压裂液返排的数值模型优化

1、压裂液返排的数值模型优化： The fracturing fluid flowback has great influence on fracturing. The modeling of fracturing fluid flowback in our country is mainly aimed at the conventional sandstone reservoirs ， because the complexity of the model has to besimplified ， the calculation results is prone to error and d

2、eviation. This paper optimized the fracturing fluid flowback modelaccording to the law of conservation of mass flow and the fracture morphology changes， and then used the volume balance principle to solve the model. Giving the quantitative judgment through the pressure change on the crack closing ti

3、me can provide a theoretical basis for the subsequent discharge nozzle size selection.0 引言压裂液返排是压裂施工的重要组成部分， 对压裂施工的效果 影响重大。压裂液的返排速度太快会导致大量支撑剂被带出裂缝 回流到井筒， 从而很大程度上降低裂缝的导流能力， 甚至有可能 导致裂缝失效引起压裂施工失败； 当压裂液返排速度太慢会破坏 喷油嘴和其他设备 1 。本文在分析裂缝形态变化规律的基础上， 利用流体能量守恒定律建立裂缝闭合过程中的滤失模型、 压裂液返排模型和裂缝模 型。1 建立压裂滤失模型 水力压裂主要是通过压

4、裂液进行造缝和携砂， 压裂液携带支 撑剂压开裂缝后， 裂缝受闭合压力作用会慢慢闭合， 压裂液在裂 缝内外压差作用下部分向地层滤失。 压裂液滤失速度太快会对储 层造成严重伤害，滤失速度太慢会导致支撑剂在裂缝底部堆积， 无法有效支撑裂缝高度，影响压裂效果 2 ，3 。鉴于压裂液滤失速度的重要性， 建立压裂液滤失模型， 为压 裂液返排模型提供滤失数据。不同种类的压裂液流动形态各不相同， 本文将压裂液看作幂 律流体处理。采用 Teeuw4 提出的达西定律表达式来分析压裂液流动情 况。2 建立压裂液返排模型 在油气田开发中后期储层物性变差， 如果只依靠压后裂缝的 自然闭合，闭合时间太久会影响支撑剂对裂缝

5、的支撑效率并对地 层造成二次伤害。 为提高支撑剂对裂缝的支撑效率， 一般采用强 制裂缝闭合技术 5 。2.1 确立模型假设条件和原理 对压裂施工条件进行假设： 假设在压裂施工过程中排量不变； 假设裂缝高度与产层厚度相等； 假设压裂液位幂律流体有恒定黏度； 假设裂缝在停泵后不继续延伸； 假设裂缝闭合时，裂缝只改变宽度，不改变长度和高度。在强制裂缝闭合条件下的压裂液的返排量与滤失量二者之 和与裂缝的体积变化量相等，由体积平衡原理得： 依此循环， 对压裂液返排过程中井底压力和井口压力的任 一时刻求值。 将这两种压力与裂缝闭合压力进行综合分析， 当选 用1mm勺油嘴直径，得裂缝的闭合时间为 83min，当选用5mm的 油嘴直径，得裂缝的闭合时间为51min，当选用9mn的油嘴直径， 得裂缝的闭合时间为 32min。4 结语本文建立了压裂液滤失模型， 裂缝闭合过程的压裂液返排