前，水力噴砂壓裂是一種有效的增產(chǎn)技術(shù)。水平井分段壓裂技術(shù)主要包括水力噴砂分段壓裂、滑套封隔器分段壓裂和雙封單卡機(jī)械分段壓裂。能有效提高油田勘探開發(fā)綜合效益，是大力發(fā)展水平井技術(shù)是高效開發(fā)復(fù)雜油氣藏特別是低滲透、稠油和裂縫性氣藏的重要舉措。其技術(shù)已經(jīng)在我國眾多個(gè)油田中廣泛使用。本文通過對平井水力噴砂分段壓裂工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，希望對平井水力噴砂分段壓裂技術(shù)有所幫助。

yp1井組是由一口篩管水平井yp1和直井yp1v組成的u型煤層氣井。根據(jù)篩管水平井井況及特點(diǎn),優(yōu)化了施工管柱、水力噴射壓裂工具尺寸和噴嘴組合方式。為防止φ114.3mm小直徑篩管水平井壓裂管柱砂卡,將拖動式水力噴射壓裂工具與滑套式工具相組合,融合了二者施工工藝。水力噴砂射孔液體通過yp1v井排出,進(jìn)一步減少水平井沉砂風(fēng)險(xiǎn)。順利完成yp1井4個(gè)層段水力噴射分段壓裂改造,共計(jì)加砂83m3,壓裂管柱成功上提出井。該u型井壓裂施工前無產(chǎn)量,壓后對yp1v井實(shí)施排水降壓,隨井底流壓下降,產(chǎn)氣量最高上升至636m3/d。

介紹了水力族流器沉砂筑壩新工藝的工業(yè)試驗(yàn)和旋流器參數(shù)的選擇．

在機(jī)械制造工廠中,清理各種材料或零件的表面多采用噴砂的方法。噴砂機(jī)前的噴嘴是用生鉄澆鑄出來的。噴砂時(shí),具有4～5個(gè)大氣壓的壓縮空氣強(qiáng)力吹著砂子經(jīng)過噴嘴噴射出來,使得金屬噴嘴迅速地磨損。一般金屬噴嘴壽命只有30～60分鐘,所以要經(jīng)常拆換,增加生產(chǎn)成本。

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展,移動式輕小型噴灌溉設(shè)備在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,但是配套自吸泵自吸性能亟需提高。文章通過實(shí)驗(yàn),從葉輪與泵體隔舌的間隙、回流噴嘴、儲液室液體容量、進(jìn)水口寬度四個(gè)方面,分析它們與自吸泵自吸性能的關(guān)系,也就是自吸泵自吸性能優(yōu)化可以通過在一定范圍內(nèi)增大泵體隔舌的間隙和回流嘴直徑,增多儲液室中水量,改變吸入管直徑等方式來實(shí)現(xiàn)。