苏里格气田压裂后放喷油嘴尺寸最佳的论1

苏里格气田压裂后放喷油嘴尺寸最佳的论述（摘要）在苏里格气田压裂中，为了尽量减少压裂液滤液对储层的伤害和提高支撑剂在储层的支撑效率，尤其在裂缝更多向下延伸的情况下，往往采取裂缝中的支撑剂快速沉降，裂缝强制闭合技术。我们用合理的油嘴尺寸返排，可使裂缝尽快闭合，又不至于过多的翻土支撑剂，使压裂达到最佳效果。（前言）气井优雅列后放喷排液，根据不同的储层情况，压裂数据、井口压力大小、流体形态，选择不同的油嘴尺寸和间隙放喷时间，直接影响到放喷速度，储层的二次伤害，支撑剂在储层内支撑效果。从而影响到生产的进度，该井的造价，产量的，天然气的浪费的影响。这篇文章是根据我的个人放喷经验和理论结合，望大家放喷时根据参考，能得到有用的地方。苏里格气田为低压低渗透储层，采取压裂技术往储层加入支撑剂。但地层压力低，地层压力不足以把井底的液体排出，其P井底〈P夜筒，所以压裂时要拌入氮气一起压入，协助地层压力把液体排出，其7井底=P也层+P气〉P夜筒。（其他压力可忽略不计），把天然气和氮气都为气体。在放喷表面的变化（井口压力和出口排量）和地层动态我把它分为不同的阶段：1、稳定地层；2、强制闭合；3、快速返排；4、间隙放喷。一、稳定底层压裂后，压入储层的支撑剂处于非常不稳定状态，有大量的支撑剂在压裂液中悬浮着不很好的沉降，处于不稳固阶段。为了使支撑剂回流量减少，提高压裂效率，停留关井30-40分钟，使储层稳定，支撑剂沉降加以稳固。然后，开

井返排强制闭合地层。二、强制闭合在苏里格气田压裂中，为了尽量减少压裂液滤液对储层的伤害和提高支撑剂在储层的支撑效率，尤其在裂缝更多向下延伸的情况下，往往采取裂缝中的支撑剂快速沉降，裂缝强制闭合技术。我们用合理的油嘴尺寸返排，可使裂缝尽快闭合，又不至于过多的返吐支撑剂，使压裂达到最佳效果，我们必须考虑的造封的闭合时间、沉降距和支撑剂的回流量。1、强制闭合地层是用油嘴控制压入地层压裂液的排量。裂缝闭合时间的计有体积平衡原理可得停泵使得造缝半径长L的计算：PQtp2J元'm2J元'mr(m)chJt-t 兀 +2hs+_HW(m+0.5)r(m+0.5)p4Piim3..：Qm3..：Q为压裂施工排量； minm/.C：综合滤失系数，丿minh：为压裂层的有效厚度；mSp:为压裂液初滤失量；"/m2「：为伽马函数「：为伽马函数p:为压裂施工时间minm为裂缝延伸规律的一个系数m为裂缝延伸规律的一个系数iH为水力裂缝咼度，m再求出支撑缝宽：4VPrWPrProProPKN模式ProPKN模式ProHLProKGDProHLProKGD模式侧裂缝闭合时闭合在支撑剂上的压力：E'Pro 2HPso'cWEo'cWE'rsPro2LPrt当P二5C-Ph时对应的时间为cE'为平面应变模量，Mpa卩E'为平面应变模量，Mpa卩s为缝中平均压力于井底压力的比值，无因次o为最小水平主应力MpacO'为闭合在支撑剂上的平均应力，Mpac综合上市的计算结果，：就是裂缝的闭合时间，有了裂缝闭合时间，就可以计算支撑剂的沉降距。2、 支撑剂沉降距为确定最佳的放喷油嘴尺寸，而尽可能阻止支撑剂回流出地层的前提下，加速裂缝的闭合进度，因此考虑沉降距，使沉降距低于裂缝上延的距离。l<Hdu103pUDRe=求ld需先求s p p

由诺沃特尼公式得：103D1.44（p-p由诺沃特尼公式得：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，闭合时间为tc，可求知沉降距ld，如果求出Up则Ut<HpcuDp为支撑剂的平均半径，m ps为支撑剂的视密度kg/m3u 卩P为支撑剂的沉降平均速度m/s 为压裂返排液的粘度，Mpa'sP1为任意时刻砂液混合物液体中占据的比例，小数p为压裂液的密度kg/m3 Hu为裂缝从油层顶部上延的距离，mRe为流体流动中惯性力与粘性力比值的量度假设回流的砂液的比例于刚停泵时比例相等，而缝内砂液混合物的比例PL,就是取停泵后到裂缝闭合时间的一半时的Pc平均值，则t=丁2。回流的支撑剂量Vfb（1-Vfb（1-PLp6x1010兀R4（P-0.1）8^7dtp为刚停泵时砂液混合物液体中占据的比例，小数P压裂后放喷时的井口压力1pl为油嘴的长度m 卩为压裂液返排的液的粘度Mpa's如果油嘴过大，闭合时间较短，支撑剂的回流量增加，最大沉降距就不能很好的沉降，其影响压裂最终效果。如果油嘴太小，闭合时间太长时，最大沉降距，就是缝高向下延伸的距离。因支撑剂沉降到缝底后就会停止沉降。三、快速返排为了达到压裂最佳效率，在这个时期可以选用比较大些油嘴尺寸，但也得考虑到储层的气体从储层流出的流量是有限的，那我们就根据Turner提出的，气体排液后最小气体流量是能使上升气流中存在的最大液滴向上移动的流量：C(67-p)0.25V二1 gg (p)0.5g则气体最小流量为Qmin3.06PV(0.25DE2“)= gTZPg为气体的密千克/米3 DE为油管直径米P为出口压力Mpa T为温度RZ为综合系数例如（附件1）苏11-25-62井气体流量过大，速度则快，液体没有气体快，达到一个极限，液体在井筒内积多，至把井压死。在快速返排时选用的油嘴过大，到井底压力低于井筒液体压力，支撑剂的沉降距小，支撑剂回流量多，建立的空隙喉道少，渗透率小，而产量大大减少。四、间隙放喷随着时间的增长，由于深入地层远处的液体向油管聚集速度小于气体，地层中气液渗透的相对比较快的多，进入井筒的气大大多于液体，返排液量减少出气量增大，排液效率降低，则应关井恢复，采取间开工作制度，此时可关井恢复底层能量。当井口压力上升较慢时，说明表压加液柱压力已接近井底压力地层流向井底的液体很少，这时应进行第二次开井放喷，一般关井时间在2小时左右，开井时间我们可以根据井口压力，可求出流量。先求井筒的液量，井口压力有了。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为平均地层压力MpaPsl为井底流压MpagL为液体压力梯度Mpa/mhLsl为井底流压MpagL为液体压力梯度Mpa/mhL液柱高度mg为天然气梯度Mpa/mhg为为气柱高度mPwf为井口压力MpaD为到射孔段的深度mR为油嘴的半径m卩为压裂液返排的液的粘度Mpa-sl为油嘴的长度m这时可求出所用时间l为油嘴的长度m这时可求出所用时间t。根据苏11-18-60井是用6mm油嘴、压力10Mpa—般在1小时左右，其可再次关井。关井时间可以较长些，因为地层的气体流向井筒比液体多的多啦苏11-18-60井关井的时间有2小时、4小时、6小时、8小时。根据苏11-18-60井，苏11-25-61井得出结论：1、根据以上公式综合考虑可求出最佳油嘴的尺寸，求出的曲线表可知。

208642Lxo.eo,o,o■1nfi208642Lxo.eo,o,o■1nfill987654放喷油1Will径仏凉但不同的油嘴尺寸下的缝中的沉降距和返吐支撑剂量的到最佳油嘴为5.6mm。但，确定放喷油嘴尺寸时大多采取经验法，一般根据井口压力、压力的回落和出排量来确定。不同的人可能采取不同尺寸的油嘴。最后放喷中期前期发现油嘴尺寸偏大，可能为时已晚，因为缝处导流能力因支撑剂的回流而大为降低，另一方面，油嘴尺寸偏小时，使支撑剂的沉降缝底的比例较大，同样影响最终的压裂效果。我们放喷时，不是一个过程就用5.6mm，而是开井选用4mm，因为刚开井时井底压力比较大返吐的支撑剂比较多，此时返吐的支撑剂相对沉降距而言伤害要小，一般在30-60分钟，当压力回落一定时，我们改为6mm，然后再快速返排，可选用8mm，10mm油嘴。根据不同的阶段选不同的油嘴尺寸。有苏11-18-60井放喷曲线可得知（附件2）：2、 油嘴增加返排增加，支撑剂的沉降距，支撑剂的回流量增加，放喷时间减小。3、 根据以上考虑数据的放喷方式，提高压裂效率，减少对储层的伤害和支撑剂回流。提高工作的效率，和减少能源的浪费。米米米米米米+ - - -2- -4 -4巴喷苗1 苗1 苗1米米米米米米+ - - -2- -4 -4巴喷苗1 苗1 苗1苗1 苗2 苗2FKT一亠pq、4比 .ptz|.|±| .|±| |m火火火火点火点火点火点火苏11-25-61井

5米火■油压(Mpa) *套压(Mpa)T—备注 油压趋势线累计排液量趋势线20.0)PM(

力

压ZQQ，5-2/%；5-2^/5-3/%；5-31降:加12利加22粘32怙唸爲4:利打20匕『放喷时间I1111111III111111111I111111111111111111111I111111111I111111111111111111111I11III1111III11111111111111I1111111III1111III11111111111111I111111111111111111111III111IIIII111111111111111