水力压力波动注入压裂增产工艺的力学原理

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1、第40卷第2期石油钻采工艺Vol.40No.22018年3月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYMar.2018文章编号：1000–7393（2018）02–265–10DOI:10.13639/j.odpt.2018.02.021水力压力波动注入压裂增产工艺的力学原理1，21，2仝少凯高德利1.中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室；2.油气资源与工程国家重点实验室引用格式：仝少凯，高德利.水力压力波动注入压裂增产工艺的力学原理［J］.石油钻采工艺，2018，40（2）：265-274.摘要：为了提高水

2、力压裂的改造增产效果，解决连续油管环空水力压裂作业中高泵压的难题，提出了一种新的水力压力波动注入压裂增产工艺。基于水力压裂原理，解释了水力压力波动注入条件下井筒压力系统变化规律；根据流体力学、弹性力学及波动力学理论，建立了水力压力波动注入压裂增产工艺的基础力学原理。分析结果表明，水力压力波动注入条件下，井筒内流动流体发生了能量转换，在井底附近产生了不稳定的压力波动，这种由于不稳定注入排量产生的不稳定的压力波动在储层裂缝内以压力波的形式传播；水力压力振动波沿缝长方向传播时并不是以恒定压力振幅传播，而是呈现压力振幅衰减的规律；水力裂缝的长度和

3、宽度随着压裂泵工作转速的增大而增加。研究结果表明，水力压力波动注入压裂增产工艺可以提高水力压裂的改造效果和油气井的产量，建议将该工艺方法应用到现场水力压裂作业中。关键词：压力波动；水力压裂；不稳定排量；水力压力振动波；力学原理中图分类号：TE357.1文献标识码：AMechanicalprinciplesofhydraulicpressurefluctuationinjectionbasedonfracturingtechnology1,21,2TONGShaokai,GAODeli1.KeyLaboratoryofPetroleumEn

4、gineeringEducationMinistry,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;2.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourceandEngineering,Beijing102249,ChinaCitation:TONGShaokai,GAODeli.Mechanicalprinciplesofhydraulicpressurefluctuationinjectionbasedonfracturingtechnol-ogy

5、［J］.OilDrilling&ProductionTechnology,2018,40(2):265-274.Abstract:Anewhydraulicpressurefluctuationinjectionmethodbasedonfracturingtechnologywasproposedtoimprovethestimulationeffectofhydraulicfracturingandsolvethehighpumppressureduringthehydraulicfracturingofcoiledtubingann

6、ulus.Thechangelawsofboreholepressuresystemunderhydraulicpressurefluctuationinjectionwereillustratedaccordingtotheprincipleofhy-draulicfracturing.Moreover,thebasicmechanicalprinciplesofhydraulicpressurefluctuationinjectionbasedonfracturingtechnologywereestablishedaccording

7、tothetheoriesoffluidmechanics,elasticityandwavemechanics.Itindicatesthattheflowingfluidintheboreholeundergoesenergytransferandunstablepressurefluctuationoccursnearthebottomholeunderhydraulicpressurefluctuationinjection.Andthiskindofunstablepressurefluctuationgeneratedbyun

8、stableinjectionflowrateispropagatedintheformofpressurewaveinreservoirfractures.Whenthehydraulicp